專利名稱：可編程信號丟失檢測硬件及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速光數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明的實(shí)施例涉及
可用于調(diào)節(jié)光數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的信號丟失檢測電路中的斷言(assert)及解 斷言(de-assert)電平的方法和硬件。
背景技術(shù)：
對具有更高傳輸速率的信息通信技術(shù)的不斷增長的需求不斷地推動 著應(yīng)用于現(xiàn)有高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的新設(shè)備的開發(fā)。高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)通常使用 光4UL器及類似設(shè)備來通過光纖發(fā)射和接^栽數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的光。這些^ 器可包括如激光器的iL^射器，以及如光電二極管的光接收器。收t器通 常在與主計(jì)算系統(tǒng)("主機(jī)")通信的情況下工作。
光JlUL器有時(shí)會經(jīng)歷信號丟失的情況，即所接收的光功率下降到正常 數(shù)據(jù)通信所期望的水平以下。為了檢測這種情況，許多光收發(fā)器配備了信 號丟失檢測電路(有時(shí)被稱為"信號檢測電路")。例如，光網(wǎng)絡(luò)中的一個 節(jié)點(diǎn)的這種信號丟失可能是由于網(wǎng)絡(luò)中另一節(jié)點(diǎn)的光發(fā)射器的故障而導(dǎo) 致的。這兩個節(jié)點(diǎn)之間的光M也可能以某種方式被阻塞或斷開。此外， 光接收器接收數(shù)據(jù)的能力也可能出現(xiàn)問題。當(dāng)信號丟3UL生時(shí)，由于正常 操作不能繼續(xù)，因此相關(guān)主機(jī)(或光收發(fā)器的內(nèi)部電路)能夠得知信號的 丟失是很重要的。
傳統(tǒng)的光收發(fā)器具有靜態(tài)信號丟失檢測電平，該電平由制造期間設(shè)置 的部件決定。但是，對于不同的光^ML器，其耦合光器件、跨阻放大器和 /或光電二極管會有略為不同的操作特性。光收發(fā)器之間的這種輕微的變 化使得可能會在不同的光接收功率電平檢測到該固定信號檢測電平。
此外，依賴于光牝&器所處的具體應(yīng)用或者所使用的通信協(xié)議，所期 望的信號丟失檢測電平可能會不同。例如，如果通信協(xié)議使用前向糾錯， 則為了得到與在不使用前向糾錯的高信號檢測電平時(shí)所能獲得的相同的 誤碼率，可以容許低信號檢測電平。與高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用相比，低比特率通
信協(xié)議也可以允許較低的信號檢測電平。
因此，具有能夠被編程為利用可編程信號丟失斷言電平來工作的光收 發(fā)信號檢測器是有利的，其中可編程信號丟失斷言電平可以根據(jù)當(dāng)時(shí)所期 望的用途和靈敏度需要來改變、設(shè)置和/或校準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
總的來說，本發(fā)明的實(shí)施例涉及可用于對光數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的信號丟 失電平進(jìn)行編程的硬件及方法。因此，本發(fā)明描述了一種具有可變信號丟 失斷言電平的光^器信號丟失檢測器，其中可以將上述可變信號丟失斷
言電平編程、i殳置和/或校準(zhǔn)為不同的電平。
在本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例中，配置成與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中的接收節(jié) 點(diǎn)處的主計(jì)算系統(tǒng)("主機(jī)，，)以通信方式耦合的光收發(fā)器中包括了可編程 信號丟失檢測器。該信號丟失檢測器包括fel器部件，如后置放大器、控 制模塊和信號丟失電平調(diào)節(jié)裝置。
在一個方面中，所述控制模塊與主機(jī)連接，以便能夠接收可編程信號 丟失電平，其中該信號丟失電平可以^1信號丟失斷言電平或信號丟失解斷 言電平。后置放大器檢測接收功率何時(shí)通過閾值信號丟失電平，其中該閾 值信號丟失電平可以是信號丟失斷言電平和信號丟失解斷言電平之一。然 而，在這種情況下，信號丟失電平不是靜態(tài)的，取而代之的是，信號丟失 電平調(diào)節(jié)裝置根據(jù)接收自主機(jī)的可編程信號丟失電平的指示來改變后置 放大器所檢測到的信號丟失電平。因此，^器可以根據(jù)所連接的主機(jī)的 指示來動態(tài)地調(diào)節(jié)信號丟失電平。
在本發(fā)明的另 一個實(shí)施例中，可以在光收發(fā)器中實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)信號丟失斷 言電平的方法，該光^L器包括光電二極管、后置放大器和控制模塊。當(dāng) 光信號被送入光電二極管時(shí)，該光信號具有大于信號丟失電平的初始接收 功率。然后，光信號的接收功率被減小，直到光收發(fā)器斷言信號丟失。在
接收功率減小的時(shí)間段內(nèi)，該接收功率是 :視的。在光fet器斷言信號 丟失后，進(jìn)行是否要改變信號丟失電平的判定。該判定是基于大約在光收 發(fā)器斷言信號丟失時(shí)所測量的閾值接收功率來進(jìn)行的。如果判定要改變該 信號丟失電平，則指示控制模塊調(diào)節(jié)該信號丟失電平。
本發(fā)明的實(shí)施例還可包括可編程信號丟失解斷言電平。例如，控制模
