控制光接收器中的信号损失阈值的制作方法

专利名称：控制光接收器中的信号损失阈值的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及光接收器，如光M器模块中存在的光接收器。特 别而言，本发明涉及一种光接收器，该光接收器可以根据其所接收的光信 号的数据速率来动态设置和调整信号损失阈值水平。
背景技术：
在光数据传输网络中，根据光信号的数据速率、针对给定物理接口规格如光纤通道("FC，，)、吉比特以太网("GbE")限定了光接收器的光信 号接收灵敏度M^。这样，可以才艮据特定灵敏度恥格来确定光接收器所接 收的光信号的接收功率何时下降到可接受的参数以下。当发生这样的情况 时，光接收器可发出"信号损失"("LOS")警报以向可工作地连接到光 接收器的主机系统通知所接收光信号的相对强度使得包含在光信号中的 数据的正确传输可能被中断。如果接收到这样的警报，则主机系统于是可 以启动校正过程来纠正该问题状况。在光网络数据传输动作中，主机系统可通过光接收器以多个数据传输 频率或数据速率来接收光信号。这样的数据速率的例子包括1、 2、 4、 8 或甚至10吉比特("Gbit" ) /秒。以特定数据速率接收的光信号被典型地 分配一阈值水平，低于该阈值水平，光接收器将发出LOS警报来指示该 信号过低的接收功率。例如，根据特定灵敏^L^，具有1吉比特/秒的 数据速率的光信号可以被分配约-20dB的LOS阔值水平，以4吉比特/ 秒的数据速率传输的信号可以具有-15dB的LOS阈值水平，具有8吉比 特/秒的数据速率的信号可以具有-12dB的LOS阈值水平。因此，如果4 吉比特/秒的光信号的接收功率下降到其LOS阈值(在此情况下为约-15dB)以下，则光接收器将向主机系统发送LOS警报。许多光接收器如光收发器模块中采用的光接收器目前采用多数据速 率技术，其中接收器可以适应具有分别不同的数据速率的光信号的接收。 然而，这样的模块典型地能够通过出厂设置来限定仅一个LOS阈值水平。 这可能不合期望地导致对于具有不足接收功率的光信号而言太早或太迟地通过LOS警报来警告主机系统。鉴于以上问题，在本领域中需要一种光接收器，该光接收器可以适应LOS阈值水平，从而向主机系统提供及时的警报以便维持光信号的适当 接收功率水平。特别而言，任何方案应该能够适应具有当前使用的或预测 将来将采用的提高的数据速率(包括8和10吉比特/秒)的光信号。此夕卜， 任何方案应该允许在收发器模块的灵敏度水平处或附近分配LOS警报水 平，以便防止太早或太迟地警告LOS状况。发明内容响应于本领域中的上述和其它需求作出了本发明。简而言之，本发明 的诸实施例涉及用于动态调整与光接收器所接收的光信号相关的信号损 失("LOS")阈值水平的系统和方法。本发明所实现的动态LOS阈值调 整适应在可接收具有不同数据速率的多个光信号的实施中采用的光接收 器。这又确保了在光接收器接收光信号期间，光信号的接收功率与对应的 LOS阈值水平适当^目关联。在一个实施例中，公开了一种具有可编程LOS阈值水平的光接收器 系统，该系统包括光接收器，接收光信号；光电检测器，感测光信号的 接收功率；存储器位置，包含多个被编程LOS阔值水平；处理器，根据 该处理器所接收的输入信号来选择被编程LOS阈值水平中的一个；以及 比较器，将光信号接收功率与被编程LOS阈值水平进行比较。在另 一个实施例中，公开了 一种具有可编程信号损失阈值水平的光接 收器系统，该系统包括光接收器，接收光信号；光电检测器，感测光信 号的接收功率；控制模块，包括寄存器和处理器二者，其中寄存器包含多 个被编程信号损失阈值设置。处理器包含微码，该微码当被执行时使得处 理器执行以下操作响应于与光信号的数据速率相关的输入信号，从寄存 器中选择多个信号损失阈值设置中的一个，并将所选择的信号损失阈值设 置转发到比较器，比较器将所选择的信号损失阈值设置与所感测的光信号 接收功率进行比较。在又一实施例中，公开了 一种提供与光收发器模块所接收的光信号相 关的信号损失指示的方法，该方法包括访问与光信号的数据速率相关的 输入信号，根据数据速率分配信号损失阈值水平，将光信号的接收功率与 所分配的信号损失阈值水平进行比较以确定是否存在信号损失状况，如果 存在信号损失状况，则将信号损失警M送到主机系统。更加显然，或者可以通过下文中阐述的对本发明的实践来习知,


