專利名稱：在光模塊中監(jiān)控功率參數(shù)的電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在光模塊中監(jiān)控光信號(hào)參數(shù)的方法，所述方法包括接收和/或發(fā)送ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)；(i )利用檢測(cè)器將ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓和(i i )利用電流鏡將ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電壓；并根據(jù)第一和第二電壓計(jì)算消光比，平均功率和/或調(diào)幅。通常，第一電壓對(duì)應(yīng)光信號(hào)的幅值，而第二電壓對(duì)應(yīng)平均功率(Pavg)。利用此類電壓，所述方法限定了光模塊各類參數(shù)的判定和光模塊接收和/或發(fā)送的光信號(hào)，例如平均功率(Pavg),高功率(P1)，低功率(P。)，ER和/或0ΜΑ。圖2舉例說(shuō)明了與本發(fā)明相關(guān)的監(jiān)控ー個(gè)或多個(gè)由光模塊接收和/或發(fā)送的光信號(hào)的典型方法200。所述方法通常包含通過(guò)流程中的各種循環(huán)持續(xù)處理，盡管它也包含通過(guò)部分或所有流程的單次處理。比如，在所述方法中，在供電穩(wěn)定的情況下，光模塊可持續(xù)地從網(wǎng)絡(luò)組件接收光傳輸(比如，OLT和/或0NU)，和持
如圖所示，所述方法可在202啟動(dòng)，隨后光模塊在204接收和/或發(fā)送ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)。比如，光模塊可利用激光二極管發(fā)送光信號(hào)和/或利用H)接收光傳輸。不同波長(zhǎng)通常用于發(fā)送和接收光信號(hào)。比如，在用1310nm波長(zhǎng)接收上游光信號(hào)時(shí)，光模塊可用1577nm波長(zhǎng)在光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)向下游其他設(shè)備(比如OLT和/或0NU)發(fā)送光信號(hào)。當(dāng)光模塊監(jiān)控已發(fā)送的光信號(hào)時(shí)，它也監(jiān)控自身的功率，ER和/或OMA信息。當(dāng)光模塊接收ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)吋，光模塊也監(jiān)控內(nèi)部光模塊的功率，ER和/或0ΜΑ。光模塊在206將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為(i)第一電壓和(ii)第二電壓。光電ニ極管通常將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為至少ー個(gè)電信號(hào)(比如，第一和第二電信號(hào))。檢測(cè)器(比如，RF檢測(cè)器)可將電信號(hào)(比如，第一電信號(hào))轉(zhuǎn)換為第一電壓，并且還可利用電流鏡將電信號(hào)(比如，第二電信號(hào))轉(zhuǎn)換為第二電壓。比如，電流鏡和電阻器可將第二電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電壓(比如，根據(jù)歐姆定律)。在208，第一和/或第二電壓用于計(jì)算(I)光模塊的ER，(2)光信號(hào)的平均功率(Pavg)，和/或(3)光信號(hào)的0ΜΑ。比如，如圖3A所示，光模塊可利用檢測(cè)器320將來(lái)自接收光信號(hào)的TO310的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為節(jié)點(diǎn)325的第一電壓VI。光模塊也可利用CM330將來(lái)自PD310的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為節(jié)點(diǎn)335的第一電壓V2。第一電壓Vl對(duì)應(yīng)RF功率(或幅值)，而第二電壓V2對(duì)應(yīng)光信號(hào)的平均功率(Pavg)。轉(zhuǎn)換第一電壓Vl和第二電壓V2到RF功率和平均功率(Pavg)的邏輯或方法分別為技術(shù)領(lǐng)域已知的。平均功率(Pavg)為可由第二電壓V2判定的DC量。利用第一電壓Vl (對(duì)應(yīng)光信號(hào)幅值)和第二電壓V2 (對(duì)應(yīng)Pavg)可確定各種參數(shù)，例如利用上述的方程[I] - [4]確定光信號(hào)的平均功率(Pavg),高功率(P1),低功率(P。)，ER和/或0ΜΑ。