塊首先執(zhí)行第一信號丟失解斷言電平，然后，當(dāng)從主M收到可編程信號 丟失解斷言電平時(shí)，執(zhí)行附加的信號丟失解斷言電平。而且，后置放大器 被配置成檢測接收功率何時(shí)上升到大于可編程解斷言電平，并終止信號丟 失。此外，信號丟失電平調(diào)節(jié)裝置被配置成根據(jù)控制模塊所接收的可編程 解斷言電平來改變或調(diào)節(jié)信號丟失解斷言電平。
根據(jù)以下描述及所附的權(quán)利要求，本發(fā)明的上述及其它實(shí)施例將變得 更加顯而易見。


為了進(jìn)一步闡明本發(fā)明的以上及其它優(yōu)點(diǎn)和特征,將參考附圖中所描
述的本發(fā)明的實(shí)施例^Mt本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。應(yīng)理解，這些附圖 僅描述了本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此本發(fā)明的范圍并不限于此。利用附圖，
將對本發(fā)明另外的特征良細(xì)節(jié)進(jìn)行說明和解釋，在附圖中
圖l是光仗t器的示意圖2是用于光接收器的控制模塊的示意圖3是本發(fā)明一個實(shí)施例的具有信號丟失檢測器的^器的示意圖4是本發(fā)明一個實(shí)施例的具有信號丟失檢測器的^器的示意圖5是本發(fā)明一個實(shí)施例的具有信號丟失檢測器的收發(fā)器的示意圖6A是本發(fā)明一個實(shí)施例的響應(yīng)于主機(jī)指令來調(diào)節(jié)信號丟失斷言和 /或解斷言電平的方法的流程圖6B是利用斷言和解斷言電平來斷言或解斷言信號丟失的方法的流 程圖；以及
圖7是本發(fā)明一個實(shí)施例的用于校準(zhǔn)信號丟失電平的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
總的來說，本發(fā)明的實(shí)施例涉及與主計(jì)算系統(tǒng)(以下也簡稱為"主機(jī)") 耦合的光收發(fā)器中的可編程信號丟失斷言電平?？刂颇K與主M信以接 收所述可編程信號丟失電平。后置放大器或其它信號檢測電膝險(xiǎn)測所述接 收功率何時(shí)降到信號丟失電平以下。但在這種情況下，信號丟失電平不是
靜態(tài)的，取而代之的是，信號丟失電平調(diào)節(jié)裝置根據(jù)從主機(jī)接收的可編程 信號丟失電平的指示來改變后置放大器所檢測到的信號電平。本發(fā)明的原 理還涉及信號丟失斷言電平的校準(zhǔn)。
I.信號丟失操作環(huán)境
圖1示出了可采用本發(fā)明原理的光^器100。雖然將對光收發(fā)器100 進(jìn)行比較詳細(xì)的描述，但只是以示例的方式對光4UL器100進(jìn)行描述，而 不是以P艮制本發(fā)明的范圍的方式進(jìn)行描述。本發(fā)明的原理適合于1G、 2G、 4G、 10G以及更高帶寬的光纖銜洛。此外，本發(fā)明的原理可以在具有任 何形狀因子的光(例如激光)發(fā)射器/接收器如XFP、 SFP和SFF中實(shí)現(xiàn) 而不受限制。
光收發(fā)器100利用接收器101接收來自光纖110A的光信號。接收器 IOI作為光電轉(zhuǎn)換器，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。例如，接收器101可以是 光電二極管。接收器101將所產(chǎn)生的電信號提供給后置放大器102。后置 放大器102結(jié)合控制模塊105以及信號調(diào)節(jié)裝置114組成信號丟失檢測 器，共同檢測光信號的接收功率何時(shí)高于(或低于)設(shè)置電平。后置放大 器102如114A所示與信號丟失調(diào)節(jié)裝置114連接，或者可與后置放大器 102成為整體?？蛇x地，輸出自光電二極管的電信號在被發(fā)送到后置放大 器102之前，可以通#12^大器(未示出)來處理。但是，跨阻放大器 不是必需的，并J7或者它可以集成在所述光電二極管中。在所述接收功 率下降到低于可編程的信號丟失電平時(shí)，信號丟失檢測器斷言信號丟失， 而當(dāng)所述接收功率上升到高于可編程的信號丟失解斷言電平時(shí)解斷言。
當(dāng)未斷言信號丟失時(shí)，后置放大器102放大所述信號并將放大后的信 號提供給外部主機(jī)111,如箭頭102A所示。外部主機(jī)111可以是任何能 夠與光收發(fā)器100通信的計(jì)算系統(tǒng)。外部主機(jī)111可包含主M儲器112， 其可以是易失性或非易失性存儲源。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，光收發(fā)器 lOO可以是主機(jī)lll內(nèi)的印制電路板或其它部件/芯片，盡管這不是必需的。
光收發(fā)器lOO還可以接收來自主機(jī)lll的電信號，以將其發(fā)送到光纖 110B中。盡管本發(fā)明的原理主要涉及以上所述的接Jlt^徑，但是為了說 明的完整性，也將對光收發(fā)器100的發(fā)射5^進(jìn)行描述。具體地說，激光 器驅(qū)動器103接收所述電信號，如箭頭103A所示，并利用信號來驅(qū)動發(fā) 射器104 (例如激光器或發(fā)光二極管("LED")),所述信號4t^L射器104 將表示主機(jī)111所提供的電信號中的信息的光信號發(fā)射到光纖110B上。
因此，發(fā)射器104被用作電光轉(zhuǎn)換器。
接收器IOI、后置放大器102、激光器驅(qū)動器103和發(fā)射器104的表 現(xiàn)會由于多種因素而動態(tài)變化。例如，溫度變化、接收功率的波動以;5L^ 饋條件都會影響這些部件的性能。因此，光^ML器100包括控制模塊105， 其可估算接收功率和發(fā)射功率，以及獲得來自后置放大器102 (如箭頭
105A所示)和來自激光器驅(qū)動器103 (如箭頭105B所示)的信息。這4吏 控制模塊105能夠優(yōu)化動態(tài)變化的性能，并通過獲得來自信號丟失檢測器 114的信息(如箭頭105D所示)**測接收功率何時(shí)低于可編程信號丟 失斷言電平。
