光接收裝置和發(fā)送裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文描述的實(shí)施方式的某些方面涉及光接收裝置和發(fā)送裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電信需求的增加，諸如PON(無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))這樣的光線(xiàn)路取代諸如ADSL(非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn))這樣的金屬線(xiàn)路而廣泛作為用戶(hù)的電信線(xiàn)路。PON是基于接入的光網(wǎng)絡(luò)，其中光終端站裝置和多個(gè)光終端裝置通過(guò)對(duì)光進(jìn)行分支的光耦合器(星形耦合器)而彼此耦合，如日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2009-246537(以下稱(chēng)為文獻(xiàn)I)中所公開(kāi)的。
[0003]光終端站裝置被稱(chēng)為OLT (光線(xiàn)路終端)等，并且是設(shè)置在光電信服務(wù)提供商的基站中的發(fā)送裝置。光終端裝置被稱(chēng)為ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)或ONT(光網(wǎng)絡(luò)終端)等，并且是設(shè)置在光電信服務(wù)的用戶(hù)中的發(fā)送裝置。從ONU到OLT的傳輸方向被定義為上行(upbound)方向。從OLT到ONU的傳輸方向被定義為下行(downbound)方向。
[0004]例如，光耦合器將單個(gè)OLT與32個(gè)ONU耦合起來(lái)。因此，光耦合器實(shí)現(xiàn)了具有星型拓?fù)涞墓饩W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。PON的眾多優(yōu)點(diǎn)中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，利用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)減少設(shè)置在基站和用戶(hù)房屋之間的光纖(傳輸線(xiàn)路)的數(shù)量。
[0005]OLT和ONU以1.25Gbps等的傳輸速度在上行方向和下行方向上發(fā)送信號(hào)。傳輸速度為1.25Gbps的PON在ITU-T (國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén))建議G.984系列中被規(guī)定為G(千兆比特容量)-Ρ0Ν。另一方面，基于以太網(wǎng)技術(shù)的具有相同傳輸速率的PON在IEEE (電氣和電子工程師協(xié)會(huì))802.3ah中被規(guī)定為1000BASE-PX20 (PXlO)。1000BASE-PX20 (PXlO)的 PON 被稱(chēng)為 GE (千兆以太網(wǎng))-PON 等。
[0006]近來(lái)，估計(jì)電信需求會(huì)進(jìn)一步增加。因此,對(duì)如下PON技術(shù)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，該P(yáng)ON技術(shù)的上行方向傳輸速度和下行方向傳輸速度為2.5Gbps和1Gbps,并實(shí)現(xiàn)大容量傳輸。該技術(shù)在ITU-T建議G.987系列中被規(guī)定為XG (10千兆比特容量)-PON0另一方面，上行方向?yàn)?.5Gbps或1Gbps且下行方向?yàn)?Gbps的1GE (10千兆以太網(wǎng))-PON在IEEE802.3av中被規(guī)定。
[0007]對(duì)從OLT到各ONU的下行信號(hào)進(jìn)行處理，以便通過(guò)TDM (時(shí)分復(fù)用)方法作為連續(xù)信號(hào)來(lái)發(fā)送，其中每個(gè)ONU的數(shù)據(jù)是連續(xù)排列的。另一方面，對(duì)從各ONU到OLT的上行信號(hào)進(jìn)行處理，以便基于被事先從OLT向各ONU指示的各自的發(fā)送定時(shí)來(lái)發(fā)送，使得各個(gè)信號(hào)不發(fā)生沖突，因?yàn)楣怦詈掀骱蚈LT是通過(guò)單個(gè)光纖耦合的。
