專利名稱：用于光網(wǎng)絡(luò)的比特速率檢測電路和算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于光網(wǎng)絡(luò)的比特速率檢測電路，具體地，本發(fā)明涉及用于自動檢測數(shù)據(jù)比特速率的方法和比特速率檢測電路，以便增強端到端的透明性和抑制光網(wǎng)絡(luò)中的抖動。
在波分復(fù)用(WDM)和鉺摻雜光纖放大器(EDFA)的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，隨著傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過系統(tǒng)中不同的模塊，抖動在系統(tǒng)中累積，以及這樣的抖動累積會影響WDM系統(tǒng)的端到端透明性。隨著抖動在系統(tǒng)中累積，系統(tǒng)的誤碼率也增加，典型的數(shù)字系統(tǒng)只能容忍10-12的誤碼率。為了抑制在光網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的抖動，光網(wǎng)絡(luò)典型地采用時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)電路來提取和重新產(chǎn)生時鐘信號以及通過使用提取的時鐘信號來重新定時數(shù)據(jù)。


圖1顯示光網(wǎng)絡(luò)中用于接收發(fā)送的數(shù)據(jù)信號的現(xiàn)有技術(shù)接收機10。接收機10包括光電二極管11，低噪聲放大器12，限幅放大器13和CDR電路15。光電二極管11接收從光纖發(fā)出的光輸入數(shù)據(jù)信號，和把輸入數(shù)據(jù)信號中的光能量變換成低電平電流，后者可被使用來產(chǎn)生電信號。低噪聲放大器12接收來自光電二極管11的低電平信號電流，以及放大該信號以使得附加的處理將不會很大地施加到信號中的噪聲上。低噪聲放大器12把低電平信號電流變換成電壓信號，用于以后的處理。圖2a所示的互阻抗放大器20可被用作為低噪聲放大器12。此外，低噪聲放大器12降低由光電二極管11輸出的信號的帶寬?；旧希说驮肼暦糯笃?2具有比典型的低通濾波器高得多的截止頻率，例如2.8GHz以外，低噪聲放大器12起到類似于低通濾波器的作用。
限幅放大器13接收低噪聲放大器12的輸出，以及用來隔離接收機10使其免除處理信號強度的偏差和改變。限幅放大器13也執(zhí)行噪聲整形。限幅放大器13包含限幅器或自動增益控制電路來提供適當(dāng)?shù)男盘栯娖浇oCDR15，而不管低噪聲放大器12的輸出功率。如果輸入電壓電平大于某個門限值Vth，則限幅放大器13輸出恒定電平輸出電壓Vconst，如圖2b所示。因此，即使輸入信號具有低的幅度和功率，限幅放大器13也將輸入信號變成適當(dāng)?shù)姆群凸β孰娖健?br> CDR15從輸入數(shù)據(jù)信號恢復(fù)定時信息，以及以適當(dāng)?shù)亩〞r或時刻采樣來自限幅放大器13的輸入數(shù)據(jù)流。圖2c顯示可被使用于CDR15的典型的CDR30的方框圖。CDR30使用鎖相環(huán)(PLL)31來從輸入數(shù)據(jù)信號中恢復(fù)時鐘。CDR30包括邊沿檢測器35，鎖相環(huán)(PLL)31，和可以是D觸發(fā)器的判決電路36。PLL31包括鑒相器32，環(huán)路濾波器33和壓控振蕩器(VCO)34。PLL31的輸出被輸入到判決電路36。在CDR30中，邊沿檢測器35首先接收輸入數(shù)據(jù)信號，然后來自邊沿檢測器35的輸入數(shù)據(jù)導(dǎo)出的信號被輸入到鑒相器32，后者用作為混頻器，把邊沿檢測的輸入信號外差到基帶。鑒相器32接收來自邊沿檢測器35的輸入數(shù)據(jù)導(dǎo)出的信號和由VCO34輸出的時鐘信號，以及產(chǎn)生一個電壓，該電壓正比于來自邊沿檢測器35的輸入數(shù)據(jù)導(dǎo)出的信號與來自VCO34的時鐘信號之間的相位差。鑒相器32的輸出被輸入到環(huán)路濾波器33，以及環(huán)路濾波器33輸出控制信號，控制VCO34的時鐘。以上處理過程重復(fù)進行，直至相位差變成為零為止(即，直至輸入數(shù)據(jù)信號與VCO34的時鐘信號之間的頻率或相位差接近或等于零為止)。