又比如，假如未從網(wǎng)絡(luò)(比如，光網(wǎng)絡(luò))或主機(jī)接收到讀取指令(比如，讀取計(jì)算出的ER，平均值[Pavg]或Μ0Α)’隨后在210，所述方法200又204繼續(xù)接收和/或發(fā)送ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)，并在連續(xù)循環(huán)內(nèi)的206和208確定功率的相關(guān)參數(shù)。但是，當(dāng)在210接收到讀取指令吋，光模塊就可在212發(fā)送與光模塊光信號(hào)的(i )高功率(PI)，( i i )低功率(PO )，(iii)平均值(Pavg)，(iv) ER和/或OMA數(shù)值范圍相應(yīng)的標(biāo)記或狀態(tài)。比如，狀態(tài)控制器可以提供狀態(tài)值(比如，代表參數(shù)值的位串，比如平均功率，高低功率，ER和/或0ΜΑ)。在另外的實(shí)施例中，在212將ー個(gè)或多個(gè)參數(shù)值與ー個(gè)或多個(gè)代表特定標(biāo)記或狀態(tài)的閾值比較，并生成相應(yīng)標(biāo)記或狀態(tài)來(lái)指出功率參數(shù)的狀態(tài)。所述標(biāo)記或狀態(tài)隨后可發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)。與本發(fā)明相關(guān)的電路和/或光模塊可包含為ー個(gè)或多個(gè)光模塊參數(shù)數(shù)據(jù)生成狀態(tài)和/或標(biāo)記的電路和/或邏輯單元(詳見(jiàn)，如，美國(guó)專利申請(qǐng)No. 13/070, 358, filed March23，2011 [Attorney Docket No. SP-024-U;美國(guó)專利申請(qǐng) No. 13/075,092, filedMarch 29, 2011 [Attorney Docket No. SP-035-U; and 美國(guó)專利申請(qǐng) No. 13/348, 599,filed January 11, 2012 [Attorney Docket No. SP-119-L],其中相關(guān)部分也在此一并作為參考)。狀態(tài)值可通過(guò)通信接ロ直接發(fā)送到主機(jī)或從數(shù)據(jù)內(nèi)存器找回井隨后通過(guò)通信接ロ發(fā)送到主機(jī)。所述方法隨后返回到204，并持續(xù)運(yùn)行直至?xí)和?比如，關(guān)機(jī))或停止(比如，收發(fā)器和/或網(wǎng)絡(luò)斷電)。ー種典型電路
在本發(fā)明的另一方面，電路還可包括光電ニ極管，用于生成對(duì)應(yīng)光信號(hào)的第一電流，率禹合于光電ニ極管第一端的電流鏡，和稱合于光電ニ極管第二端的檢測(cè)器。電流鏡用于生成等于第一電流或與其成比例的第二電流，而檢測(cè)器則用于確定光信號(hào)的功率或幅值。圖3A和3B分別舉例說(shuō)明了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的典型電路300和305。電路300和/或305可以是光接收器和/或模塊電路和/或元件的一部分。當(dāng)圖3A描述與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的總電路時(shí)，很明顯我們就應(yīng)明白任何與本發(fā)明一致的電路設(shè)置都可用于所述的電信接收器和/或收發(fā)器。電路300包含光電ニ極管(PD) 310，檢測(cè)器320，和電流鏡(CM)330。PD310可包含P型/傳統(tǒng)/n型(PIN)ニ極管，雪崩光電ニ極管或任何其他接收光信號(hào)并轉(zhuǎn)換接收光信號(hào)到電信號(hào)的元件或裝置。檢測(cè)器320可以是RF檢測(cè)器或其他任何對(duì)AC功率敏感并生成等比例DC輸出(或電壓)的元件或裝置。CM330包括電路，其用于在另ー節(jié)點(diǎn)335 (例如ICM)復(fù)制或替代第一電流(例如IPD)。將來(lái)自在網(wǎng)絡(luò)中的ー個(gè)或多個(gè)外部元件(例如，ー個(gè)或多個(gè)OLT和/或ONU)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。檢測(cè)器320接收來(lái)自PD310的電信號(hào)并生成節(jié)點(diǎn)325的第一電壓VI。第一電壓與RF功率成比例并代表光信號(hào)的幅值。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器320耦合于TO310的陰極314。通過(guò)Η)310復(fù)制輸入電流(iro)。在一個(gè)實(shí)施例中，CM330可耦合至Η)310的正極312。來(lái)自CM330的復(fù)制電流(ICM)可以等于來(lái)自PD310的第一電流(IPD)或是與其成比例的。電路300也可具有足夠大的 電阻使輸出電流(ICM)生成第一電流VI。在一個(gè)實(shí)施例中，電路300利用電阻器340由復(fù)制電流(ICM)生成節(jié)點(diǎn)335的第二電壓。tヒ如，電阻器340具有足夠大的電阻值將(ICM)轉(zhuǎn)換為第二電流V2。第二電流V2的值等同于光信號(hào)的平均功率(Pavg)。圖3B所示為包括生成節(jié)點(diǎn)355的第二電壓V2’的第二電路305。電路305也可與圖3A所示電路300相同。放大的第二電壓V2’可使第二電壓更容易與具有足夠精度和/或準(zhǔn)度的平均功率(Pavg)相互關(guān)聯(lián)(借此提高平均功率判定的精度和/或準(zhǔn)度)。在ー個(gè)實(shí)施例中，放大器350可以是跨阻放大器(TIA)。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，放大器350也可具有電流到電壓的轉(zhuǎn)換功能和/或包含單級(jí)放大器，比如源極隨耦器，射極輸出器，共源共柵或達(dá)林頓放大器，用于提供正弦波輸出。ー種第二典型電路