为了进一步阐明本发明的上述和其它优点和特征，将参考在附图中图 示的本发明的特定实施例来对本发明进行更具体的描述。应该理解，这些 附图仅描绘了本发明的典型实施例，因此不应视为对本发明的范围构成限制。将通过使用附图更加特定地、详细地描述和解释本发明，在附图中图l是根据本发明诸实施例配置的光^器模块的透视图；图2是示出图1的光^器模块的各方面的简化框图；图3是包括在图2所示的光收发器模块中的集成电路控制模块的简化 框图；图4是图2的光M器模块的简化框图，示出根据本发明一个实施例 的LOS分配系统的各部件；图5A是包括根据另一实施例的LOS分配系统的各部件的简化框图；图5B是根据又一实施例的LOS分配系统的部分的简化框图；图6是包括根据一个实施例的LOS分配系统的各部件的简化框图；图7是包括根据又一实施例的LOS分配系统的各部件的简化框图。
具体实施方式
现在参考附图，其中相同的结构将i殳有相同的附图标记。应理解，附 图是本发明示范实施例的图解的和示意的表示，既不对本发明构成限制， 也不一定按比例绘制。图1-6描绘了本发明诸实施例的各种特征，其总体上涉及用于动态 调整与光接收器所接收的光信号相关的信号损失阈值水平的系统和方法。 这又使得LOS阈值水平能够与所接收光信号的数据速率适当i^目关，该 数据速率可在光接收器的信号接收操作期间随时间变化。
在该示范实施例中，光接收器被实施为光牝发器模块("M器")的接收器光子组件("ROSA")。 ROSA连同收发器的发射器光子组件 ("TOSA")包括使得能够从可工作地连接到^器的主机系统接收光信 号和向该主机系统发送光信号的各部件。该主机系统可以作为一个节点被 包括在例如光通信网络中，并且可以采用收发器通过光信号与该网络的其 它部件通信。然而，应注意，下面关于涉及动态调整4UL器中的LOS阈实际上，应理解，本发明原理还可以扩展到在其它配置中采用的光接收器。1. 示范工作环境首先参考图l，图l描绘了总体上由100表示的、用于结合在一个实 施例中可工作地连接到通信网络(未示出)的外部主机来发送和接收光信 号的光收发器模块("收发器")的透视图。如所描绘的那样，图1所示的 收发器包括各部件，这些部件包括被实施为接收器光子组件("ROSA") 10的光接收器、发射器光子组件("TOSA") 20、电接口 30、各电子部 件40以及印刷电路板50。详细地，两个电接口 30被包括在^器100电垫。电子部件40亦可工作地附接到PCB 50。边缘连接器60位于PCB 50的一端上，以使得收发器100能够与主机(这里未示出)电对接。这 样，PCB5(H更利了 ROSA10/TOSA20和主机之间的电连通。此外， 器100的上述部件部分地容纳在外壳部分70内。虽然未示出，外軍可以 与外壳部分70协同来限定收发器100的部件的覆盖物。现在参考图2，图2是图1的收发器100的简化框图，描绘了收发器 100的各个物理的和工作的方面。尽管将相当详细地描述光M器100， 也仅通过图示、而不是通过限制本发明的范围来描述光收发器100。如上 所述， 一个实施例中的光收发器100适合于以多种每秒数据速率(包括l、2、 4、 8、 10吉比特)或更高带宽光纤链路进行光信号发送和接收。此夕卜， 本发明原理可以以任何形状因子(如XFP、 SFP和SFF，对此没有限制) 的光M器来实施。在工作中，光M器100以下面将更全面描述的方式通过ROSA 10 从光纤110A接收光信号。ROSA 10通过将接收光信号转换成电信号来充 当光电换能器。ROSA 10将所得到的电信号提供给后置放大器。在所图 示的实施例中，后置放大器与激光器驱动器合并为集成后置放大器/激光 器驱动器("PA/LD" ) 102。这样，PA/LD 102位于单个集成电路芯片上， 并且作为一个部件连同其它电子部件40(其中的一些在下面进一步描述) 一起被包括在印刷电路板("PCB" ) 50上。关于集成PA/LD 102的进一 步细节可以在通过引用整体结合于此的、提交于2004年10月21日的、 标题为"Integrated Post Amplifier, Laser Driver, and Controller"的美国 专利申请No. 10/970,529 ("529申请")中找到。在其它实施例中，后置 放大器和激光器驱动器可以作为分离的部件被包括在PCB 50上。PA/LD 102的后置放大器部分放大电信号并将放大的信号提供给夕卜 部主机111，如箭头102A所示。外部主机111可以是能够与光M器100 通信的任何计算系统。外部主机111可以包含主机存储器U2，该存储器 可以是易失性或非易失性存储器源。