換句話說，PLL31通過使用鑒相器32產(chǎn)生相位誤差信號而基本上跟蹤邊沿檢測信號的相位，用環(huán)路濾波器33濾波相位誤差信號和通過使用濾波的信號調(diào)節(jié)VCO34的頻率，這樣VCO34的頻率就同步到輸入數(shù)據(jù)速率(即，輸入信號的數(shù)據(jù)速率或頻率)。VCO34的輸出，即輸入數(shù)據(jù)信號的再生的時鐘信號，被輸入到可以是D觸發(fā)器的判決電路36，以使得輸入數(shù)據(jù)以正確的速率被采樣。換句話說，假定判決電路36是D觸發(fā)器，VCO34的輸出被輸入到D觸發(fā)器的CK(時鐘)輸入端，以使得被D觸發(fā)器接收的輸入數(shù)據(jù)信號被重新定時或以正確的頻率被采樣。
雖然如果輸入數(shù)據(jù)速率被固定在某個頻率，諸如155Mbps或1.25Gbps，現(xiàn)有技術(shù)接收機10可正確地工作，但如果輸入數(shù)據(jù)信號的頻率(即，輸入數(shù)據(jù)速率)在很寬的范圍內(nèi)變動，則現(xiàn)有技術(shù)接收機10將會在處理輸入數(shù)據(jù)信號上存在問題，因為VCO34的頻率需要被設(shè)置一個在近似匹配于輸入數(shù)據(jù)信號頻率的速率上。例如，如果輸入數(shù)據(jù)速率是2.5Gbps和VCO的頻率被設(shè)置為155MHz，則接收機10將不能處理輸入數(shù)據(jù)信號，因為PLL31由于VCO的頻率完全與輸入信號數(shù)據(jù)速率失配而將不能鎖定到輸入信號。具有155MHz的時鐘頻率的VCO將不能產(chǎn)生2.5GHz頻率的時鐘信號。然而，在今天的通信系統(tǒng)中，信號數(shù)據(jù)速率在從125Mbps到10Gbps的很寬的范圍內(nèi)變動。因此，如果現(xiàn)有技術(shù)接收機10被使用來接收機具有很寬地變動的頻率速率的輸入數(shù)據(jù)信號，則VCO34的頻率需要每次手工改變，以便在輸入信號的頻率改變很大時近似匹配于輸入信號數(shù)據(jù)速率，而且，VCO頻率的這樣的重新設(shè)置會是很麻煩的處理過程，它可能妨礙接收機10的平滑運行。
所以，需要一種接收機，能自動檢測輸入數(shù)據(jù)信號的頻率，相對于輸入數(shù)據(jù)信號的頻率的改變而自動調(diào)節(jié)VCO的頻率，以及在抑制抖動的同時保持輸入數(shù)據(jù)的透明性。
本發(fā)明的目的是給光網(wǎng)絡(luò)中的接收機配備以用于自動檢測輸入信號數(shù)據(jù)比特速率的比特速率檢測電路，以便自動調(diào)節(jié)接收機中的壓控振蕩器的頻率，它在實際用途上消除了上述的限制。
按照本發(fā)明的實施例的接收機具有數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路，可以自動檢測輸入信號的數(shù)據(jù)速率和按照輸入信號的數(shù)據(jù)速率自動調(diào)節(jié)接收機中的VCO的頻率。
接收機首先通過光電二極管接收輸入信號。光電二極管輸出相應(yīng)于輸入信號的低電平電流，以及低噪聲放大器把低電平電流變換成電壓信號，用于以后的處理。限幅放大器接收低噪聲放大器的輸出，以及用來隔離接收機10使其免除處理信號強度的偏差和改變。如果輸入電壓大于某個門限值的話，限幅放大器就輸出恒定電平電壓。
數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路接收限幅放大器的輸出，以便確定輸入信號的數(shù)據(jù)速率。低通濾波器首先濾除來自輸入信號的高頻分量，包括在高頻中存在的白噪聲和熱噪聲。AC(交流)功率計把來自低通濾波器的輸出變換成DC電壓值，該電壓值相對于輸入信號的數(shù)據(jù)速率變化。對數(shù)放大器接收DC(直流)電壓值，以及把DC電壓值變換成另一個DC電壓值，以使得新的DC電壓值相對于輸入信號的數(shù)據(jù)速率的變化是線性的。因此，具有不同數(shù)據(jù)速率的信號產(chǎn)生不同的輸出DC電壓?？刂破鹘邮諄碜詫?shù)放大器的輸出DC電壓，以及根據(jù)DC電壓值確定輸入信號的數(shù)據(jù)速率。因為由對數(shù)放大器輸出的DC電壓值隨輸入信號的數(shù)據(jù)速率而變化，所以控制器能夠精確地確定數(shù)據(jù)速率。在確定數(shù)據(jù)速率后，控制器改變VCO的頻率使之與輸入信號數(shù)據(jù)速率相匹配，這樣，接收機中的時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路能夠正確地處理輸入數(shù)據(jù)信號。