具體地說，控制模塊105可以通過調(diào)整后置放大器102和/或激光器 驅(qū)動器103上的設(shè)置(如箭頭105A和105B)來抵消這些變化。這些設(shè) 置調(diào)整往往是斷續(xù)進(jìn)行的，因?yàn)橹挥挟?dāng)確實(shí)存在溫度或電壓或其它低頻變 化時(shí)才進(jìn)行。所述低頻變化的一個實(shí)例是由于接收功率電平緩慢波動而產(chǎn) 生的信號丟失電平的斷言和解斷言。根據(jù)本發(fā)明的原理，可以如箭頭105D 所示通過控制模塊105對信號丟失檢測器114斷言或解斷言信號丟失進(jìn)行 時(shí)的接收功率的設(shè)置進(jìn)行編程或改變。
控制模塊105可以訪問永久性存儲器106，該永久性存儲器106可以 是只讀存儲器("ROM")、可編程只讀存儲器("PROM")、可擦除可編 程只讀存儲器("EPROM")和/或電可擦除可編程只讀存儲器 ("EEPROM")。永久性存儲器106還可以是其它非易失性存儲源。
雖然如果接口是I2C，則該兩線接口包括串行時(shí)鐘線("SCL")和串 行數(shù)據(jù)線("SDA")，但是主機(jī)111可以利用任何主機(jī)接口向控制模塊105 提供數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號?？刂颇K105也可以利用串行數(shù)據(jù)線SDA將數(shù)據(jù) 提供給主機(jī)lll，以便考慮溫度電平、發(fā)射和/或接收功率電平等的數(shù)字診 斷和讀數(shù)。
控制模塊105包括模擬部分108和數(shù)字部分109。它們共同使控制模 塊105實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯，雖然主要還是利用模擬信號與光JML器100的其余 部分對接。圖2示意性地詳細(xì)描述了控制模塊105的一個實(shí)例200?？刂?模塊200包括模擬部分200A，其代表圖1中模擬部分108的一個實(shí)例； 數(shù)字部分200B,其代表圖1中數(shù)字部分109的一個實(shí)例。
模擬部分200A可以包含數(shù)模轉(zhuǎn)換器、m轉(zhuǎn)換器、高速比較器(如 用于事件檢測)、基于電壓的復(fù)位發(fā)生器、電壓調(diào)節(jié)器、電壓基準(zhǔn)、時(shí)鐘
發(fā)生器和其它模擬部件。模擬部分200A可以包括傳感器211A、 211B、 211C以及其它可能的以水平圓點(diǎn)表示的傳感器211D。例如，每個傳感器 均可以負(fù)責(zé)測量可以由控制模塊200測量的操作^，如供給電壓和iMC 器溫度?？刂颇K200還可以從光收發(fā)器中的其它部件接收外部模擬或數(shù) 字信號，這些信號指示其它測量M，如激光器偏置電流、發(fā)射功率和接 收功率。兩條外部線212A和212B用于接收這樣的外部模擬信號，盡管 可以有許多這樣的線。
所述內(nèi)部傳感器可以產(chǎn)生表示測量值的模擬信號。另夕卜，外部提供的 信號也可以是模擬信號。在這種情況下，模擬信號被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以 便可用于控制模塊200的數(shù)字部分200B來進(jìn)行進(jìn)一步處理。當(dāng)然，每個 模擬^lt值可以有其自己的^lt轉(zhuǎn)換器("ADC，，)。然而，為了節(jié)省芯片 空間，可以利用單個ADC 214通過循環(huán)方式對每個信號將進(jìn)行周期性地 釆樣。在這種情況下，每個模擬值可以提供給復(fù)用器213，該復(fù)用器以循 環(huán)方式每次選擇一個模擬信號用于ADC 214的采樣。可替選地，可以對 復(fù)用器213進(jìn)行編程，以允許ADC 214以任何順序?qū)δM信號進(jìn)行采樣。
控制模塊200的數(shù)字部分200B可包括定時(shí)器模塊202,用于提供數(shù) 字部分200B所使用的各種定時(shí)信號。舉例來說，所述定時(shí)信號可以包括 可編程處理器時(shí)鐘信號。數(shù)字部分200B還包括兩個通用處理器203A和 203B。這些處理器識別屬于特定指令集的指令，并可以執(zhí)行正常的通用 操作，如移位、分支(branching)、加法、減法、乘法、除法、布爾運(yùn)算、 比i^運(yùn)算等等。在一個實(shí)施例中，通用處理器203A和203B均為16位處 理器，并可具有相同的結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵谔囟ǖ挠布h(huán)境中可以對指令集進(jìn)行 優(yōu)化，因此硬件環(huán)境和指令集的準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)對于本發(fā)明的原理并不重要。
主M信接口 204用于通過光收發(fā)器100中的串行數(shù)據(jù)線和串行時(shí)鐘 線與主機(jī)111通信。外部設(shè)備接口 205用于與光fcl器100中的其它模塊 通信，如后置放大器102、激光器驅(qū)動器103、永久性存儲器106或信號 丟失檢測器114。
內(nèi)部控制器系統(tǒng)存儲器206 (不要與外部永久性存儲器106混淆)可 以是隨M取存儲器("RAM")或非易失性存儲器。存儲器控制器207 與處理器203A、 203B中的每個處理器以及主機(jī)通信接口 204和外部設(shè)備 接口 205共享對控制器系統(tǒng)存儲器206的訪問。在一個實(shí)施例中，主M 信接口 204包括串行接口控制器201A;外部設(shè)M口 205包括串行接口
控制器201B。這兩個串行接口控制器201A和201B可以利用兩線接口如 fC進(jìn)行通信，或可以是另一種接口，只要兩個通信模塊均能識別該接口。 其中一個串行接口控制器(例如串行接口控制器201B)為主部件，另一 個串行接口控制器(例如串行接口控制器201B)為從部件。