在一个实施例中，光M器100的一 些部件可以位于主机111上，而光收发器100的其它部件位于与主机分离 的印刷电路板50上。光收发器100还可以从主机系统111接收电信号，以便于发送到光纤 110B上。具体地，PA/LD 102的激光器驱动器部分接收电信号，如箭头 102B所示，并使用使得TOSA向光纤110B上发送光信号的信号来驱动 TOSA 20内的激光器，所述光信号表示由主机111提供的电信号中的信 息。因此，与图1B中所示的TOSA相对应的TOSA20充当电光换能器。ROSA 10、 PA/LD 102和TOSA 20的行为可能由于若干因素而动态 地变化。例如，温度变化、功率波动和反馈状况可能都会影响这些部件的 性能。因此，收发器100包括控制模块105,控制模块105可评估环境状 况如温度和/或工作状况如电压，并从PA/LD 102的后置放大器部分接收 信息(如箭头105A所示)和从PA/LD 102的激光器驱动器部分接收信息 (如箭头105B所示)。这允许控制模块105优化动态变化的性能，另外 还检测何时存在信号损失，这将在下面更详细地描述。控制模块105、后 置放大器102和激光器驱动器103可以是同一芯片，如'529申请中所公开 的那样。可替选地，它们可以跨两个或更多芯片而在PCB50上分布。具体地，控制模块105可通过调整PA/LD 102上的设置来优化M 器100的工作，如箭头105A和105B所示。这些设置调整可以是间歇性 的并且当温度或电压或其它低频变化有充分理由时进行，或者可以根据预 定的模式定期地执行。控制模块105可以访问永久存储器106,在一个实施例中，永久存储 器106是电可擦除和可编程只读存储器("EEPROM")。永久存储器106
还可以是任何其它非易失性存储器源。永久存储器106和控制模块105 可以一起封装在同一封装中或不同封装中，对此没有限制。可以使用串行时钟线SCL和串行数据线SDA将数据和时钟信号从主 机系统111提供给控制模块105。还可以使用串行数据信号SDA将数据 从控制模块105提供给主机系统111,以允许发送诊断数据如环境和/或工 作参数。控制模块105包括模拟部分108和数字部分109。这两部分^ 来允许控制模块数字地实施逻辑，同时仍主要使用模拟信号与光收发器 100的其余部分对接。如这里所使用的那样，术语"诊断数据"指的是环境^lt和工作^ 二者，无论该^^t作为原始数据还是经处理的数据而提供。诊断数据可以 以模拟或数字形式来提供。环境^可以是例如电源电压、湿度、加速度、 环境亮度级、环境振动、磁通量强度或任何其它可能影响光电器件的性能 且可通过对一个或多个工作参数的适当调整来进行补偿的环境M。环境 参数亦可与光电器件的工作无关，不过可能会影响工作参数。工作#可 包括统计信息，例如总工作时间、启动之间的平均工作时间、所遇到的错 误状况的总数、对所遇到的一个或多个错误状况的标识、针对多种不同错 误类型对所遇到的错误状况的数目的归类、已启动光^iC器的次数等。工 作M还包括例如激光波长近似、激光器温度测量值、电源电压测量值、 收发器温度测量值、激光器偏置电流测量值、热电冷却器("TEC")电流 测量值、发送功率测量值、接收功率测量值、加速度测量值、峰值加速度 测量值等。图3更详细地示意性示出了控制模块105的示范配置200。控制才莫块 200包括表示图2的模拟部分108的例子的模拟部分200A以;5L^示图2 的数字部分109的例子的数字部分200B。例如，模拟部分200A可包含 数模转换器、模数转换器、(例如用于事件检测的)高速比较器、基于电 压的复位发生器、电压调节器、电压基准、时钟发生器和其它模拟部件(总 体上由215表示)。例如，模拟部分包括传感器211A、 211B、 211C,还 可能包括由水平省略号211D表示的其它传感器。这些传感器中的每一个 可负责测量可从控制模块200测量的环境和/或工作参数，例如电源电压 和收发器温度。控制模块还可以从光收发器内的其它部件接收外部模拟或 数字信号。图示了用于接收这样的外部模拟信号的两个外部线212A和 212B,尽管可能存在许多这样的线。内部传感器211A-211D可产生表示测量值的模拟信号。此外，外部