通過結(jié)合附圖從以下的詳細說明將明白本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點，這些附圖通過例子顯示本發(fā)明的實施例的各種特性。
當(dāng)結(jié)合附圖參考以下的詳細說明時可以更了解本發(fā)明的以上的和其它的目的、特怔和優(yōu)點，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)光網(wǎng)絡(luò)接收機的方框圖。
圖2a是互阻抗放大器的電路圖。
圖2b顯示限幅放大器的輸出信號。
圖2c是時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的方框圖。
圖3是按照本發(fā)明的實施例的光網(wǎng)絡(luò)接收機的方框圖。
圖4顯示由限幅放大器產(chǎn)生的NRZ信號。
圖4a顯示NRZ信號的功率譜密度。
圖5a顯示按照本發(fā)明的實施例的、低通濾波器的歸一化功率譜密度和限幅放大器的輸出信號。
圖5b顯示按照本發(fā)明的實施例的、低通濾波器的輸出信號的功率譜密度。
圖5c顯示按照本發(fā)明的實施例的、低通濾波器的歸一化功率譜密度和限幅放大器的輸出信號。
圖5d顯示按照本發(fā)明的實施例的、低通濾波器的輸出信號的功率譜密度。
圖6顯示按照本發(fā)明的實施例的AC功率計的輸出。
圖7顯示按照本發(fā)明的實施例的對數(shù)放大器的示意圖。
圖8顯示對數(shù)放大器的輸出。
圖3顯示按照本發(fā)明的實施例的、光網(wǎng)絡(luò)接收機100的結(jié)構(gòu)。接收機100包括光電二極管110，低噪聲放大器120，限幅放大器130，數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路200和CDR180。數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路200包括低通濾波器140，AC功率計150，對數(shù)放大器160，和控制電路170。
光電二極管110接收從光纖發(fā)出的光輸入數(shù)據(jù)信號，和把輸入數(shù)據(jù)信號中的光能量變換成低電平電流，該電流可被使用來產(chǎn)生電信號。低噪聲放大器120接收來自光電二極管110的低電平信號電流，以及放大該信號以使得附加的處理將不會很大地施加到信號中的噪聲上。低噪聲放大器120把低電平信號電流變換成電壓信號，用于以后的處理。
圖2a所示的互阻抗放大器20可被用作為低噪聲放大器120。此外，低噪聲放大器120降低由光電二極管110輸出的信號的帶寬?；旧希说驮肼暦糯笃?20具有比典型的低通濾波器高得多的截止頻率以外，低噪聲放大器120起到類似于低通濾波器的作用，如以上討論的。
限幅放大器130接收低噪聲放大器120的輸出，以及用來隔離接收機100使其免除處理信號強度的偏差和改變。限幅放大器130也執(zhí)行噪聲整形。限幅放大器130包含限幅器或自動增益控制電路來提供適當(dāng)?shù)男盘栯娖浇oCDR180和低通濾波器140，而不管低噪聲放大器120的輸出功率。如果輸入電壓電平大于某個門限值(Vth)，則限幅放大器130輸出恒定電平電壓(Vconst)，如圖2b所示。
在大多數(shù)強度調(diào)制-直接檢測(IM-DD)光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，非歸零(NRZ)格式被使用于基帶信號。圖4顯示可由限幅放大器130產(chǎn)生的NRZ信號。圖4所示的NRZ信號具有“A”的幅度、“T”的周期和“r”＝1/T的數(shù)據(jù)速率。由限幅放大器130輸出的所有信號具有“A”的幅度，因為如果輸入電壓電平大于某個門限值，則限幅放大器130輸出恒定電平電壓。圖4a顯示NRZ信號的功率譜密度，它計量信號相對于頻率的功率。NRZ信號的功率譜密度函數(shù)由以下方程給出S(f)＝A2Tsinc2(fT)＝(A2/r)sinc2(f/r)。應(yīng)當(dāng)指出，在圖4a上，最高功率電平是A2T，所以如果NRZ信號的頻率增加，則峰值功率電平會按比例地降低，因為r＝1/T。如圖4a所示，絕大多數(shù)(約99％)的信號功率被限制在1/T以下的頻率。因此，具有大于1/T的頻率的所有信號分量對NRZ信號的功率沒有很大的作用。