輸X/輸出復(fù)用器208將控制模塊200的不同輸V輸出管腳復(fù)用于控 制模塊200中的不同部件。這使不同部件能夠根據(jù)控制模塊200當(dāng)時(shí)所處 的操作環(huán)境動態(tài)地分配管腳。因此，控制模塊200中的輸V輸出節(jié)點(diǎn)可 以多于控制模塊200上的可用管腳，從而可以減小控制模塊200的占用面 積。
控制模塊105還可以包括包含多個單獨(dú)寄存器的寄存器組209。這些 寄存器可用于記^ ADC 214接收的表示所感測的操作^的數(shù)字值。 舉例來說，這些值可包括光接收功率。寄存器組209還可以用于存儲可編 程信號丟失斷言電平和解斷言電平。在一種情況下，主機(jī)lll利用時(shí)鐘線 SCL和數(shù)據(jù)線SDA并通過fC兩線接口將所述可編程信號丟失斷言電平 和可編程信號丟失解斷言電平發(fā)送給控制模塊105。然后控制模塊105可 將可編程信號丟失斷言和解斷言電平提供給寄存器組209。
此外， 一個或多個寄存器組209可以^ML存儲映射到后置放大器102、 驅(qū)動器103或信號丟失調(diào)節(jié)裝置114，這樣，存儲映射寄存器(memory mapped register)中的值實(shí)際上影響了這些部件的操作。)具體地，處理器 203A和203B可以將數(shù)字值寫A^目應(yīng)的存儲映射寄存器，或從相應(yīng)的存 儲映射寄存器接收數(shù)字值。然后，所述數(shù)字值可以被轉(zhuǎn)換成模擬值，用于 控制相應(yīng)存儲映射部件的功能。例如，主機(jī)可以將信號丟失斷言電平和解 斷言電平送入所述寄存器組，然后，將其提供給信號丟失調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié) 斷言和解斷言信號丟失時(shí)的接收功率電平。
繼續(xù)參照圖1和圖2，主機(jī)lll包括能夠存儲微碼的主機(jī)存儲器112。 例如，主機(jī)存儲器112可以包括含有不同微碼的微碼庫，其中每個微碼實(shí) 現(xiàn)收發(fā)器操作功能。這個含有不同微碼的微碼庫可以從遠(yuǎn)端網(wǎng)站訪問或由 用戶編程到主機(jī)中，盡管這不是必需的。主機(jī)111可通過所述SDA和SCL 線將微碼發(fā)送到M器控制模塊105。所述微碼可以被接收到控制器系統(tǒng) 存儲器206中以便立即執(zhí)行。所述微碼還可以被接收到寄存器組209或永 久性存儲器106中，然后再被加載到控制器系統(tǒng)存儲器206中來執(zhí)行。
主機(jī)lll 了發(fā)送所述微碼來響應(yīng)改變收發(fā)器100操作環(huán)境的要求或使
控制模塊105改變JML器斷言和解斷言信號丟失時(shí)的接收功率電平?？商?選地，可以對微碼本身進(jìn)行配置，使控制模塊105確定所述信號丟失斷言 和/或解斷言電平應(yīng)該從主機(jī)自動改變。例如，iJtiC器IOO可以包含用于 在JltiC器100開始工作時(shí)初始化^U1器操作功能的微碼。所述微碼在被執(zhí) 行時(shí)確定信號丟失檢測器114所檢測到的信號丟失斷言電平和信號丟失 解斷言電平的接收功率的初始值。
當(dāng)控制模塊105執(zhí)行所述微碼時(shí)，處理器203A、 203B將微碼栽入控 制器系統(tǒng)存儲器206中?？商孢x地，處理器203A、 203B將存儲在永久性 存儲器106或寄存器組209中的微碼載入控制器系統(tǒng)存儲器206。處理器 203A、 203B執(zhí)行該微碼以使該微碼改變收發(fā)器100的操作性能。例如處 理器203A和203B可以將新的信號丟失斷言和解斷言電平寫入寄存器組 209，從而控制信號丟失檢測器114的操作。
由于已經(jīng)參照圖1和圖2對^Mt環(huán)境進(jìn)行了描述，因此可以理解上述 環(huán)境只是釆用本發(fā)明原理的無數(shù)架構(gòu)中的一些。如上所述，本發(fā)明的原理 不局限于任何特定的環(huán)境。因此，本發(fā)明的原理涉及一種能夠與主計(jì)算系 統(tǒng)通信以改變可編程信號丟失斷言電平和解斷言電平的光^UL器。將參照 結(jié)合圖1和圖2所描述的環(huán)境iM"本發(fā)明的原理進(jìn)行討論。
II.信號丟失檢測器
圖3-5分別示出了檢測所接收的光信號何時(shí)功率不足的信號丟失檢測
器的不同實(shí)施例300、 400和500。在每種情況下，信號丟失檢測器包括
前面圖1所示的后置放大器102和控制模塊105。后置放大器102用于檢
測接收功率何時(shí)通過閾值信號丟失電平，所述閾值信號丟失電平是指接收 功率降到信號丟失斷言電平以下或上升到信號丟失解斷言電平以上之時(shí)。
此夕卜，信號丟失檢測器包括信號丟失調(diào)節(jié)裝置，該裝置代表了圖1中信號 丟失調(diào)節(jié)裝置114的不同實(shí)施例。例如，信號丟失檢測器300、 400和500 包括各自的信號丟失調(diào)節(jié)裝置301、 401和501。
圖3到圖5所示的信號丟失檢測器可在如圖1所示的光網(wǎng)絡(luò)的接收節(jié) 點(diǎn)處的光收發(fā)器IOO中工作。因此，信號丟失檢測器可以確定所接收的光 信號何時(shí)丟失，或具有由于足夠低而可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)受損的接收功率。在光 通信系統(tǒng)中，通過光系統(tǒng)正在發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)中的發(fā)射器可能變 得不可操作或受損，從而導(dǎo)致接收節(jié)點(diǎn)處無信號或信號不充足。當(dāng)這些情
況發(fā)生時(shí)，對于接收節(jié)點(diǎn)來說，重要的是識別數(shù)據(jù)信號被損壞或不完整，
由此主機(jī)可以確定使用或忽略該數(shù)據(jù)、執(zhí)行診斷和/或是否執(zhí)行某些補(bǔ)救 措施。