提供的信号212A、 212B亦可以是模拟信号。在这种情形下，模拟信号被 转换成数字信号以便可为控制模块200的数字部分200B所用，以便于进 一步处理。当然，每个模拟^lt值可具有其自己的m转换器("ADC")。 然而，为了保持芯片空间，可以使用单个ADC如所图示的ADC214以循 环方式定期采#^个信号。在这种情形下，每个模拟值可被提供给复用器 213,复用器213以循环方式每次选择模拟信号中的一个以便于由ADC 214采样。可替选地，复用器213可被编程为允许ADC 214对任何量级 的模拟信号采样。如上所述，控制模块200的模拟部分200A还包括其它模拟部件215, 例如数模转换器、其它模数转换器、(例如用于事件检测的)高速比较器、 基于电压的复位发生器、电压调节器、电压基准、时钟发生器以及其它模 拟部件。高速比较器可被提供有来自内部传感器或来自外部线的一个输 入，以接收所测量的M值。到比较器的另一输入可以是比较值。如果所 测量的参数值超过比较值，则比较器可产生指示该事件已发生的逻辑高 (或低)。例如，假定标准最大收发器温度是85摄氏度。可将实际测量的 收发器温度作为一个输入提供给比较器，而将表示85摄氏度的值提供给 比较器的另一输入。这样，可以执行参数比较。还包括通用处理器203A。该处理器识别服从特定指令集的指令，并 执行普通的通用运算，如移位、分支、加、减、乘、除、布尔运算、比较 运算等。在一个实施例中，通用处理器203A是16位处理器并且可相同 地构造。指令集的精确结构对于本发明原理而言不重要，这是因为可以根 据特定硬件环境来优化指令集，还因为精确硬件环境对于本发明原理而言 不重要。主机通信接口 204被用来使用光M器100的串行数据("SDA")和 串行时钟("SCL")线以及串行数据线SDA来与主机111通信。外部设 ^^接口 205 ,皮用来例如与光)1^C器100内的其它模块(例如后置放大器/ 激光器驱动器102或永久存储器106)进行通信。内部控制器系统存储器206 (不要与外部永久存储器106混淆)可以 是随M取存储器("RAM")或非易失性存储器。存储器控制器207与 处理器203A、主机通信接口 204和外部设备接口 205共享对控制器系统 存储器206的访问。在一个实施例中，主机通信接口 204包括串行接口控制器201A,外 部设备接口 205包括串行接口控制器201B。这两个串行接口控制器201A
和201B可使用二线式接口如I2C来通信，或者可以是另一种串行接口 ， 只要该接口被两个通信模块识别。 一个串行接口控制器(例如串行接口控 制器201B)是主部件，而另一个串行接口控制器(例如串行接口控制器 201A) ;1从部件。
输X/输出复用器208将控制模块200的各输A/输出引脚复用至控制 模块200内的各部件。这使得不同部件能够根据控制模块200的当时存在 的工作环境来动态分配引脚。因此，控制模块200内的输"输出节点可 能比控制模块200上可用的引脚多，从而减小了控制模块200的占位面积 (footprint )。
已针对图1-3描述了特定环境，应理解，此特定环境仅仅是其中可 以采用本发明原理的无数架构中的一个。如上所述，本发明原理不旨在局 限于任何特定环境。参考图2和图3,作为图2所示的控制模块105的示范实施的控制模 块200执行从源接收的微码。具体地，处理器203A将来自该源的微码加 载到控制器系统存储器206中。系统存储器可以是RAM，然而其也可以 是处理器、寄存器、触发器或其它存储器件。例如，处理器203可以将存 储在永久存储器106中的微码加载到控制器系统存储器206中。来自永久 存储器106的微码可包括指示要测量哪些工作参数的功能。可替选地，微 码可以由外部主机111提供，通过串行数据线SDA被传递到控制模块105。 例如，外部主机存储器112可包含不同微码功能的库。用户因此能够与主 机111对接，并基于要测量的期望M来选择要运行哪个微码功能。此外， 外部主机111可以连接到因特网或某种其它广域网，从而允许处理器203A 从远程源获取微码。此连接可通过任何标准因特网或广域网协议来实现。
2.动态信号损失阈值调整连同图1-3 —起，现在参考图4。 一般而言，包括收发器100的上 述工作环境示范了可以实践本发明原理的一个环境。特别而言，本发明诸实施例使得能够响应于光接收器如本实施例中的4UL器100的ROSA 10 所接收的光信号的变化的数据速率而对信号损失("LOS")阈值设置进行 动态编程。这使得光接收器能够将合适的LOS阈值设置与光信号的当前 数据速率适当地相关联，从而使得LOS警报信号能够在与信号损失事件 相关的合适状况下被转发给主机。对应地，这防止了由于公知光接收器中