限幅放大器130的輸出被輸入到低通濾波器140。低通濾波器140具有系統(tǒng)函數(shù)h(t)，它在富利葉變換后等于H(f)，即，F(xiàn)(h(t))＝H(f)。
令x(t)＝限幅放大器130的輸出；RQ(τ)＝x(t)的自相關(guān)函數(shù)；F(RQ(τ))＝S(f)＝x(t)的功率譜密度函數(shù)＝A2Tsinc2(fT)；b(t)＝低通濾波器140的輸出的功率譜密度函數(shù)＝s(t)*h(t)；其中*＝卷積；F(b(t))＝B(f)＝S(f)×|H(f)|2。因此，低通濾波器140的輸出信號的功率譜密度函數(shù)等于S(f)×|H(f)|2。
圖5a顯示限幅放大器130的輸出信號x1(t)的歸一化功率譜密度S1(f)和低通濾波器140的系統(tǒng)函數(shù)H(f)。曲線200表示功率譜密度S1(f)，以及曲線210表示H(f)，它具有“fcutoff”的截止頻率。輸出信號x1(t)具有“f1”的數(shù)據(jù)速率(即，r＝f1)。S1(f)的峰值是A2/f1，以及A2/f1＞1。當(dāng)S1(f)通過具有系統(tǒng)函數(shù)H的低通濾波器140時，低通濾波器140輸出B1(f)，它等于S1(f)×H(f)(即，B1(f)是低通濾波器140的輸出信號的功率譜密度函數(shù))。圖5b顯示由曲線220表示的功率譜密度B1(f)。如曲線220所示，低通濾波器140從S1(f)中濾除所有大于fcutoff的頻率分量。
圖5c顯示限幅放大器130的輸出信號x2(t)的歸一化功率譜密度S2(f)和低通濾波器140的系統(tǒng)函數(shù)H(f)。x2(t)具有“f2”的數(shù)據(jù)速率(r＝f2，和f2＞＞f1)以及用曲線235表示。S2(f)的峰值是A2/f2，以及A2/f2＜1。當(dāng)S2(f)通過具有系統(tǒng)函數(shù)H(f)的低通濾波器140時，低通濾波器140輸出B2(f)，它等于S2(f)×H(f)。圖5d顯示由曲線240表示的功率譜密度B2(f)。如曲線240所示，低通濾波器140從S2(f)中濾除所有大于fcutoff的頻率分量。
AC功率計150接收低通濾波器140的輸出信號，以及輸出代表在低通濾波器140的輸出信號中存在的的總的功率的DC電壓。AC功率計150首先完成以下函數(shù)TOTAL_POWER(r)＝在低通濾波器140的輸出信號中存在的總的功率=∫0fcutoffB(f)df=∫0fcutoffS(f)df=∫0fcutoffA2rsinc2(fr)df=A2r∫0fcutoffsinc2(fr)df;]]>r＝輸入數(shù)據(jù)速率。
TOTAL_POWER等于曲線B(f)下面的面積，表示低通濾波器140的輸出信號的總的功率。如上面的公式所示，TOTAL_POWER(r)隨輸入數(shù)據(jù)速率“r”增加而減小。
在計算TOTAL_POWER之后，AC功率計150計算代表TOTAL_POWER的Vrms值，以及輸出代表Vrms值的DC電壓值。在本發(fā)明的某些實施例中，Vrms值和輸出DC電壓是通過使用下式計算的TOTAL_POWER=(Vrms)2R;]]>R＝1Ω，則Vrms=TOTAL_POWER]]>以及輸出代表Vrms值的DC電壓＝Vrms。
令A(yù)COUT(r)＝代表Vrms值的DC電壓值＝AC功率計150的輸出；r＝輸入數(shù)據(jù)速率。
ACOUT(r)的數(shù)值取決于輸入信號的數(shù)據(jù)速率，如下面的表1所示。例如，如圖5b和5d所示，在曲線B1(f)下面的面積(由陰影線區(qū)域225表示)大于在曲線B2(f)下面的面積(由陰影線區(qū)域245表示)，因為A2/f1＞A2/f2。因此，對于f1的輸入數(shù)據(jù)速率的TOTAL_POWER大于對于f2的輸入數(shù)據(jù)速率的TOTAL_POWER。結(jié)果，ACOUT(f1)大于ACOUT(f2)。換句話說，ACOUT(r)的數(shù)值按照由接收機100接收的輸入信號的數(shù)據(jù)速率改變。表1列出基于輸入數(shù)據(jù)速率的ACOUT的某些示例值。