[0008]在彼此相鄰的上行信號(hào)之間設(shè)置保護(hù)時(shí)間(無(wú)信號(hào)時(shí)段)以便抑制上行信號(hào)的沖突，該保護(hù)時(shí)間具有預(yù)定長(zhǎng)度，并且是根據(jù)發(fā)射激光器的開(kāi)關(guān)時(shí)間來(lái)確定的。因此，上行信號(hào)被處理以便通過(guò)TDMA(時(shí)分多址)作為突發(fā)光信號(hào)來(lái)發(fā)送。
[0009]OLT具有接收從各ONU發(fā)送的突發(fā)光信號(hào)的光接收裝置(突發(fā)接收裝置)。光接收裝置中的放大器是彼此耦合的AC (交流)。也就是說(shuō)，放大器是通過(guò)耦合電容器而耦合的?；蛘?，光接收裝置通過(guò)AC耦合而與后面的重定時(shí)電路相耦合。當(dāng)使用AC耦合時(shí)，沒(méi)有必要調(diào)整正相電信號(hào)和負(fù)相電信號(hào)(通過(guò)將突發(fā)光信號(hào)轉(zhuǎn)換到電信號(hào)要輸出到的裝置的輸入電平而獲得)的輸入電壓電平，這與DC耦合不同。因此，能夠使用通常的電子裝置，從而能夠降低成本。
[0010]對(duì)于光接收裝置，例如，文獻(xiàn)I公開(kāi)了對(duì)突發(fā)信號(hào)的突發(fā)之間的部分進(jìn)行檢測(cè)并自動(dòng)執(zhí)行偏移補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)。日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)第2009-38556號(hào)公開(kāi)了一種技術(shù),該技術(shù)對(duì)差分放大電路的差分輸出信號(hào)的DC偏移電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]鑒于上述情況已經(jīng)做出本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效地提高頻帶效率的光接收裝置和發(fā)送裝置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種光接收裝置，其包括:轉(zhuǎn)換裝置，其將輸入的突發(fā)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為正相電信號(hào)和負(fù)相電信號(hào)；放大裝置，其放大所述正相電信號(hào)和所述負(fù)相電信號(hào)；第一輸出端子，其輸出所述正相電信號(hào)；第二輸出端子，其輸出所述負(fù)相電信號(hào)；第一傳輸線(xiàn)路，其將所述放大裝置與所述第一輸出端子耦合起來(lái)，并且傳輸所述正相電信號(hào)；第二傳輸線(xiàn)路，其將所述放大裝置與所述第二輸出端子耦合起來(lái)，并且傳輸所述負(fù)相電信號(hào)；以及控制裝置，其在設(shè)置于突發(fā)光信號(hào)之間的無(wú)信號(hào)時(shí)段內(nèi)減小所述第一傳輸線(xiàn)路與所述第二傳輸線(xiàn)路之間的電勢(shì)差。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光接收裝置，其包括:轉(zhuǎn)換裝置，其將輸入的突發(fā)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為正相電信號(hào)和負(fù)相電信號(hào)；放大裝置，其放大所述正相電信號(hào)和所述負(fù)相電信號(hào)；第一傳輸線(xiàn)路，其經(jīng)由第一電容器將所述轉(zhuǎn)換裝置與所述放大裝置耦合起來(lái)，并且傳輸所述正相電信號(hào)；第二傳輸線(xiàn)路，其經(jīng)由第二電容器將所述轉(zhuǎn)換裝置與所述放大裝置耦合起來(lái)，并且傳輸所述負(fù)相電信號(hào)；以及控制裝置，在設(shè)置于突發(fā)光信號(hào)之間的無(wú)信號(hào)時(shí)段內(nèi)，所述控制裝置減小所述第一傳輸線(xiàn)路的在所述轉(zhuǎn)換裝置和所述第一電容器之間的部分、與所述第二傳輸線(xiàn)路的在所述轉(zhuǎn)換裝置和所述第二電容器之間的部分之間的電勢(shì)差。