的静态的、出厂设置的LOS阈值设置而向主机过早或延i^J4发出LOS警 告。简而言之，标准体如Tll和IAAA根据包括FC和GbE物理接口的 特定物理接口规格为光接收器的光信号接收规定灵敏JLM^。这些灵敏度 规格可用来根据所接收光信号的特定数据速率来限定期望LOS阈值设 置。因此，LOS阈值表示被认为对于光接收器的接收和主机系统的使用 而言足够的所接收光信号的最小功率水平。如果接收功率水平下降到 LOS阈值以下，则遇到称为信号损失("LOS")的状况。在这样的情形 下，可以产生信号来警告主机存在LOS状况，指示所接收光信号的功率 水平低于进行正确光通信可接受的标准的阈值，从而使得主机能够执行校 正过程来将所接收光信号恢复到用于恢复正确光通信的适当功率水平参数。如所述的那样，具有不同数据速率的光信号需要不同的LOS阈值水 平。这是有意义的，因为光接收器常常被配置成接收具有多种数据速率(如 1、 2、 4、 8或10吉比特/秒)中的一种的光信号。因此，随着M器所接 收的光信号的数据速率改变，LOS阈值水平也应该合乎期望地改变，以确指示。这样，根据本发明的一个实施例，这里详述的^^器100被配置 成使得能够根据所接收光信号的特定数据速率在光接收器工作期间对 LOS阈值水平进行可编程调整。图4示出了根据一个实施例的、使得能够对光接收器如包括在仗良器 100中的ROSA 10的LOS阈值设置进行编程的、总体上由400表示的LOS 分配系统。详细地说，LOS分配系统400包括各部件，这些部件4皮配置 为或者结合各个前面结合图2和图3描述的^iL器100和/或控制模块200 的部件，这将在下面看到。LOS分配系统400首先包括LOS表402, LOS表402包括用于存储 与LOS阈值设置相关的数据的多个存储器位置如寄存器。特别而言，LOS 表402包括速率选择部分404和阈值设置部分406。速率选择部分404包 括与待由ROSA10接收的光信号的可能数据速率相关的数据。特别而言， 在本实施例中，速率选择部分404存储两个值指示相对较低("低")数 据速率的逻辑"0"，指示相对较高("高")数据速率的逻辑"1"。阈值设 置部分406存储分别与存储在速率选择部分404中的低和高数据速率相对 应的阈值设置值。如图所示，阈值设置部分406对于低数据速率存储-20dB的阈值设置值，对于高数据速率存储-15dB的阈值设置值。存储 在阈值设置部分406中的值因此与待在确定对于ROSA 10所接收的具有 低或高的数据速率的光信号是否存在LOS状况时分配的期望阈值设置相 关。一个实施例中的LOS表402作为寄存器组209中的一个寄存器被包 括在控制模块200的数字部分200B中，如图3所示。在其它实施例中， LOS表可以存在于控制模块200的控制器系统存储器206中或存在于该 控制模块的另一合适的位置。存储在LOS表402中的值可以在控制模块制造时预设，或者可以通 过可接受的寄存器/系统存储器编程方法在制造之后编程。本实施例中的 主机111将用于选择速率选#^分404中的高或低数据速率条目的指令通 过存在于主机和控制模块200之间的MSA被限定的速率选择引脚接口和 SDA线所传输的输入信号提供给处理器203A,处理器203A从LOS表 402的速率选择部分404选择数据速率。其它可能的主机控制模块接口包 括fC线。一旦处理器203A根据主机指令从LOS ^Jl率选^P分404选择了 数据速率(即低或高数据速率)，在一个实施例中，与所选数据速率相对 应的对应LOS阈值设置通过外部设备接口 205和由105A或105B表示的 信号线从LOS表402的阈值设置部分406被转发到LOS设置寄存器408, LOS设置寄存器408存储该值以供比较器412使用。正如许多在控制模 块200和PA/LD 102之间进行的通信的情形，LOS阈值设置可以从存储 在LOS表402中的数字值转换成适于由LOS设置寄存器408接收的模拟 信号。该转换可以由位于控制模块200、 PA/LD102或收发器100内其它 合适位置的数模转换器来实现。在本实施例中，LOS "^殳置寄存器408位于PA/LD 102的后置放大器 部分102A中，正如比较器412 —样。比较器412接收LOS设置寄存器 408所存储的LOS阈值设置和与ROSA 10的光电检测器409所接收的光 信号的接收功率相关的输入信号二者作为输入。在本实施例中，光电检测 器409是光电二极管，且与接收功率相关的输入信号由与光电二极管可工 作地连通的电阻器410提供。简而言之，光电检测器将光电检测器409所接收的光信号转换成与光 信号的接收功率成比例的电流信号。