圖4舉例說(shuō)明了本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例。除了放大器410タト，電路400基本上與圖3A電路300相同。PD310的負(fù)極314被耦合到了放大器410，而檢測(cè)器320則接收放大器410的輸出。通常我們認(rèn)為放大器410可以是任何合適的放大器，并且可以是TIA，限幅放大器，或它們的組合。或者，放大器可提供電流到電壓的轉(zhuǎn)換功能和/或包含單級(jí)放大器，用于提供正弦波輸出，比如源極隨耦器，射極輸出器，共源共柵或達(dá)林頓放大器。放大器410的輸出節(jié)點(diǎn)415也可向下游的光模塊信號(hào)處理模塊發(fā)送信號(hào)(比如，信號(hào)再生模塊，未顯示)和/或向另ー放大器提供信號(hào)用于再一次處理。如圖3A和3B實(shí)施例所示，檢測(cè)器320的輸出325代表等于或/和與高功率(P1)成比例的第一電壓VI。在一實(shí)施例中，檢測(cè)器320可以是RF檢測(cè)器。在另ー些實(shí)施例中，圖3A，3B和3C所示的電路300，305和/或400可包含邏輯単元(圖5)，用于確定或計(jì)算光信號(hào)的高功率(pl)，低功率(PO)，平均值(Pavg)，ER和/或0ΜΑ。如圖5所示，邏輯單元500可包含確定狀態(tài)信息參數(shù)的功率計(jì)算器510。功率計(jì)算器510用于接收來(lái)自檢測(cè)器320的第一電壓Vl(比如，來(lái)自圖3A節(jié)點(diǎn)325)，和來(lái)自CM330的第ニ電壓V2 (比如，來(lái)自圖3A和3B的輸出節(jié)點(diǎn)335或355)來(lái)在513生成平均功率(Pavg)，在515生成低功率(PO)，在517生成ER和在519生成0ΜΑ。功率計(jì)算器510通常用于根據(jù)上述方程[I] - [4]利用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)運(yùn)算(比如，利用執(zhí)行此類數(shù)學(xué)運(yùn)算的標(biāo)準(zhǔn)電路模塊)來(lái)確定各種參數(shù)值。功率計(jì)算器510輸入接收第一電壓Vl并將其直接作為高功率(Pl)在節(jié)點(diǎn)511輸出?；蛘撸玫谝浑妷篤l相乘(或相除)某數(shù)值來(lái)在511提供與第一電壓Vl成比例的輸出。功率計(jì)算器510在另外ー個(gè)輸入點(diǎn)接收第二電壓V2，再將其作為平均功率(Pavg)直接在節(jié)點(diǎn)513輸出。同樣，用第二電壓V2相乘(或相除)某數(shù)值來(lái)在513提供與第二電壓V2成比例的輸出?！俺艘?”的乘數(shù)512同樣接收第二電壓V2并有效地將其值翻倍。之后，第一減法器514可從翻倍的第二電壓V2減去第一電壓Vl來(lái)得到節(jié)點(diǎn)515的低功率(PO)數(shù)值。除法器516可用低功率(PO)除以高功率(Pl)在節(jié)點(diǎn)517得到消光比(ER)。最后，第二減法器518可從第一電壓Vl減去低功率值(PO)(此前已經(jīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算得出)來(lái)在節(jié)點(diǎn)519確定光調(diào)幅(OMA)。在不同的實(shí)施例中，都可將ー個(gè)或多個(gè)功率計(jì)算器510的輸出(比如，511的Pl，517的ER，519的OMA，515的PO和513的Pavg)存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器中(比如，圖7所示存儲(chǔ)器712)，和/或通過(guò)接ロ(比如，圖7所示接ロ 760)將其發(fā)送至主機(jī)和/或網(wǎng)絡(luò)。ー種典型的光發(fā)送器和/或收發(fā)器
本發(fā)明實(shí)施例涉及光發(fā)射器或收發(fā)器。所述發(fā)射器或收發(fā)器包括ー個(gè)或多個(gè)上文中提到的電路，發(fā)射器光器件和邏輯單元。所述發(fā)射器光器件用于發(fā)射光信號(hào)，而所述邏輯單元用于處理(i)第一電壓(比如，來(lái)自檢測(cè)器和/或第二放大器)和(ii)第二電壓(比如，來(lái)自電流鏡和/或第一放大器)形成的消光比?！D6所示為所述發(fā)射器或收發(fā)器的實(shí)施例，與T0SA610配合使用。但是，很明顯任何與本發(fā)明一致的電路配置都可應(yīng)用于所述典型光模塊。激光器驅(qū)動(dòng)器620在運(yùn)行中發(fā)送調(diào)制后的電信號(hào)至激光二極管(LD) 615。LD615生成具有第一部分612A和第二部分612B的光信號(hào)。TOSA 610內(nèi)的板載光電ニ極管(PD)617接收來(lái)自LD615的第二光信號(hào)部分612B，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在一些實(shí)施例中，第二光信號(hào)部分612B的功率大概為具有LD615輸出光信號(hào)總功率的1_5%。同樣,可利用分色器，波長(zhǎng)選擇濾波器或其他類似裝置將第二光信號(hào)部分612B從LD615輸出(比如,第一部分612A)反射出來(lái)。PD617發(fā)射第一電信號(hào)到檢測(cè)器320，以便在輸出節(jié)點(diǎn)325生成第一電壓VI。PD617還將具有第一電流(IB))的第二電信號(hào)發(fā)射至CM330。CM 330將第一電流復(fù)制到TO617 (IPD)來(lái)生成第二電流(ICM)。