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種發(fā)送裝置，其包括:轉(zhuǎn)換裝置，其將輸入的突發(fā)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為正相電信號(hào)和負(fù)相電信號(hào)；放大裝置，其放大所述正相電信號(hào)和所述負(fù)相電信號(hào)；信號(hào)處理裝置，其對(duì)由所述放大裝置放大的所述正相電信號(hào)和所述負(fù)相電信號(hào)進(jìn)行處理；第一傳輸線(xiàn)路，其經(jīng)由第一電容器將所述放大裝置與所述信號(hào)處理裝置耦合起來(lái)，并且傳輸所述正相電信號(hào)；第二傳輸線(xiàn)路，其經(jīng)由第二電容器將所述放大裝置與所述信號(hào)處理裝置耦合起來(lái)，并且傳輸所述負(fù)相電信號(hào)；以及控制裝置，在設(shè)置于突發(fā)光信號(hào)之間的無(wú)信號(hào)時(shí)段內(nèi)，所述控制裝置減小所述第一傳輸線(xiàn)路的在所述放大裝置和所述第一電容器之間的部分、與所述第二傳輸線(xiàn)路的在所述放大裝置和所述第二電容器之間的部分之間的電勢(shì)差。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種發(fā)送裝置，其包括:轉(zhuǎn)換裝置，其將輸入的突發(fā)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為正相電信號(hào)和負(fù)相電信號(hào)；放大裝置，其放大所述正相電信號(hào)和所述負(fù)相電信號(hào)；信號(hào)處理裝置，其對(duì)經(jīng)過(guò)所述放大裝置放大的所述正相電信號(hào)和所述負(fù)相電信號(hào)進(jìn)行處理；第一傳輸線(xiàn)路，其經(jīng)由第一電容器將所述轉(zhuǎn)換裝置與所述放大裝置耦合起來(lái)，并且傳輸所述正相電信號(hào)；第二傳輸線(xiàn)路，其經(jīng)由第二電容器將所述轉(zhuǎn)換裝置與所述放大裝置耦合起來(lái)，并且傳輸所述負(fù)相電信號(hào)；以及控制裝置，在設(shè)置于突發(fā)光信號(hào)之間的無(wú)信號(hào)時(shí)段內(nèi)，所述控制裝置減小所述第一傳輸線(xiàn)路的在所述轉(zhuǎn)換裝置和所述第一電容器之間的部分、與所述第二傳輸線(xiàn)路的在所述轉(zhuǎn)換裝置和所述第二電容器之間的部分之間的電勢(shì)差。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1示出了 PON的結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0017]圖2示出了突發(fā)光信號(hào)的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3示出了根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)確定的突發(fā)光信號(hào)的規(guī)格；
[0019]圖4示出了光終端裝置的功能結(jié)構(gòu)；
[0020]圖5示出了比較例的光接收裝置的電路圖；
[0021]圖6示出了光接收裝置與重定時(shí)電路之間的AC耦合的電路圖；
[0022]圖7A示出了由輸出緩沖器輸出的正相電信號(hào)和負(fù)相電信號(hào)的波形圖；
[0023]圖7B示出了被輸入到重定時(shí)電路中的正相電信號(hào)和負(fù)相電信號(hào)的波形圖；
[0024]圖8 不出了連續(xù)相同數(shù)字抗力(consecutive identical digits resistance)相對(duì)于接收穩(wěn)定時(shí)間的關(guān)系；
[0025]圖9示出了接收穩(wěn)定時(shí)間相對(duì)于ITU-T建議G.987.2的規(guī)范的估計(jì)值；
[0026]圖10示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖。
[0027]圖11示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖；
[0028]圖12示出了第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式的信號(hào)波形的波形圖；
[0029]圖13示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖；
[0030]圖14示出了根據(jù)第四實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖；
[0031]圖15示出了第三實(shí)施方式和第四實(shí)施方式的信號(hào)波形的波形圖；
[0032]圖16示出了根據(jù)第五實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖；