繼續(xù)參照圖3-5，信號丟失檢測器300、 400和500均包括與控制^ 105通信(如箭頭105A所示)的后置放大器102?？刂颇K105還與相 應(yīng)的信號丟失調(diào)節(jié)裝置301、 401和501通信，以控制從后置放大器輸出 節(jié)點(diǎn)汲取的電流量。例如，通過改變從圖3的后置放大器102的節(jié)點(diǎn)302A 汲取的電流量，可以改變所述信號丟失斷言電平。通過改變從圖3的后置 放大器102的節(jié)點(diǎn)302B汲取的電流量，可以改變所述信號丟失解斷言電 平。同樣地，通過改變從圖4的后置放大器102的節(jié)點(diǎn)402A和402B汲 取的電流量，可以改變信號丟失斷言和解斷言電平。最后，通過改變從圖 5的后置放大器102的節(jié)點(diǎn)502A和502B的電流量，可以改變所述信號 丟失斷言和解斷言電平。注意，后置放大器102可以有不同的信號丟失斷 言和解斷言電平。
由于從后置放大器102汲取的電流的大小可以確定信號丟失斷言電 平和解斷言電平，因此特定的電流大小可以對應(yīng)特定的信號丟失斷言和解 斷言電平?？蛇x地，在信號丟失檢測器114中，可以用另一種部件替代后 置放大器102,以使從所述部件汲取的電流的大小與信號丟失斷言和解斷 言電平相對應(yīng)。
在圖3到圖5的每一種情況下，相應(yīng)的信號丟失調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)4吏控 制模塊105能夠控制信號丟失調(diào)節(jié)裝置從后置放大器102汲取的電流量， 所述后置放大器102又控制信號丟失斷言和解斷言電平。根據(jù)本發(fā)明的原 理，控制模塊105接收來自所述主機(jī)的可編程信號丟失斷言或解斷言電 平。該可編程信號丟失斷言和解斷言電平可以作為數(shù)據(jù)被記錄并存儲于寄 存器組209中的存儲映射地址位置。通itil樣的存儲映射，控制模塊105 可以向相應(yīng)的信號丟失調(diào)節(jié)裝置發(fā)送指令以改變信號丟失斷言和解斷言 電平。
在如圖3所示的本發(fā)明的一個實(shí)施例中，信號丟失檢測器300包括具 有兩個數(shù)字電位計(jì)308和309的信號丟失調(diào)節(jié)裝置301。數(shù)字電位計(jì)308 和309被配置成具有根據(jù)數(shù)字指令所調(diào)節(jié)的設(shè)置，這里，設(shè)置的變化可以 改變數(shù)字電位計(jì)308和309上的電阻?？刂颇K105通過例如與寄存器組 209中的一個或多個地址位置的存儲映射來提供數(shù)字指令。通過改變由數(shù) 字電位計(jì)308提供的電位，可以改變從節(jié)點(diǎn)302A汲取的電流(并因此改
變信號丟失斷言電平)。通過改變由數(shù)字電位計(jì)309提供的電位，可以改 變從節(jié)點(diǎn)302B汲取的電流(并因此改變信號丟失解斷言電平)。因此， 控制模塊105可根據(jù)接收自主機(jī)的改變信號丟失斷言和解斷言電平的指 令，指示數(shù)字電位計(jì)308、 309單獨(dú)或共同改變信號丟失斷言和解斷言電 平。在可替選的實(shí)施例中，信號丟失調(diào)節(jié)裝置可以僅包括一個數(shù)字電位計(jì)， 或多個數(shù)字電位計(jì)。
圖4示出了本發(fā)明信號丟失檢測器400的另一個實(shí)施例，其包括具有 兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器("DAC，， ) 408和409的信號丟失調(diào)節(jié)裝置401?？刂颇?塊105能夠通過例如與寄存器組209中的一個或多個地址位置的存儲映射 向每個DAC408、 409發(fā)送數(shù)字值。通過控制發(fā)送到每個DAC 408、 409 的數(shù)字值，可以控制相應(yīng)的模擬輸出。就此而言，根據(jù)接收到的數(shù)字值能 夠改變由每個DAC408、 409施加到電阻408A、 409A上的電壓。當(dāng)施加 到電阻408A上的電壓改變時(shí)，可以改變從后置放大器102的節(jié)點(diǎn)402A 通過電阻408B汲取的電流(并因此改變信號丟失斷言電平)。相應(yīng)地， 施加到電阻409A的電壓變化可以改變從后置放大器102的節(jié)點(diǎn)402B通 過電阻409B汲取的電流(并因此改變信號丟失解斷言電平)。因此，控 制模塊105可以單獨(dú)或同時(shí)改變施加到DAC 408、 409上的數(shù)字信號，以 調(diào)節(jié)信號丟失斷言和解斷言電平。可替選地，信號丟失調(diào)節(jié)裝置401可以 僅包括一個DAC或多個DAC。
現(xiàn)在參考圖5,其中示出了包括信號丟失調(diào)節(jié)裝置501的信號丟失檢 測器500的另一個實(shí)施例。信號丟失調(diào)節(jié)裝置501包括一電路中的一組并 聯(lián)電阻508A、 508B、 508C (下文中將這組并聯(lián)電阻稱為"508")，該電路 用于調(diào)節(jié)從后置放大器102的節(jié)點(diǎn)502A通過電阻508D汲取的電流。此 外，信號丟失調(diào)節(jié)裝置501包括一電路中的一組并聯(lián)電阻509A、 509B、 509C (下文中將這組并聯(lián)電阻稱為"509")，該電路用于調(diào)節(jié)從后置放大 器102的節(jié)點(diǎn)502B通過電阻509D汲取的電流。改變施加于任何一個電 阻上的電壓可以改變流經(jīng)這些電阻的電流以; U^后置放大器節(jié)點(diǎn)502A和 502B汲取的電流。就此而言，控制模塊105被配置成改變施加于所述一 組電阻508中的任何一個電阻上的電壓，以改變信號丟失斷言電平。相應(yīng) 地，控制模塊105被配置成改變施加于所述一組電阻509中的任何一個電 阻上的電壓，以改變信號丟失解斷言電平。此外，應(yīng)該i人識到，控制模塊 105可以通過不施加電壓或改變施加于兩組并聯(lián)電阻508和509中的任何 一組電阻上的電壓的大小來改變電壓。雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例包括數(shù)字電位計(jì)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或并聯(lián) 電阻組，但是也應(yīng)該認(rèn)識到，每個實(shí)施例都調(diào)節(jié)從后置放大器節(jié)點(diǎn)汲取的 電流。就此而言，信號丟失調(diào)節(jié)裝置的一個實(shí)施例可以包括從數(shù)字電位計(jì)、 數(shù) #換器或多個電阻中選擇的至少一個部件。同時(shí)，可以由控制模塊控 制并能夠動態(tài)改變從所述后置放大器節(jié)點(diǎn)汲取的電流的其它部件，可以被 集成到信號丟失調(diào)節(jié)裝置中，以《更對信號丟失斷言和解斷言電平進(jìn)行編 程。
III.信號丟失操作過程
圖6A示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其提供了一種光收發(fā)器調(diào)節(jié)信號 丟失斷言和/或解斷言電平的方法600A。所述fct器的^Mt環(huán)境可以包括 在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中的接收節(jié)點(diǎn)與主計(jì)算系統(tǒng)("主機(jī)")以通信方式耦合的 光收發(fā)器。在通過方法600A處理的過程中可以使用圖1所示的操作環(huán)境、 圖2所示的控制模塊架構(gòu)和圖3-5所示的信號丟失檢測器的實(shí)施例。
方法600A包括在602階段，光收發(fā)器接收來自主計(jì)算系統(tǒng)的可編 程信號丟失斷言和/或解斷言電平。從而，所述主機(jī)將可編程信號丟失斷 言和/或解斷言電平發(fā)送給所述收發(fā)器，由所述控制模塊接收。由此可以 允許在所述收發(fā)器操作或接收光數(shù)據(jù)信號的同時(shí)，用數(shù)據(jù)和/或代碼對所 述主機(jī)進(jìn)行編程，使其動態(tài)改變信號丟失斷言和/或解斷言電平，并發(fā)送 相應(yīng)的信號丟失斷言和/或解斷言數(shù)據(jù)給相應(yīng)的部件，也就是所述控制模 塊。在一個實(shí)施例中，所述控制模塊將所述可編程信號丟失斷言和/或解 斷言電平存儲在寄存器組中。在另一實(shí)施例中，所述寄存器組被存儲映射 到所述信號丟失檢測器或信號丟失調(diào)節(jié)裝置的部件，使得可以根據(jù)需要來 傳遞可編程信號丟失斷言和/或解斷言電平。
fel器接收到所述信號丟失斷言和成解斷言電平后，依賴于所述可 編程信號丟失電平是否與先前的信號丟失斷言和/或解斷言電平相同(判 定塊604)，處理將是不同的。在606階段，如果收到的可編程信號丟 失斷言和/或解斷言電平與當(dāng)前執(zhí)行的信號丟失斷言和/或解斷言電平相同 (判定塊604的No)，則所述i!UL器不對信號丟失斷言和/或解斷言電平 進(jìn)行調(diào)節(jié)。另一方面(判定塊604的Yes),在608階段，不同的可編程 信號丟失斷言和/或解斷言電平會導(dǎo)致狄器將所述信號丟失斷言和/或解 斷言電平調(diào)節(jié)到所接收的可編程信號丟失斷言和/或解斷言電平。信號丟 失調(diào)節(jié)裝置，和/或這里所述的任何相應(yīng)部件或子部件或本領(lǐng)域的等同部
件都可以執(zhí)行調(diào)節(jié)信號丟失斷言和/或解斷言電平的操作過程。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，通過改變至少一個數(shù)字電位計(jì)的設(shè)置或電 位來調(diào)節(jié)所述信號丟失斷言和/或解斷言電平。在另一實(shí)施例中，通過改
變至少一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電壓輸出來調(diào)節(jié)所述信號丟失斷言和/或解斷言 電平。在又一實(shí)施例中，通過利用后置放大器選擇性地改變施加于一組并 聯(lián)電阻中的至少一個電阻上的電壓來調(diào)節(jié)所述信號丟失斷言和/或解斷言 電平.可替選地，對于信號丟失調(diào)節(jié)裝置，可以實(shí)現(xiàn)任何能夠動態(tài)改變從
所述后置放大器，或更具體地iXA后置放大器節(jié)點(diǎn)汲取的電流的手段，以
便調(diào)節(jié)所述信號丟失斷言和/或解斷言電平。
圖6B示出了本發(fā)明的另一個實(shí)施例，其^^了用于斷言和/或解斷言 信號丟失的方法600B。用于方法600B的4iMt環(huán)境可以與方法600A中描 述的操作環(huán)境基本相同。因此，方法600B包括在610階段，所述光收 發(fā)器，或更具體地說，所述后置放大器不斷地將接收功率與可編程信號丟 失電平進(jìn)行對比。就此而言，為了識別所述接收功率何時(shí)通過某些閾值， 可以通過所述后置放大器來處理所述接收功率。當(dāng)所述接收功率不低于可 編程信號丟失電平時(shí)(判定塊612的No )， H器不需要斷言信號丟失(614
階段)，并且所述M器可繼續(xù)接收光數(shù)據(jù);OL送該數(shù)據(jù)到主機(jī)。
有時(shí)所述接收功率可能最終變得太低，以至于不能準(zhǔn)確地承栽數(shù)據(jù)， 或所述接收功率可降到閾值電平以下(判定塊612的Yes )。在616階段， 所述收發(fā)器響應(yīng)于接收到的功率電平降到低于可編程信號丟失電平而檢 測到信號丟失，并斷言信號丟失。該檢測可以由后置放大器進(jìn)行或根據(jù)從 所述后置放大器發(fā)送到所述控制模塊的信號來進(jìn)行，并且可以在周期性地 /或連續(xù)地進(jìn)行。在一個實(shí)施例中，所述收發(fā)器可以確立信號丟失告警。 在另一個實(shí)施例中，向主初^發(fā)送信號丟失通知，因此所接收的數(shù)據(jù)作為不 可靠數(shù)據(jù)被隔離和/或被添加標(biāo)簽。而且，當(dāng)斷言信號丟失時(shí)，收發(fā)器和/ 或主機(jī)可以執(zhí)行增加接收功率的過程。該過程包括將診斷數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù) 信號發(fā)射源，使發(fā)射功率和相應(yīng)的接收功率可以增加到一個可接受的水 平。