所述第二電流(ICM)等于第一電流(ICM)或是與其成比例的。利用電阻器340和歐姆定律(V = IR)，可由CM330的輸出(比如，ICM)第二電壓V2生成第二電壓V2。在一個(gè)實(shí)施例中，雖然TOSA 610可包含檢測(cè)器320，但是TOSA610或其他外部設(shè)備也可能包含CM330。另外，所述光發(fā)射器或收發(fā)器以與圖3A，3B和4所示包含檢測(cè)器320和CM330的裝置類似或相同的方式運(yùn)行。圖7舉例說(shuō)明了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的典型光模塊700。光模塊700能夠計(jì)算和/或監(jiān)控它自己的平均功率(Pavg)，ER和/或0ΜΑ，和來(lái)自網(wǎng)絡(luò)(比如，光網(wǎng)絡(luò))其他發(fā)送器和/或收發(fā)器的參數(shù)。所述網(wǎng)絡(luò)為光模塊提供光通信和/或信號(hào)。如圖所示，光模塊700包括接ロ 760，微處理器/微控制器(MCU) 710，放大器780，激光器驅(qū)動(dòng)電路620，激光器偏壓電流控制電路750，T0SA610, R0SA770，檢測(cè)器320，和電流鏡(CM) 330’。光模塊700通過(guò)光信號(hào)612A將光數(shù)據(jù)發(fā)射至光網(wǎng)絡(luò)中的外部媒質(zhì)(比如，光纜)和/或兀件(比如，分光器，光模塊和/或其他適合的硬件)。T0SA610包括激光二極管(LD)615和TO617。在不同的實(shí)施例中，H)可以是PIN ニ極管或雪崩光電ニ極管。光模塊700的發(fā)射器部分還可包括激光器驅(qū)動(dòng)電路620和激光器偏壓電流控制電路750。激光器驅(qū)動(dòng)電路620將調(diào)制后的電信號(hào)發(fā)送至LD615。耦合至T0SA610的激光器偏壓電流控制電路750控制發(fā)送至LD615的偏壓電流。當(dāng)LD615發(fā)出光信號(hào)612A時(shí)，PD617會(huì)檢測(cè)部分光信號(hào)612B。PD 617將光信號(hào)部分612B轉(zhuǎn)換為電流。所述電流隨后發(fā)送至檢測(cè)器320’用于第一電壓Vl的生成。PD612也傳送電流至CM330’用于第二電壓V2的生成。利用電阻器340和歐姆定律(V=IR),電流鏡330’輸出第二電壓V2。或者，可將節(jié)點(diǎn)335耦合至具有高(比如，無(wú)窮大)跨阻的MCU710內(nèi)的元件和/或其他電路來(lái)生成第二電壓V2?？蓪⒌谝缓偷诙妷篤2發(fā)射至MCU作進(jìn)ー步處理(比如，利用功率計(jì)算器510)來(lái)計(jì)算Pavg，高功率(P1),低功率(Ptl), ER, 0ΜΑ，等。如上所述，檢測(cè)器320’可包括對(duì)AC功率敏感并可生成相應(yīng)DC輸出的任何檢測(cè)器或其他元件或裝置。將輸入光信號(hào)405轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。ROSA 770包括TO310 (見(jiàn)，例圖3A和B)并且還可能包含放大器410 (見(jiàn)，例，圖4)。在一個(gè)實(shí)施例中，類似于圖4的實(shí)施例，放大器410可包含TIA或單級(jí)放大器，例如源極隨耦器，射極輸出器，共源共柵或達(dá)林頓放大器，用于提供正弦光波波形。ROSA 770將電信號(hào)發(fā)射至檢測(cè)器320’和CM 330’。在一個(gè)實(shí)施例中，分別自TOSA 610和ROSA 770輸出各自輸入到檢測(cè)器320’和CM 330，。或者，檢測(cè)器320’和CM 330’分別包括獨(dú)立的檢測(cè)器和電流鏡，用于處理來(lái)自TOSA 610和ROSA 770的獨(dú)立信號(hào)。在這種情況下，配套的通道閥和/或多路復(fù)用器可配合獨(dú)立的檢測(cè)器和電流鏡實(shí)現(xiàn) 對(duì)TOSA 610和ROSA 770信號(hào)的獨(dú)立處理。如上所述，PD310將電信號(hào)發(fā)射至檢測(cè)器320’生成第一電壓VI。PD 310將第一電壓(比如，IPD)發(fā)射至CM 330’生成第二電流(ICM)。所述第二電流(ICM)等于第一電流(IPD)或是與其成比例的。第二電壓V2在節(jié)點(diǎn)335由第二電流生成。MCU 710可分別處理來(lái)自TOSA 610和ROSA 770的功率數(shù)據(jù)(比如，通過(guò)時(shí)間多路復(fù)用)或記錄來(lái)獨(dú)立檢測(cè)器和電流鏡的獨(dú)立輸入。所述獨(dú)立檢測(cè)器和電流鏡用于處理來(lái)自TOSA 610和ROSA 770的獨(dú)立數(shù)據(jù)。如圖7所示，ROSA 770還通過(guò)節(jié)點(diǎn)415可發(fā)射電信號(hào)至放大器780。所述電信號(hào)包含與電信號(hào)405等價(jià)的電信號(hào)。所述放大器780沿節(jié)點(diǎn)785將放大的電信號(hào)發(fā)射至電氣接ロ 760。放大器780可用于放大和/或限制電信號(hào)415的電壓(比如，在預(yù)定電壓范圍內(nèi))。雖然在一個(gè)實(shí)施例中放大器780可以是限幅放大器，但是，如上所述，放大器780還可以是TIA，或單級(jí)放大器，用于輸出正弦波形。在另ー些實(shí)施例中，MCU 710可能包含邏輯單元(比如，功率計(jì)算器510)，用于確定各種測(cè)量值，比如圖5所示的平均值(Pavg)，高功率(P1)，低功率(PO)，ER和/或0ΜΑ。MCU 710還可包含CPU或微處理器。在其他實(shí)施例中，MCU 710可能包含特殊應(yīng)用積體電路(ASIC)，現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件(PLD)，復(fù)雜可程式邏輯裝置(CPLD)或系統(tǒng)芯片(SOC)。MCU710還可包含存儲(chǔ)器712 (比如，用于存儲(chǔ)指令，配置數(shù)據(jù)，正在處理的參數(shù)數(shù)據(jù)，狀態(tài)信息，
