[發明專利]一種具有接收信號強度指示功能的跨阻放大器

無效

• 申請號: 201110243686.3
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102324899A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 宋巖;周健;王婧
• 申請（專利權）人: 成都優博創技術有限公司
• 主分類號: H03F3/08
• 分類號: H03F3/08;G05F3/26
• 代理公司: 泰和泰律師事務所 51219
• 代理人: 曾祥坤;楊栩

技術領域

????本發明涉及光通信領域，尤其涉及當無源光網絡工作在時分復用模式下，用于接收突發的上行光信號，并對其進行強度檢測的裝置。

背景技術

傳統通信領域所用到的傳輸線路都是銅芯電纜，傳輸效率低，抗電磁干擾能力差。由于光纖具有傳輸效率高，抗電磁干擾能力強等特點，因此，隨著對通信傳輸速率要求的提高，以及現代制造工藝的提升使光纖制造成本下降，現代通信領域越來越多的利用光纖進行信息的傳輸。光通信網絡連接到用戶終端的接入網，按照是否接入了有源器件可分為AON(Active?Optical?Network,有源光網絡)和PON(Passive?Optical?Network，無源光網絡)。由于PON具有維護簡便，便于安裝和拓展的特點，得到了廣泛的使用，并成為了國際通信聯盟的標準規范。

一個PON通常由一個位于中心局的OLT(Optical?Line?Terminal,光線路終端)，數個位于用戶端的ONU(Optical?Network?Unit,光網絡單元)和位于兩者之間的光配線網絡構成。當數據下行的時候，OLT將下行數據包廣播到各個ONU，各ONU根據下行數據包中的地址信息各自進行匹配即可。當數據上行的時候，由于上行數據往往量小且時間規律性不高，現行的做法是讓各個ONU以時分復用模式工作。同時由于光纖線路存在外界干擾的可能，這就需要OLT判斷其接收到的某個光信號，是來自某個ONU的突發的上行信號，還是只是一段外界干擾。通用的做法是對該突發的上行信號進行基于RSSI（Received?Signal?Strength?Indicator，接收信號強度指示）信號的光功率采樣，對得到的接收光功率值進行判斷，若在恰當的閾值范圍內，便認為是一段上行信號，同時根據相應的數值調整接收門限。

OLT設備可以分為光電模塊和系統主機兩個部分，光電模塊完成光電信號的轉換，同時提供光電性能的監控與告警，包括利用RSSI判斷接收到的突發光功率大小?！吨袊娦臙PON設備技術要求V2.1》在V2.0版本的基礎上增加了“OLT的接收光功率檢測”的規定：“OLT應支持對其接收到的來自每個ONU的上行平均光功率的測量功能，在-30dBm到－10dBm范圍內的測量精度不劣于±1dB，最小測量取樣時間不大于600ns”。

如圖1所示，為現有技術中典型的接收突發上行光信號并生成RSSI的跨阻放大器的電路結構圖。圖中虛線部分為跨阻放大器（Trans-impedance?Amplifier,?以下簡稱為TIA），TIA內部集成了電流電壓轉換電路和差分信號放大器兩部分，用于將電流信號放大為電壓信號，具有高帶寬高響應速度的特點。圖中電流電壓轉換電路由一個電流電壓轉換器和一個跨接在該電流電壓轉換器兩端的跨阻組成。圖中升壓電路輸入3.3V電壓，向雪崩光電二極管(Avalanche?Photodiode，以下簡稱APD)輸出升壓電壓，用于給APD提供反向偏置電壓，提高APD將微弱光信號放大為電流信號的增益率。整個電路的原理是：當APD接收到突發上行光信號后，APD將該光信號轉換為電流信號；TIA接收到該電流信號后，通過電流電壓轉化器將該電流信號轉換為電壓信號，再通過差分放大器將該電壓信號分解為正相數據信號和反相數據信號這樣的差分電信號作為數據信號向外輸出；該反相數據信號還作為RSSI信號經電容交流耦合至對數檢測器，對數檢測器將交流RSSI信號轉換為模擬電壓，最后通過模數轉換器(Analog-to-Digital?Converter,?以下簡稱ADC)對該模擬電壓進行采樣，完成光功率檢測。?

上述技術的缺點在于：由于TIA對差分電信號信噪比有要求，故與差分放大器相串聯的電流電壓轉換電路中的跨阻必須有足夠的阻值才能達到其要求的增益率。高增益率產生強電流，最終導致TIA輸出的RSSI信號在上行光信號強度比較大的時候處于飽和狀態，使后續光功率檢測電流無法區分較強光功率的大小，不能滿足光功率檢測的精度要求。同時用反相數據信號作為RSSI信號，由于差分放大器的附加器件也會有功率損耗，對光功率檢測而言也會產生損耗，不利于光功率的檢測。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種具有接收信號強度指示功能，且能夠滿足光功率檢測精度要求的跨阻放大器。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：