表1如表1所示，ACOUT值隨輸入數(shù)據(jù)速率增加而減小，因為TOTAL_POWER也隨輸入數(shù)據(jù)速率增加而減小。所以，數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路200能夠檢測輸入信號的數(shù)據(jù)速率，因為ACOUT相對于數(shù)據(jù)速率而改變。
ACOUT(r)的值相對于輸入信號的數(shù)據(jù)速率是非線性的，如圖6所示。曲線250代表相對輸入數(shù)據(jù)速率的AC功率計的輸出ACOUT(r)。對數(shù)放大器160接收AC功率計160的輸出ACOUT，以及把ACOUT相對于輸入數(shù)據(jù)速率線性化。圖7顯示對數(shù)放大器160。對數(shù)放大器160通過電阻R1接收ACOUT，以及通過電阻R2被連接到參考電壓VREF。對數(shù)放大器的輸出VLOUT被計算如下VLOUT(r)＝KLog(11/12)，其中11＝ACOUT(r)/R1，12＝VREF/R2，以及K＝常數(shù)。
通過調(diào)節(jié)VREF、R1和R2的值，對數(shù)放大器160的輸出VLOUT可被調(diào)節(jié)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，VREF、R1和R2的值被調(diào)節(jié)，以使得VLOUT對于輸入信號的數(shù)據(jù)速率是線性的。圖8顯示VLOUT對于輸入數(shù)據(jù)速率的關(guān)系。
控制電路170接收對數(shù)放大器160的輸出。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，控制電路170可以是微處理器、CPU或控制器。控制電路170包含預(yù)定的數(shù)據(jù)表，它列出各個VLOUT數(shù)值與相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)速率。表2列出VLOUT的某些示例性值和相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)速率。
表2控制電路170接收對數(shù)放大器160的輸出，以及通過參照預(yù)定的數(shù)據(jù)表來確定輸入信號的數(shù)據(jù)速率，因為不同的數(shù)據(jù)速率產(chǎn)生不同的VLOUT數(shù)值。例如，如表2所示，如果對數(shù)放大器160的輸出是2.0V，則輸入信號的數(shù)據(jù)速率被確定為155Mbps。如果VLOUT的數(shù)值在預(yù)定的表內(nèi)沒有被列出，則相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)速率是通過內(nèi)插預(yù)定表中的數(shù)據(jù)而被計算的。在確定輸入數(shù)據(jù)速率以后，控制器170通過發(fā)送控制信號給VCO相應(yīng)調(diào)節(jié)它的頻率，而調(diào)節(jié)CDR180中的VCO的頻率，以便匹配到輸入信號數(shù)據(jù)速率。CDR180的功能類似于上述CDR30的功能，這樣，接收機100自動確定輸入信號數(shù)據(jù)速率和自動調(diào)節(jié)CDR180中的VCO的頻率，使它匹配到輸入信號數(shù)據(jù)速率，以使得CDR180中的PLL將鎖定到輸入信號。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路200只需要處理低頻信號，因為低通濾波器140濾除了高頻信號。所以，本發(fā)明的實施例節(jié)省了用于數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路200的設(shè)計與制造費用，因為處理高頻信號的附加電路不需要被包括在數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路200中。