坐、
-rf* ノ O在各種實(shí)施例中，TOSA 610，ROSA 770，接ロ 760，激光器驅(qū)動(dòng)電路620和激光器偏壓電流控制電路750都可與MCU 710通信。MCU 710可用于(i)控制數(shù)據(jù)的流動(dòng)和指引存儲(chǔ)器(比如，存儲(chǔ)器)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置，(ii)確定或計(jì)算參數(shù)值(比如，Pavg，高功率，低功率，ER，OMA), (iii)根據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)置和/或發(fā)射代表收發(fā)器700運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)和/或標(biāo)記，和/或(iv)控制處理光模塊700接收并發(fā)送的光數(shù)據(jù)的整個(gè)流程。光模塊700可通過(guò)接ロ 760與網(wǎng)絡(luò)和/或主機(jī)通信。所述網(wǎng)絡(luò)和/或主機(jī)可以是主機(jī)處理器，電路板，獨(dú)立的光網(wǎng)絡(luò)裝置(比如，中繼器，光開(kāi)關(guān)，機(jī)頂盒，等)或任何其他包含控制器或處理器的裝置，其中所述控制器或處理器用于至少在某種程度上聯(lián)系和/或控制收發(fā)器700和/或網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)實(shí)施例中，主機(jī)或/和網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)接ロ 760通信，以便向光模塊700請(qǐng)求信息和/或標(biāo)記和/或向光模塊700提供此類狀態(tài)信息和/或標(biāo)記的閾值。比如，除開(kāi)潛在的不確定范圍(例如，警報(bào)狀態(tài)或標(biāo)示)，狀態(tài)信息和標(biāo)記可與功率參數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)和/或運(yùn)行范圍相關(guān)聯(lián)，比如正常范圍內(nèi)的平均功率，超過(guò)預(yù)定運(yùn)行閾值的高功率，低于預(yù)定運(yùn)行閾值的低功率，或可接受的ER和/或OMA。典型的信息傳遞方法
本發(fā)明還涉及信息通信的方法，包括從光模塊發(fā)送ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)，所述ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)具有(i)第一相對(duì)恒定頻率和(ii)根據(jù)低于第一頻率或低于其一定量的第二頻率變化的幅值，消光比，高功率或平均功率，在光模塊中接收ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)，和從光信號(hào)中提取具有可變幅值第二頻率的低速信號(hào)。如圖8所示，流程圖800舉例說(shuō)明了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的傳遞信息的典型方法。盡管所述方法包括貫穿部分或全部流程的単一步驟，但是它通常還是包括貫穿流程的循環(huán) 步驟。比如，在所述方法中，依靠穩(wěn)定的電カ供應(yīng)，光模塊可持續(xù)地從網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和/或接收光傳輸，并持續(xù)地處理光信號(hào)/數(shù)據(jù)直至網(wǎng)絡(luò)和/或光模塊斷電。所述方法可以在802開(kāi)始,并在804可包含從光模塊發(fā)射ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào),其中所述光信號(hào)具有(i )第一相對(duì)恒定頻率(比如，高速信號(hào))和(ii )以可變量或根據(jù)低于第一頻率的第二頻率變化的功率(比如，低速信號(hào))。在一個(gè)實(shí)施例中，高速信號(hào)包括AC信號(hào)，而低速信號(hào)包括DC信號(hào)。在另外的實(shí)施例中，光信號(hào)的相對(duì)恒定頻率可以是光輸出或輸入信號(hào)的傳輸頻率。比如，如圖I所示，相對(duì)低速邏輯信號(hào)120可從具有第一相對(duì)恒定頻率的光信號(hào)100 (比如，高速信號(hào))中產(chǎn)生。