电阻器410被用来将从光电检测器 409接收的电流信号转换成电压信号。然后此电压信号作为一个输入^:馈送到比较器412中，而与LOS设置寄存器408所存储的LOS阈值设置相 对应的电压信号作为第二输入被馈送到该比较器中。这两个输入的比较结 果允许比较器412确定光信号的接收功率是高于还是低于LOS阈值设置。如果光信号接收功率低于LOS阈值设置，则比较器412将LOS警报 信号通过由103A表示的信号线或其它合适的通信接口转发到主机111。 在一个实施例中，LOS警才艮信号是数字高电压信号，其与指示光信号接 收功率合乎期望地高于LOS阈值设置的数字低电压信号相对。在一个实 施例中，比较器412向主机112提供连续信号，指示其比较动作期间的数 字高或低信号。在另一个实施例中，比较器412可被配置成仅当遇到LOS 状态时才发送信号。应理解，除了已经讨论的内容以外，处理器203A也可以涉及上述步骤中的一个或多个的执行。而且，虽然这里讨论的实施例关注于4吏用模拟比较器确定何时存在LOS状态，但在另一个实施例中，可以数字地执行此过程。例如， 转换器可以将与光电检测器所接收的亮度^目关的模 拟信号转换成数字信号。然后处理器可以将此数字信号与存储在系统或永久存储器中的或控制模块的专用寄存器组中的阈值水平进行比较，以确定 哪里存在LOS状态。因此，此过程可以以多种方式来实施。现在参考图5A，图5A描绘了关于根据另一示范实施例的、被配置 为收发器100的一部分的、总体上由500表示的LOS分配系统的各细节。 在详细讨论此实施例之前，应注意到，各部件为这里讨论的此实施例和其 它实，例所共享、。、这样，将口仅讨论本实施例的所选特征。，，如此，、若干施例。如同前述实施例一样，LOS分配系统500在控制模块200的数字部 分200B中包括作为寄存器的LOS表502。该LOS表进一步包括数据速 率部分504和阈值设置部分506。与前述实施例相比，LOS表502的大小 扩大，在数据速率部分504和阈值设置部分506都有四个条目。特别而言， 数据速率部分504包括四个不同的可能数据速率所相关的值，ROSA 10 可以以所述数据速率接收包含在光信号中的速率数据。例如，数据速率部 分中的值"1"可表示1吉比特/秒的数据速率，"2"表示2吉比特/秒，"4" 表示4吉比特/秒，"8"表示8吉比特/秒。对应地，阈值设置部分506包 括例如-20、 -18、 -15、 - 10dBm的值，分别指示分配给包括在LOS 表502的数据速率部分中的数据速率中的每一个的LOS阈值设置。如前 所述，LOS表502可被包括在控制模块数字部分200B的控制器系统存储 器206中或寄存器组209中的一个或多个中。而且，在其它实施例中， LOS表的大小可以扩大或减小到适应^器100的ROSA 10可能遇到的 任何适当数目的数据速率。主机111可利用上述LOS表502来选择待由收发器ROSA 10接收的 光信号的适当数据速率。特别而言，在控制模块数字部分200B中或iML 器100中的其它合适位置设立数据速率寄存器514，并且使数据速率寄存 器514通过SDA信号线或其它合适的信号线与主机111通信。然后主机 111可通过将包含对应数据速率值的输入信号转发到数据速率寄存器514 来分配光信号数据速率。通过处理器203A，查阅LOS表502来确定与主 机111分配给数据速率寄存器514的值相关的LOS阈值设置的值。例如， 在所图示的实施例中，主机111将值"4"分配给数据速率寄存器514， 指示待由ROSA 10接收的光信号的数据速率是4吉比特/秒。参考LOS 表502，将指示与4吉比特/秒的数据速率相关的该阈值水平设置是在阈值 设置部分506中看到的-15dB。然后控制模块以前面描述的方式将此值 转发到PA/LD 102的LOS设置寄存器，以便使得比较器能够确定对于所 接收光信号的接收功率是否存在LOS状况，如已经解释的那样。图5B描述了结合图5A描绘和描述的实施例的一个变种，其中主机 111不仅可以分配待保留在数据速率寄存器514中的数据速率值，而且可 以分配包含在LOS表502中的值。例如，如图5B所示，主机可以将特 定值如-17dB分配给与2吉比特/秒的数据速率相对应的阔值设置部分位 置。注意，在收发器100工作期间，ROSA 10所接收的光信号的数据速 率可能变化。在这种情况下，主机111可将新值发送到数据速率寄存器和 /或LOS表502，以适应新数据速率或需要进行值修改的其它状况。还要 注意，在一个实施例中， 一个不同于主机的实体或装置可以将值分配给数 据速率寄存器或LOS表。此外，应理解，LOS表和数据速率寄存器的值 和特定结构仅是示范性的；也可采用落入本发明的权利要求范围内的其它 值和寄存器配置。现在参考图6，图6示出了具有才艮据又一示范实施例的LOS分配系 统的4UL器100和ROSA 10。详细地说，图6描绘了配置有使得^器 能够检测ROSA 10所接收的光信号的数据速率的功能的M器100，这 将在下面描述。