另外，數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路200減小了在輸入信號的所有頻率中存在的噪聲，包括白噪聲和熱噪聲，因為低通濾波器140濾除了大于fcutoff的所有頻率，包括在大于fcutoff的頻率上的噪聲。因此，本發(fā)明的數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路200精確地確定輸入信號數(shù)據(jù)速率，因為低通濾波器140去除了在大于fcutoff的頻率上的所有噪聲。數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路200只需要處理在低于fcutoff的頻率上的噪聲，由此，提高了數(shù)據(jù)速率檢測的精度。雖然本發(fā)明是參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例被顯示和描述的，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會看到，在不脫離由附屬權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以作出在形式和細節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中用于處理輸入數(shù)據(jù)信號的接收機，所述接收機包括光電二極管，用于接收從光纖發(fā)出的輸入數(shù)據(jù)信號，每個輸入數(shù)據(jù)信號具有一個數(shù)據(jù)速率；放大器，用于把輸入數(shù)據(jù)信號放大到適當(dāng)?shù)碾妷弘娖?；時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(CDR)，用于通過從輸入數(shù)據(jù)信號提取時鐘信息而重新產(chǎn)生輸入數(shù)據(jù)信號；以及數(shù)據(jù)速率檢測電路，用于通過確定在每個輸入數(shù)據(jù)信號中存在的功率而確定每個輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率。
2.權(quán)利要求1的接收機，其特征在于，其中數(shù)據(jù)速率檢測電路調(diào)節(jié)在CDR中的鎖相環(huán)的輸出頻率，以使得輸出頻率近似匹配到每個輸入數(shù)據(jù)信號的確定的數(shù)據(jù)速率。
3.權(quán)利要求1的接收機，其特征在于，其中數(shù)據(jù)速率檢測電路包括低通濾波器，用于濾除來自每個輸入數(shù)據(jù)信號的高頻分量，以及輸出在每個輸入數(shù)據(jù)信號中的低頻分量。
4.權(quán)利要求3的接收機，其特征在于，其中數(shù)據(jù)速率檢測電路還包括AC功率計，用于通過計算在每個輸入數(shù)據(jù)信號的低頻分量中存在的總的功率，而確定在每個輸入數(shù)據(jù)信號中存在的功率，其中AC功率計輸出電壓信號，它是低頻分量中存在的總的功率的函數(shù)。
5.權(quán)利要求4的接收機，其特征在于，其中數(shù)據(jù)速率檢測電路還包括控制電路，用于根據(jù)由AC功率計輸出的電壓信號確定每個輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率，以及用于輸出控制信號來調(diào)節(jié)在CDR中的壓控振蕩器的頻率，以便近似匹配確定的數(shù)據(jù)速率。
6.權(quán)利要求5的接收機，其特征在于，其中數(shù)據(jù)速率檢測電路還包括對數(shù)放大器，用于把由AC功率計輸出的電壓信號相對于輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率線性化。
7.權(quán)利要求4的接收機，其特征在于，其中在低頻分量中存在的總的功率量依賴于每個輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率，以及總的功率通過下式進行計算 ，其中fcutoff＝低通濾波器的截止頻率，以及B(f)＝輸入信號的低頻分量的功率譜密度函數(shù)。
8.權(quán)利要求7的接收機，其特征在于，其中AC功率計通過計算代表總的功率的Vrms值而計算輸出電壓信號。