但是，用于傳遞信號(hào)的此方法不同于圖I的實(shí)施例(i)低速信號(hào)通常具有可變幅值(即，其中幅值具有大于N個(gè)的許可狀態(tài)，η為網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的許可邏輯狀態(tài)的數(shù)目)，或(ii)雖然ER的值不同于ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)容許值，但是任何ー個(gè)OMA仍保持不變，或PAVG會(huì)發(fā)生改變(或，Ptl和/或P1都以同一趨勢(shì)變化)。比如，如圖9所示，本發(fā)明的實(shí)施例規(guī)定了光信號(hào)調(diào)制的低速信號(hào)的提取。圖9(A)和9(C)所示為典型的光輸入信號(hào)912和942。所述光輸入信號(hào)具有(i)第一相對(duì)恒定頻率和以可變量或根據(jù)低于第一頻率的第二頻率變化的功率，和值不同于ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)容許值的幅值，ER，P1和/或Patc (或以第二較低頻率變化；見(jiàn)圖9(A))，或(ii)以可變量變化的幅值，ER和/或P1 (比如，超過(guò)N個(gè)狀態(tài)，η代表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸容許的數(shù)目，并且η為大于2的整數(shù))，但通常小于ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)容許值(如圖9 (C)所示)。如圖8所示，光模塊在806用光接收器接收光信號(hào)，比如R0SA770(圖7)。圖9 (A)所示為光信號(hào)912，具有第一相對(duì)穩(wěn)定較高頻率，高功率(比如，P1A，Pib或Pie)或以低于第一頻率的第二頻率變化的平均功率。以信號(hào)912為例，雖然幅值相對(duì)穩(wěn)定，但是ER實(shí)際上還是可能會(huì)以第二較低頻率變化。圖9⑶所示為檢測(cè)器930利用ER，高功率和/或低功率變化從光信號(hào)912提取的數(shù)字信號(hào)920。數(shù)據(jù)位920A，920B和920C與光信號(hào)912的高功率(比如，P1A，Pib或Pie)的變化相關(guān)聯(lián)。雖然圖9(A)和(B)還舉例說(shuō)明了光信號(hào)920可在兩個(gè)或多個(gè)值間切換，但是光信號(hào)912的OMA仍可保持相對(duì)恒定，因此光信號(hào)912的狀態(tài)或數(shù)據(jù)值則沒(méi)有必要變化。P1,Patc和/或Ptl的變化可以相對(duì)較小(比如，彡I dB)，因?yàn)楫?dāng)P。近似與O時(shí)對(duì)ER的相應(yīng)影響會(huì)相應(yīng)較大。在另ー個(gè)實(shí)施例中，利用以同一趨勢(shì)改變高功率(P1)和低功率(P。)生成低速信號(hào)來(lái)調(diào)制光信號(hào)912。在又一個(gè)實(shí)施例中，在保持OMA相對(duì)恒定的同時(shí)，通過(guò)改變光信號(hào)912的ER來(lái)生成低速信號(hào)。如圖9 (C)所示，雖然光信號(hào)940元件945和945’的單位時(shí)間(t匕如，高頻信號(hào)周期)ER和/或OMA會(huì)在狀態(tài)內(nèi)或狀態(tài)間變化(所述狀態(tài)超出了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)磨诉M(jìn)制和/或數(shù)字信號(hào))，但是其中量級(jí)的變化小于那些ニ進(jìn)制和/或數(shù)字信號(hào)容許的ER和OMA的狀態(tài)或數(shù)值。圖9 (D)所示為檢測(cè)器930從光信號(hào)940中提取的低速模擬信號(hào)950。方法800因此還可包括判定低速信號(hào)是否為模擬或數(shù)字信號(hào)。容許的OMA狀態(tài)對(duì)應(yīng)高(I)和低(O) ニ進(jìn)制邏輯狀態(tài)。但是，數(shù)字信號(hào)可以有ー個(gè)或多個(gè)額外的邏輯狀態(tài)。比如，三進(jìn)制邏輯信號(hào)具有三種容許的邏輯狀態(tài)，四進(jìn)制邏輯信號(hào)具有四種容許的邏輯狀態(tài)， 等。但是，假如光數(shù)據(jù)信號(hào)的ER值異于網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)容許的ER數(shù)值，并以低于告訴信號(hào)頻率的頻率變化，那么低速信號(hào)(即，ER調(diào)制信號(hào))為數(shù)字化且可由標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)處理電路處理。但是，模擬信號(hào)的特點(diǎn)與數(shù)字信號(hào)不同。比如，假設(shè)ER和/或OMA単位時(shí)間變化小于網(wǎng)絡(luò)上數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的容許的變化量(比如，超過(guò)η個(gè)狀態(tài)，η則為等于光數(shù)據(jù)中容許邏輯狀態(tài)數(shù)量)，那么低速信號(hào)則為模擬信號(hào)并且可用標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)處理電路處理。如圖8所示，光模塊在808從光信號(hào)提取低速信號(hào)。如圖9所示，檢測(cè)器930可以是根據(jù)本發(fā)明評(píng)估和/或確定ER和OMA的光模塊，電路和/或方法。