[發(fā)明專利]使用低速光接收元件實(shí)現(xiàn)的高速光接收器及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310616421.2
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103840888A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐完錫;郭鳳信;樸文秀
• 申請（專利權(quán)）人: OE解決方案美國有限公司
• 主分類號: H04B10/60
• 分類號: H04B10/60;H04B10/69
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及光學(xué)數(shù)據(jù)通信，尤其涉及具有使用低速光接收元件實(shí)現(xiàn)的高速光接收器的光傳輸系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

在傳輸系統(tǒng)中，已嘗試最大化使用雪崩光電二極管（APD）的光接收器的接收靈敏度。充分確保所需的APD增益和帶寬的APD用作傳輸系統(tǒng)中的APD。因此，當(dāng)實(shí)現(xiàn)光接收器時(shí)，不需要擔(dān)心APD的帶寬。因此，現(xiàn)有的發(fā)明集中在用于最大化APD的特性的配置上。

例如，技術(shù)包括用于APD偏壓控制的配置，諸如用于控制APD的增益和用于提高接收的信號的信噪比（S/N）的APD偏壓控制。其它技術(shù)包括補(bǔ)償電路和APD偏壓電路，補(bǔ)償電路用于根據(jù)溫度形成最佳APD偏壓，采用通過將最佳APD電壓存儲在只讀存儲器（ROM）中來控制APD偏壓的方法，使用熱敏電阻搜索最佳APD偏壓；APD偏壓電路用于防止當(dāng)大量的光輸入至APD時(shí)由于光電轉(zhuǎn)換中獲得增益而造成的APD損壞。其它技術(shù)還包括使用APD的擊穿電壓的光電元件的校準(zhǔn)。

隨著光傳輸系統(tǒng)的傳輸速率增大至10Gb/s或更大且智能設(shè)備的使用迅速增長，為了趕上流量增大的速度，最近已提高光傳輸網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力或傳輸速率。在光傳輸系統(tǒng)中，需要光接收器用于接收所發(fā)送的光信號。在需要長距離傳輸光的情況下或在需要大的光鏈路余量的情況下，光接收器使用通過放大光電轉(zhuǎn)換后的信號來改善其特性的APD。在光接收器中，使用具有適于所需的傳輸速率的足夠的帶寬的APD，從而最大化APD的特性。難以趕上最近傳輸速率的增長且難以制造高速APD。期望具有克服這樣的困難的光傳輸系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及使用低速光接收元件實(shí)現(xiàn)的高速光接收器及其實(shí)現(xiàn)方法，該高速光接收器配置成通過使用所述光接收器中的與雪崩光電二極管（APD）一起配置的接收器電路擴(kuò)大頻率帶寬，來接收傳輸速率比使用一般APD接收的光信號的傳輸速率高的光信號，其中，所述光接收器包括：APD；APD偏壓控制電路；用于放大從APD接收的信號以具有低噪聲的互阻抗放大器（TIA）；以及后置放大器。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的一方面通過添加頻率特性補(bǔ)償電路、使用在EPON或GPON中使用的低速APD（例如，在2.5Gb/s或低速傳輸中使用的APD），來提供10Gb/s的高速光接收器。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的另一方面通過添加頻率特性補(bǔ)償電路和調(diào)節(jié)APD的偏壓，來提供滿足在用于10Gb/s的PON的光接收器中所需的接收靈敏度標(biāo)準(zhǔn)的高速光接收器。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的另一方面通過諸如添加頻率特性補(bǔ)償電路、調(diào)劑APD的偏壓、添加軟件型最佳調(diào)節(jié)裝置等的方法，來提供滿足接收靈敏度標(biāo)準(zhǔn)的高速光接收器。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的一方面，高速光接收器包括：APD，該APD作為光接收元件，用于接收以2.5Gb/s的速度或低速發(fā)送的光；TIA，該TIA用于放大通過所述APD轉(zhuǎn)換成的電流；頻率特性補(bǔ)償電路，該頻率特性補(bǔ)償電路擴(kuò)大頻率帶寬以接收以高速發(fā)送的信號；以及后置放大器，該后置放大器用于將所述信號放大至具有可在數(shù)字元件中使用的振幅的信號。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的另一方面，使用2.5Gb/s的速度或低速的APD的高速光接收器的實(shí)現(xiàn)方法包括：測量來自一電路的增益和頻率特性，其中，該電路包括：APD或PIN二極管，該APD或PIN二極管作為光接收元件，用于接收以2.5Gb/s的速度或低速發(fā)送的光；TIA，該TIA放置在APD或PIN二極管的下一端且放大轉(zhuǎn)換成的電流以具有低噪聲；以及后置放大器，該后置放大器用于將信號放大至具有可在數(shù)字元件中使用的振幅的信號；并且所述方法包括添加具有增益和頻率帶寬的頻率特性補(bǔ)償電路，在所述頻率特性補(bǔ)償電路中，當(dāng)基于測量的增益和頻率特性執(zhí)行頻率補(bǔ)償時(shí)，以5Gb/s至10Gb/s的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的另一方面，高速光接收器通過調(diào)節(jié)APD的偏壓和頻率特性補(bǔ)償電路的頻率帶寬而具有最佳的增益和頻率帶寬。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的另一方面，提供一種高速光接收器，其中，優(yōu)選地通過將附加電路置于用于放大從APD或PIN二極管接收的信號以具有低噪聲的TIA和用于將信號放大成可用作數(shù)字信號的后置放大器之間、通過將附加電路置于TIA的后端、或通過將附加電路置于后置放大器的前端，來添加頻率特性補(bǔ)償電路。

附圖說明

圖1是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式的多個(gè)方面的使用APD的一般光接收器的框圖；

圖2示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式的多個(gè)方面的當(dāng)2.5Gb/s的APD應(yīng)用至用于10Gb/s的電路時(shí)的頻率特性；