當(dāng)iML器工作時(shí)，并且在斷言信號丟失后，在618階段，所述光jMC 器連續(xù)地或周期性地將接收功率與信號丟失解斷言電平進(jìn)行比較。當(dāng)接收 功率開始上升后，該接收功率將仍然低于信號丟失解斷言電平(判定塊 620的No)，因此在622階段不會對信號丟失解斷言。但是，當(dāng)接收功率
上升到高于信號丟失解斷言電平時(shí)(判定塊620的Yes)，在624階段， 信號丟失被解斷言。在解斷言信號丟失之后，所述光收發(fā)器繼續(xù)將接收功 率和可編程信號丟失電平進(jìn)行比較(返回610階段)，直到收發(fā)器接收到 新的可編程信號丟失。
圖7示出了方法700的另 一實(shí)施例，該方法用于校準(zhǔn)信號丟失斷言和 /或解斷言電平。用于實(shí)現(xiàn)方法700的IMt環(huán)境可以與方法600A和600B 中描述的操作環(huán)^S4^目同。在702階段，通過向接收器，或更具體地說 向二統(tǒng)管提供光信號來啟動方法700。所述光信號應(yīng)該具有高于初始信號 丟失斷言電平的接收功率，因?yàn)樵跀嘌孕盘杹G失時(shí)，可能難以校準(zhǔn)信號丟 失斷言電平。然而，在執(zhí)行步驟702之前，可以提高低于所述信號丟失斷 言電平的接收功率，直到不再斷言該信號丟失斷言電平。
當(dāng)所述接收功率高于信號丟失斷言電平且不再斷言信號丟失后，在 704階段減小光信號的接收功率。同時(shí)，在706階段，在減小所述接收功 率期間對接收功率進(jìn)行連續(xù)測量?？商孢x地，在減小所述接收功率期間對 所述接收功率進(jìn)行不連續(xù)測量。只要所述接收功率高于信號丟失斷言電平 (判定塊708的No)，在710階段，將繼續(xù)減小和測量所述功率。監(jiān)視和 測量所述接收功率有助于識別實(shí)際斷言信號丟失時(shí)的接收功率電平。
當(dāng)識別到信號丟失斷言時(shí)的接收功率電平(判定塊708的Yes)時(shí)， 在712階段，將實(shí)際的斷言電平與由光fcl器編程或設(shè)置的閾值接收功率 進(jìn)行比較。就此而言，是否要改變信號丟失斷言時(shí)的實(shí)際接收功率是基于 大約在光牝良器斷言信號丟失時(shí)測量的閾值接收功率來判定的。如果實(shí)際 斷言電平與閾值接收功率相同(判定塊712的No )，則在714階段不需要 對信號丟失電平進(jìn)行校準(zhǔn)或調(diào)節(jié)。但是，如果實(shí)際斷言電平高于或低于所 述可編程閾值接收功率(判定塊712的Yes)，則在716階段將對信號丟 失電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。
信號丟失解斷言電平也可以通過類似的方式校準(zhǔn)。為了校準(zhǔn)信號丟失 解斷言電平，應(yīng)該減小所述接收功率，直到該接收功率低于光收發(fā)器斷言 信號丟失的信號丟失斷言電平.然后該接收功率祐:增加，直到光^器解 斷言信號丟失。當(dāng)增加所述接收功率時(shí)，對該接收功率進(jìn)行不斷的測量， 使得當(dāng)信號丟失解斷言時(shí)，可以將所述實(shí)際接收功率與編程到光收發(fā)器中 的解斷言閾值接收功率進(jìn)行比較。
信號丟失解斷言后，基于大約在光收發(fā)器解斷言所述信號丟失時(shí)測量
的所述解斷言閾值接收功率，確定是否要改變信號丟失解斷言電平。對與 所編程的閾值接收功率相同的實(shí)際解斷言電平不需要校準(zhǔn)。但是，所述實(shí) 際解斷言電平與閾值接收功率不同時(shí)，應(yīng)校準(zhǔn)所述解斷言電平。然后指示 控制模塊調(diào)節(jié)該信號丟失解斷言電平，且解斷言電平得以調(diào)節(jié)。
本發(fā)明可以通過其它具體形式體現(xiàn)，而不偏離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特 征。所描述的實(shí)施例在各方面均應(yīng)被看作僅僅是示例性的而不是限制性 的。因此本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求確定而不是由以上所述的內(nèi)容確 定。在權(quán)利要求的等同含義和范圍內(nèi)所作的一切改變都包含在本發(fā)明的范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在配置成與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的接收節(jié)點(diǎn)處的主計(jì)算系統(tǒng)以通信方式耦合的光收發(fā)器中的可編程信號丟失檢測器，包括控制模塊，以通信方式耦合于所述主計(jì)算系統(tǒng)以便接收可編程信號丟失電平，所述信號丟失電平是信號丟失斷言電平和信號丟失解斷言電平之一；后置放大器，配置成檢測接收功率何時(shí)通過信號丟失電平；以及信號丟失電平調(diào)節(jié)裝置，配置成根據(jù)所述控制模塊所接收的所述可編程信號丟失電平來改變所述后置放大器所檢測到的所述信號丟失電平。
2. 如權(quán)利要求1所述的可編程信號丟失檢測器，其中所述控制模塊 包括寄存器組，配置成接收和存儲所述可編程信號丟失電平。
3. 如權(quán)利要求2所述的可編程信號丟失檢測器，其中所述寄存器組 接收來自所述主計(jì)算系統(tǒng)的所述可編程信號丟失電平。
4. 如權(quán)利要求1所述的可編程信號丟失檢測器，還包括與所述后置 放大器以通信方式耦合的光電二極管，所述光電二極管被配置成接收具有 所述接收功率的光信號。