比如，檢測(cè)器930可包括如圖 所示的電路和/或元件(比如，檢測(cè)器320’，CM330’和MCU710)。MCU710還可通過(guò)接ロ 760將低速數(shù)據(jù)信號(hào)(比如，如圖9所示900或950)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)。所述方法止于810?？捎傻退傩盘?hào)承載的信息可包括，在低速信號(hào)為ER調(diào)制數(shù)字信號(hào)的情況下，配置數(shù)據(jù)(比如，適用于收發(fā)器和/或網(wǎng)絡(luò)的配置數(shù)據(jù))，網(wǎng)絡(luò)和/或收發(fā)器的參數(shù)信息，等。在低速信號(hào)為ER調(diào)制模擬信號(hào)的情況下，可由低速信號(hào)承載的信息可包括收發(fā)器單ー參數(shù)(t匕如，激光二極管溫度)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的實(shí)施例提供了利用疊加到相對(duì)高速信號(hào)的低速信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的方法。所述低速信號(hào)可通過(guò)調(diào)制高信號(hào)生成，其中(i )所述低速信號(hào)通常具有可變幅值(即，這種情況下所述幅值具有大于η個(gè)的容許狀態(tài)，η為網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)容許的邏輯狀態(tài)的數(shù)目)，或(ii )雖然ER可能變化，但是OMA也不會(huì)變化，或改變的是P1和/或PAve。根據(jù)本發(fā)明，在低速信號(hào)具備異于傳統(tǒng)調(diào)制數(shù)字光信號(hào)時(shí)，低速數(shù)據(jù)傳輸可承載于高速信號(hào)上?？捎傻退傩盘?hào)承載在信息可用于維持和/或更新收發(fā)器和/或網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。結(jié)論
因此，本發(fā)明提供了監(jiān)控光模塊和傳遞信息的電路，光模塊和/或方法。本發(fā)明的實(shí)施例通常涉及判定和/或監(jiān)控光模塊平均功率，高功率，低功率，ER和/或OMA的電路，光模塊及其元件，和方法。所述能實(shí)現(xiàn)此類方法或包括此類電路的光模塊可自我監(jiān)控或監(jiān)控遠(yuǎn)程收發(fā)器。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了利用疊加到相對(duì)高速信號(hào)的低速信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的方法。對(duì)本發(fā)明的特殊實(shí)施例的上述描述是為了更好的圖解和描述本發(fā)明。他們不是詳細(xì)的，也不會(huì)用公開(kāi)的確切形式限制本發(fā)明，而很明顯根據(jù)上述教義許多修改和變更都是合理的。為了最好地說(shuō)明本發(fā)明的原理和它的實(shí)際應(yīng)用，本文選取并描述了實(shí)施例，以便使所屬技術(shù)領(lǐng)域的其他專業(yè)人員能夠最佳地利用本發(fā)明和各種更改過(guò)的不同實(shí)施例適用于預(yù)期的特殊用途。即，由此處添加的權(quán)利要求和它們的等同物限定 了本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種電路包括a) —個(gè)光電ニ極管，用于生成對(duì)應(yīng)光信號(hào)的第一電流；b) —個(gè)電流鏡，耦合至所述光電ニ極管的第一端，用于產(chǎn)生等于所述第一電流或與所述第一電流成比例的第二電流；和c) 一個(gè)檢測(cè)器，耦合至所述光電ニ極管的第二端，用于確定所述光信號(hào)的功率或幅值。
2.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述檢測(cè)器包括RF檢測(cè)器。
3.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，還包括耦合至接地電位的電阻。
4.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述光電ニ極管包括PINニ極管或雪崩ニ極管。
5.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，還包括用于放大所述第二電流的第一放大 器。
6.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，還包括一個(gè)耦合至所述光電ニ極管第二端的第二放大器，其中所述檢測(cè)器接收所述第二放大器的輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，所述第二放大器包括跨阻放大器。
8.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，還包括邏輯單元，用于根據(jù)(i)來(lái)自所述第ニ放大器和/或所述檢測(cè)器的第一電壓，和(ii)來(lái)自所述電流鏡的第二電壓來(lái)計(jì)算消光比。
9.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，還包括邏輯單元，用于計(jì)算所述光信號(hào)調(diào)幅。