9.權(quán)利要求4的接收機，其特征在于，其中由AC功率計輸出的電壓信號反比于每個輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率。
10.權(quán)利要求5的接收機，其特征在于，其中控制電路通過把輸出電壓信號與相應(yīng)于預(yù)定數(shù)據(jù)速率的預(yù)定電壓信號進行比較而確定數(shù)據(jù)速率。
11.光網(wǎng)絡(luò)中用于處理信號的接收機，所述接收機包括光電二極管，用于接收從光纖發(fā)出的輸入數(shù)據(jù)信號，每個輸入數(shù)據(jù)信號具有一個數(shù)據(jù)速率；放大器，用于把輸入數(shù)據(jù)信號放大到適當(dāng)?shù)碾妷弘娖?；時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(CDR)，用于從輸入數(shù)據(jù)信號提取時鐘信號和根據(jù)提取的時鐘信號重新定時輸入數(shù)據(jù)信號，所述CDR包括帶有壓控振蕩器(VCO)的鎖相環(huán)(PLL)，用于重新產(chǎn)生提取的時鐘信號；以及數(shù)據(jù)速率檢測電路，用于確定每個輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率和調(diào)節(jié)VCO的頻率，以便近似匹配到每個輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率。
12.權(quán)利要求11的接收機，其特征在于，其中數(shù)據(jù)速率檢測電路包括低通濾波器，用于接收來自放大器的輸入數(shù)據(jù)信號和濾除來自每個輸入數(shù)據(jù)信號的高頻分量，所述低通濾波器輸出每個輸入數(shù)據(jù)信號的低頻分量；以及AC功率計，用于計算在每個輸入數(shù)據(jù)信號的低頻分量中存在的總的功率，和用于輸出代表總的功率的電壓信號。
13.權(quán)利要求12的接收機，其特征在于，其中數(shù)據(jù)速率檢測電路還包括控制器，用于根據(jù)由AC功率計輸出的電壓信號確定每個輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率，以及用于發(fā)送控制信號，以便按照確定的數(shù)據(jù)速率改變VCO的頻率，其中電壓信號是每個輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率的函數(shù)。
14.權(quán)利要求13的接收機，其特征在于，其中數(shù)據(jù)速率檢測電路還包括對數(shù)放大器，用于把由AC功率計輸出的電壓信號相對于輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率線性化，以及輸出線性化的電壓信號。
15.權(quán)利要求12的接收機，其特征在于，其中總的功率通過下式進行計算 其中fcutoff=低通濾波器的截止頻率，以及B(f)=輸入信號的低頻分量的功率譜密度函數(shù)。
16.權(quán)利要求12的接收機，其特征在于，其中AC功率計通過計算代表總的功率的Vrms值而計算輸出電壓信號。
17.權(quán)利要求12的接收機，其特征在于，其中由AC功率計輸出的電壓信號反比于每個輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率。
18.權(quán)利要求14的接收機，其特征在于，其中控制器通過把輸出電壓信號與相應(yīng)于預(yù)定數(shù)據(jù)速率的預(yù)定電壓信號進行比較而確定數(shù)據(jù)速率。
19.權(quán)利要求13的接收機，其特征在于，其中控制器是微處理器。
20.權(quán)利要求11的接收機，其特征在于，其中PLL包括鑒相器和環(huán)路濾波器。
21.光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中確定輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率的方法，所述方法包括以下步驟濾除來自輸入數(shù)據(jù)信號的高頻分量，以及輸出輸入數(shù)據(jù)信號的低頻分量；計算在輸入數(shù)據(jù)信號的低頻分量中存在的功率；以及輸出電壓信號，它是在輸入數(shù)據(jù)信號的低頻分量中存在的功率的函數(shù)。