5. 如權(quán)利要求1所述的可編程信號丟失檢測器，其中所述信號丟失 電平調(diào)節(jié)裝置包括至少 一個數(shù)字電位計(jì)。
6. 如權(quán)利要求5所述的可編程信號丟失檢測器，其中所述至少一個 數(shù)字電位計(jì)被配置成根據(jù)控制模塊所接收的可編程信號丟失電平來改變 從所述后置放大器汲取的電流，而且其中所汲取電流的變化改變所述后置 放大器所檢測到的所述可編程信號丟失電平。
7. 如權(quán)利要求1所述的可編程信號丟失檢測器，其中所述信號丟失 電平調(diào)節(jié)裝置包括至少一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
8. 如權(quán)利要求7所述的可編程信號丟失檢測器，其中所述至少一個 數(shù)模轉(zhuǎn)換器被配置成根據(jù)所述控制模塊所接收的可編程信號丟失電平來 改變從所述后置放大器汲取的電流，而且其中所汲取電流的變化改變所述 后置放大器所檢測到的所述可編程信號丟失電平。
9. 如權(quán)利要求1所述的可編程信號丟失檢測器，其中所述信號丟失 電平調(diào)節(jié)裝置包括一組并聯(lián)電阻。
10. 如權(quán)利要求9所述的可編程信號丟失檢測器，其中所述控制模塊 被配置成改變流經(jīng)所述一組并聯(lián)電阻中的至少一個電阻的電流量，其中通 過所述電流的改變來改變所述后置放大器所檢測到的所述可編程信號丟 失電平。
11. 一種在配置成與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的接收節(jié)點(diǎn)處的主計(jì)算系統(tǒng)以通信 方式耦合的光收發(fā)器中的光收發(fā)器調(diào)節(jié)信號丟失電平的方法，包括接收來自主計(jì)算系統(tǒng)的可編程信號丟失斷言電平的步驟；^L據(jù)所述可編程信號丟失斷言電平來調(diào)節(jié)信號丟失斷言電平的步驟； 以及響應(yīng)于所接收的功率電平下降到低于所述可編程信號丟失斷言電平 而檢測到信號丟失的步驟。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，還包括將所述可編程信號丟失斷言電平存儲在寄存器組中的步驟，所述寄存 器組為所述控制模塊的部分；以及將所述可編程信號丟失斷言電平從所述主機(jī)加栽到寄存器組中。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)步驟包括由數(shù)字電位 計(jì)、數(shù)^換器和一組并聯(lián)電阻中的電阻中的一種改變從所述后置放大器 '汲取的電5危。
14. 如權(quán)利要求ll所述的方法，還包括接收來自主計(jì)算系統(tǒng)的可編程信號丟失解斷言電平的步驟；才艮據(jù)所述可編程信號丟失解斷言電平來調(diào)節(jié)信號丟失解斷言電平的 步驟；以及響應(yīng)于所接收的功率電平上升到高于所述可編程信號丟失解斷言電 平而終止信號丟失的步驟。
15. 如權(quán)利要求ll所述的方法，還包括將所述可編程信號丟失斷言電平存儲在寄存器組中的步驟，所述寄存 器組為所述控制模塊的部分；以及將所述可編程信號丟失斷言電平從所述主機(jī)加載到寄存器組中。
16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)信號丟失解斷言電平 的步驟包括由數(shù)字電位計(jì)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和一組并聯(lián)電阻中的電阻中的一種 來改變從所述后置放大器汲取的電流。
17. —種在配置成與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的接收節(jié)點(diǎn)處的主計(jì)算系統(tǒng)以通信 方式耦合的光fet器中的用于校準(zhǔn)信號丟失斷言電平的方法，包括將光信號提供到光電二極管的步驟；減小所述光信號的接收功率直到所述光^器斷言信號丟失的步驟；在所述減小步驟中測量所述接收功率的步驟；基于大約在所述光收發(fā)器斷言所述信號丟失時(shí)測量的閣值接收功率， 確定要改變信號丟失斷言電平的步驟；以及根據(jù)所述確定步驟，指示所述控制模塊調(diào)節(jié)所述信號丟失斷言電平的 步驟。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括 調(diào)節(jié)所述信號丟失斷言電平的步驟。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括增加所述接收功率直到所述光收發(fā)器解斷言信號丟失的步驟；基于大約在所述光^ML器解斷言所述信號丟失時(shí)測量的解斷言閾值 接收功率，確定要改變信號丟失解斷言電平的步驟；以及根據(jù)確定要改變所述信號丟失解斷言電平的步驟，指示所述控制模塊 調(diào)節(jié)所述信號丟失解斷言電平的步驟。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括 調(diào)節(jié)所述信號丟失解斷言電平的步猓。
全文摘要
一種耦合于主計(jì)算系統(tǒng)的光收發(fā)器中的信號丟失斷言及解斷言電平編程機(jī)制。控制模塊與主機(jī)連接以便接收可編程信號丟失電平。后置放大器檢測接收功率何時(shí)下降到低于信號丟失電平。但是，在這種情況下，信號丟失電平并不是靜態(tài)的，取而代之的是，信號丟失電平調(diào)節(jié)裝置根據(jù)接收自主機(jī)的可編程信號丟失電平的指示改變后置放大器所檢測到的信號丟失電平?？梢酝ㄟ^將接收功率與用于信號丟失斷言和解斷言的閾值電平進(jìn)行比較來信號丟失斷言和解斷言電平。
文檔編號H04B10/08GK101112023SQ200580047408
公開日2008年1月23日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者安東尼·霍, 詹姆斯·斯特沃特, 露西·霍斯金 申請人:菲尼薩公司