与前述诸实施例类似，LOS分配系统600包括具有数据速率部分604 和阈值设置部分606的LOS表602。数据速率寄存器604亦与上述部件 一起被包括在控制模块200的数字部分200B中。在所图示的实施例中，频率检测器616被包括在PA/LD 102的后置 放大器部分102A中。频率检测器616通过两个差分信号线620可工作地 附接到ROSA 10的跨阻放大器("TIA" ) 618。 TIA 618又可工作地连接 到光电检测器409以产生包含通过ROSA 10所接收的光信号发送的数据 的电差分信号。该差分信号通过信号线620发送到频率检测器618，频率 检测器618分析包含在其中的数据流以确定所接收光信号的数据速率。可 替选地，本领域技术人员可以利用其它部件来自主地确定所接收光信号的 数据速率。因此，图6所描绘的频率检测器616仅示范了一定范围的可针 对收发器100釆用的频率检测i殳备。频率检测器616在M器100工作期间获得的数据速率信息作为输入 信号通过由105A和105B表示的信号线和外部设备接口 205被转发到控 制模块200的数据速率寄存器614。数据速率寄存器614保存数据速率值， 使得处理器203A能够使用数据速率部分604和阈值设置部分606查阅 LOS表602来确定适用的LOS阈值设置。 一旦选择了适当的阈值设置， 如前所述，控制模块200将所选择的设置转发到PA/LD 102中的LOS设 置寄存器408,以供比较器412用来确定是否存在LOS状况。与上面类似，应理解，具有自主数据速率检测功能的^器(如上面 描述的M器)可以进一步使得一个实施例中的控制模块能够修改包含在 LOS表的数据速率部分和阈值设置部分中的值，这在收发器工作期间可 能是期望或需要的。应进一步理解，尽管收发器进行自主数据速率检测， 其仍然可以关于与所接收光信号相关的各种情况维持与主机的通信。上面提供的讨论关注于使用本发明诸实施例来确定何时存在LOS状 况。然而，可以将本发明诸实施例扩展为包括LOS的相反状况，即确定 何时存在对于数据传输足够的信号并通过信号检测信号指示此状态。因 此，所构思的此应用和其它另外的应用落入本发明的权利要求范围内。现在参考图7，其中^^开了本发明的又一实施例。在本发明的其它实 施例如图6所示的实施例中，使用接收光的绝对功率测量结果来确定对 LOS状态的评估。然而，在一些系统如光纤通道系统中，可以采用光调 制幅度("OMA")来确定这样的系统中的LOS状态。图7是配置成使用 OMA数据iM^测LOS状态的一个这样的系统的例子。在此实施例中，
如在图6所示的实施例中那样，来自TIA618的两个差分信号线620与频 率检测器616互连。然而，另外的信号线625从信号线620岔开并与从 LOS设置寄存器408延伸的信号线一起馈送到比较器412中。注意，两 个信号线625代替了前述诸实施例中的从PD 409到比较器412的信号线。 因此，比较器412根据OMA工作包括三个输入，以使得能够针对光纤通 道系统确定LOS状态。在另一实施例中，应注意信号线625可直接从TIA 618馈送。在不背离本发明的精神或必要特征的情况下可以以其它特定形式来 实施本发明。所述实施例在所有方面仅应视作说明性的，而不是限制性的。 因此本发明的范围由所附权利要求、而不是由前面的描述来限定。在权利 要求的等同方案的含义和范围内的所有变化应落入权利要求的范围内。
权利要求
1. 一种具有可编程信号相关阈值设置的光接收器系统，该光接收器系统包括光接收器，接收光信号；光电检测器，感测所述光信号的接收功率；至少 一个存储器位置，包含多个被编程信号相关阈值设置；处理器，4艮据所述处理器所接收的输入信号来选择所述被编程信号相 关阈值设置中的一个；以及比较器，将所述光信号接收功率与所述被编程信号相关阈值设置中所 述选择的一个进行比较。
2. 根据权利要求1所述的光接收器，其中所述被编程信号相关阈值 设置与多个可能输入信号值相对应，所述多个可能输入信号值中的每一个 都与所述光信号的数据速率相关。