10.ー種光模塊包括a)權(quán)利要求I所述的電路；b) —個(gè)發(fā)送器光器件，用于發(fā)送所述光信號(hào)；和c)邏輯單元，用于根據(jù)(i)來(lái)自所述第二放大器和/或所述檢測(cè)器的第一電壓，和(i i )來(lái)自所述電流鏡的第二電壓處理消光比。
11.如權(quán)利要求10所述的光模塊，其特征在于，還包括接收器器件，包括所述光電ニ極管，其中所述發(fā)送光器件包括提供所述光信號(hào)的激光二極管。
12.如權(quán)利要求10所述的光模塊，其特征在干，所述邏輯単元包括微控制器，微處理器，專用集成電路A，可編程邏輯短路，復(fù)雜可編程邏輯器件，或片上系統(tǒng)。
13.—種監(jiān)控ー個(gè)或多個(gè)光模塊的方法，該方法包括a)接收和/或發(fā)送ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)；b )將所述ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為(i )利用檢測(cè)器轉(zhuǎn)換為第一電壓和(i i )利用電流鏡轉(zhuǎn)換為第二電壓；和c)根據(jù)所述第一和/或第二電壓計(jì)算所述光模塊的消光比和/或所述光信號(hào)的調(diào)幅。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括發(fā)送與(i)所述光模塊消光比和/或(ii)所述光信號(hào)調(diào)幅的數(shù)值范圍相應(yīng)的標(biāo)記和/或狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，計(jì)算消光比包括利用所述第一電壓的RF功率和所述第二電壓的平均功率來(lái)計(jì)算高功率水平與低功率水平的比率。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，計(jì)算光調(diào)幅包括利用所述第一電壓的RF功率和所述第二電壓的平均功率來(lái)計(jì)算高低功率水平的差值。
17.一種傳遞信息的方法，包括a)在光接收器中接收ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)，所述ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)具有第一相對(duì)恒定頻率，和i )根據(jù)低于所述第一頻率的第二頻率變化和可能具有不同于ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)容許值的幅值，消光比，高功率和/或平均功率；或ii)在高于N個(gè)數(shù)量的狀態(tài)間變化的幅值、消光比和/或高功率，其中n代表允許通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)的狀態(tài)的數(shù)量；b)提取低速信號(hào)，其具有來(lái)自所述光信號(hào)的第二頻率或所述可變幅值，消光比和/或高功率。
18.如權(quán)利要求17所述的方法,其特征在于,所述ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)包括交流(AC)信號(hào)，而所述低速信號(hào)是直流(DC)信號(hào)。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述低速信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，而所述ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)具有根據(jù)所述第二頻率變化的消光比和平均功率。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述低速信號(hào)為模擬信號(hào)，而所述ー個(gè)或多個(gè)光信號(hào)具有在高于N個(gè)數(shù)量的狀態(tài)間變化的幅值和高功率。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括通過(guò)與所述光模塊的電氣通信向·主機(jī)發(fā)送所述低速信號(hào)。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述光模塊根據(jù)所述低速信號(hào)處理指令和/或數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適用于在監(jiān)控光模塊和/或光網(wǎng)絡(luò)時(shí)確定平均功率，消光比，和/或調(diào)幅的電路，光模塊和/或其方法。所述電路一般包括一個(gè)光電二極管，用于生成對(duì)應(yīng)光信號(hào)的第一電流，一個(gè)電流鏡，耦合至所述光電二極管的一端，和一個(gè)檢測(cè)器，耦合至所述光電二極管的另一端。所述電流鏡用于產(chǎn)生等于所述第一電流或與所述第一電流成比例的第二電流，而所述檢測(cè)器用于確定所述光信號(hào)的功率或幅值。此外，本方案可利用與相對(duì)高速光信號(hào)疊加或組合的低速信號(hào)傳送信息。
文檔編號(hào)H04B10/07GK102857298SQ20121022163
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者馬克·海姆巴赫, 穆罕默德·阿扎德 申請(qǐng)人:索爾思光電(成都)有限公司