22.權(quán)利要求21的方法，其特征在于，其中在低頻分量中存在的功率量取決于輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率。
23.權(quán)利要求21的方法，其特征在于，還包括以下步驟根據(jù)輸出的電壓信號確定輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率，其中輸出的電壓信號是輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率的函數(shù)。
24.權(quán)利要求23的方法，其特征在于，還包括以下步驟把輸出的電壓信號相對于輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率線性化。
25.權(quán)利要求24的方法，其特征在于，其中輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率是通過把線性化的輸出電壓信號與相應(yīng)于預(yù)定數(shù)據(jù)速率的預(yù)定電壓信號進行比較而被確定的。
26.權(quán)利要求25的方法，其特征在于，還包括以下步驟輸出控制信號，以便根據(jù)確定的數(shù)據(jù)速率來調(diào)節(jié)壓控振蕩器的頻率。
27.用于確定輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)速率檢測電路，所述數(shù)據(jù)速率檢測電路包括低通濾波器，用于濾除來自輸入數(shù)據(jù)信號的高頻分量，以及輸出在輸入數(shù)據(jù)信號中的低頻分量；以及AC功率計，用于確定在輸入數(shù)據(jù)信號的低頻分量中存在的功率和用于輸出電壓信號，它是輸入數(shù)據(jù)信號的低頻分量中存在的功率的函數(shù)，其中在低頻分量中存在的功率量取決于輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率。
28.權(quán)利要求27的數(shù)據(jù)速率檢測電路，其特征在于，還包括控制電路，用于根據(jù)由AC功率計輸出的電壓信號確定輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率。
29.權(quán)利要求28的數(shù)據(jù)速率檢測電路，其特征在于，還包括對數(shù)放大器，用于把由AC功率計輸出的電壓信號相對于輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率線性化。
30.權(quán)利要求29的數(shù)據(jù)速率檢測電路，其特征在于，其中控制電路通過把輸出電壓信號與相應(yīng)于預(yù)定數(shù)據(jù)速率的預(yù)定電壓信號進行比較而確定數(shù)據(jù)速率。
31.權(quán)利要求27的數(shù)據(jù)速率檢測電路，其特征在于，其中由AC功率計輸出的電壓信號反比于輸入數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率。
全文摘要
揭示了光網(wǎng)絡(luò)中的接收機,它具有用于自動檢測輸入信號數(shù)據(jù)比特速率的比特速率檢測電路,以便自動調(diào)節(jié)接收機中的壓控振蕩器的頻率。該接收機具有數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路,可以自動檢測輸入信號的數(shù)據(jù)速率和按照輸入信號的數(shù)據(jù)速率自動調(diào)節(jié)接收機中的VCO的頻率。數(shù)據(jù)速率檢測和頻率調(diào)節(jié)電路通過把輸入信號變換成隨輸入信號的數(shù)據(jù)速率變化的DC電壓值,而檢測輸入信號的數(shù)據(jù)速率。
文檔編號H04L27/00GK1342003SQ0111749
公開日2002年3月27日 申請日期2001年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月5日
發(fā)明者都希趲, 吳潤濟, 樸泰誠, 金贊烈, 樸吉龍 申請人:三星電子株式會社