3. 根据权利要求1所述的光接收器，其中所述信号相关阈值设置选 择自下列中的一个信号损失阈值设置和信号检测阁值设置。
4. 根据权利要求1所述的光接收器，其中所述至少一个存储器位置 由非易失性存储器构成。
5. 根据权利要求1所述的光接收器，其中所述光接收器被包括在光 收发器模块中，且其中所述比较器被包括在所述光收发器模块的后置放大 器部分中。
6. —种具有可编程信号损失阈值水平的光接收器系统，该光接收器 包括光接收器，接收光信号；光电检测器，感测所述光信号的接收功率；以及控制模块，包括至少一个寄存器，包含多个被编程信号损失阈值设置；以及处理器，包含当执行时使得所述处理器执行以下操作的微码响应于与所述光信号的数据速率相关的输入信号，从寄存器 中选择多个信号损失阈值设置中指定的一个；并且 将所述选择的信号损失阈值设置转发到比较器，所述比较器 将所述选择的信号损失阈值设置与与所述光信号相关的至少一 个信号进行比较。
7. 根据权利要求6所述的光接收器系统，其中所述至少一个寄存器 包括包括所述光信号的多个可能数据速率的数据速率部分；以及包含所 述多个信号损失阈值设置的信号损失阈值设置部分。
8. 根据权利要求7所述的光接收器系统，进一步包括用于包含所述 输入信号中所包含的数据速率信息的数据速率寄存器，所述数据速率寄存 器与所述处理器和所述至少 一个寄存器中的至少 一个可工作地通信。
9. 根据权利要求8所述的光接收器系统，其中包含在所述数据速率 部分、所述信号损失阈值设置部分以及所述数据速率寄存器中的至少一个 中的信息可由可工作地连接到所述光接收器系统的主机系统修改。
10. 根据权利要求6所述的光接收器，其中所述输入信号由确定所述 光信号的所述数据速率的频率检测器产生，所述频率检测器作为部件被包 括在所述光接收器系统中。
11. 根据权利要求6所述的光接收器，其中与所述光信号相关的所述 至少一个信号选择自下列中的一个所述感测的光信号的功率和所述感测 的光信号的光调制幅度。
12. —种用于提供与光收发器模块所接收的光信号相关的信号损失指 示的方法，该方法包括访问与所述光信号的数据速率相关的输入信号；处理器根据所述数据速率分配信号损失阈值水平；将所述光信号的接收功率与所述分配的信号损失阈值水平进行比较 以确定是否存在信号损失状况；并且如果存在信号损失状况，则将信号损失警报发送到主机系统。
13. 根据权利要求12所述的提供方法，其中通过访问包含多个可能 阈值水平的寄存器来分配所述信号损失阈值水平。
14. 根据权利要求13所述的提供方法，其中所述寄存器和所述处理 器被包括在位于所述光^器模块的印刷电路板上的控制模块中。
15. 根据权利要求14所述的提供方法，进一步包括 将所述分配的信号损失阈值水平从数字值转换成模拟值。
16. 根据权利要求15所述的提供方法，其中比较所述接收功率的步 骤进一步包括将模拟接收功率值与所述模拟信号损失阈值水平值进行比较。
17. 根据权利要求16所述的提供方法，其中所述输入信号包含所述 光信号的所述数据速率。
18. 根据权利要求17所述的提供方法，其中访问所述输入信号的步 骤进一步包括访问所述主机系统所提供的输入信号。
19. 根据权利要求18所述的提供方法，其中当所述分配的信号损失 阈值水平设置的值超过所述接收功率的值时存在信号损失状况。
20. 根据权利要求19所述的提供方法，其中所述光信号的所述数据 速率在大约1吉比特/秒到10吉比特/秒的范围内。
21. 根据权利要求20所述的提供方法，其中比较所述接收功率的步 骤进一步包括位于集成后置放大器/激光器驱动器部件中的比较器将所述接收功率 与所述分配的信号损失阈值水平进行比较以确定是否存在信号损失状况。
全文摘要
公开了用于对与光接收器的光信号接收相关的信号损失(“LOS”)阈值水平进行编程的系统和方法。通过本发明，可以根据所接收光信号的数据速率在光接收器工作期间对LOS阈值水平进行动态编程和调整。这又为接收器提供了改进的光信号接收特性。在一个实施例中，公开了一种具有可编程LOS阈值水平的光接收器系统，包括光接收器，接收光信号；光电检测器，感测光信号的接收功率；存储器位置，包含多个被编程LOS阈值水平；处理器，根据处理器所接收的输入信号选择被编程LOS阈值水平中的一个；以及比较器，将光信号接收功率与被编程LOS阈值水平进行比较。
文档编号H04B10/00GK101147342SQ200680009147
公开日2008年3月19日 申请日期2006年3月22日 优先权日2005年3月22日
发明者斯蒂芬·T·尼尔森 申请人:菲尼萨公司