[0033]圖17示出了根據(jù)第六實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖；
[0034]圖18示出了第五實(shí)施方式和第六實(shí)施方式的信號(hào)波形的波形圖；
[0035]圖19示出了根據(jù)第七實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖；
[0036]圖20示出了根據(jù)第八實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖；
[0037]圖21示出了第七實(shí)施方式和第八實(shí)施方式的信號(hào)波形的波形圖；
[0038]圖22示出了根據(jù)第九實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖；
[0039]圖23示出了第九實(shí)施方式的信號(hào)波形的波形圖；
[0040]圖24示出了根據(jù)第十實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖；
[0041]圖25示出了第十實(shí)施方式的信號(hào)波形的波形圖；以及
[0042]圖26示出了根據(jù)第十一實(shí)施方式的光接收裝置的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]當(dāng)使用AC耦合時(shí)，正相電信號(hào)與負(fù)相電信號(hào)的電壓電平的基準(zhǔn)值由于突發(fā)光信號(hào)之間的保護(hù)時(shí)間(無(wú)信號(hào)時(shí)段)的影響而在從光接收開(kāi)始的給定時(shí)間內(nèi)發(fā)生波動(dòng)。這是因?yàn)?，在無(wú)信號(hào)時(shí)段內(nèi)輸出電信號(hào)的裝置的輸出電壓的直流分量由于耦合電容器的截止頻率而從該電信號(hào)輸入到的電路被截止。并且，直流分量的電壓變?yōu)檠b置本身的電壓電平。這種波動(dòng)導(dǎo)致正相電信號(hào)和負(fù)相電信號(hào)的基準(zhǔn)值之間的不均衡。
[0044]對(duì)于電壓電平的基準(zhǔn)值波動(dòng)的時(shí)段，不可能進(jìn)行突發(fā)光信號(hào)的數(shù)據(jù)識(shí)別。因此，在突發(fā)光信號(hào)的頭部提供了長(zhǎng)度比穩(wěn)定時(shí)間更長(zhǎng)的前導(dǎo)部分。前導(dǎo)部分降低了上行方向的頻帶效率，以便使用給定的傳輸頻帶。
[0045]不可能進(jìn)行數(shù)據(jù)識(shí)別的時(shí)段取決于基于傳輸線(xiàn)的阻抗和耦合電容器的電容值的時(shí)間常數(shù)。因此，當(dāng)耦合電容器的電容值減小時(shí)，該時(shí)段可以縮短，頻帶效率可以得到提高。
[0046]然而，當(dāng)耦合電容的電容值減小時(shí)，增強(qiáng)了突發(fā)光信號(hào)的連續(xù)相同符號(hào)數(shù)據(jù)之間的干擾。因此，會(huì)出現(xiàn)接收靈敏度的降低和符號(hào)識(shí)別的差錯(cuò)，并且傳輸質(zhì)量可能會(huì)降低。即，頻帶效率和傳輸質(zhì)量在PON的上行方向上存在折衷關(guān)系。
[0047]以下是參照附圖對(duì)實(shí)施方式的描述。圖1示出了 PON的結(jié)構(gòu)的示意圖。PON是一種基于接入的網(wǎng)絡(luò)，并具有光終端站裝置(OLT) 1、多個(gè)光終端裝置(0NU)2、以及光耦合器(星形耦合器)3。
[0048]光終端站裝置I是設(shè)置在光通信服務(wù)提供商的基站中的發(fā)送裝置。所述多個(gè)光終端裝置2是設(shè)置在光通信服務(wù)的用戶(hù)的房屋#1到#“例如，N是32)中的發(fā)送裝置。在該實(shí)施方式中，從光終端裝置2到光終端站裝置I的發(fā)送方向被定義為上行方向。從光終端站裝置I到光終端裝置2的發(fā)送方向被定義為下行方向。
[0049]光終端站裝置I和所述多個(gè)光終端裝置2經(jīng)由光纖(傳輸線(xiàn)路)而耦合到光耦合器3。因此，PON具有星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。光耦合器3是對(duì)光信號(hào)進(jìn)行復(fù)用或解復(fù)用的裝置，并且例如設(shè)置在靠近每個(gè)用戶(hù)房屋#1到#N的電線(xiàn)桿的工具盒中。因此，每個(gè)用戶(hù)房屋#1到#N的光耦合器3與光終端裝置2之間的多個(gè)光纖的長(zhǎng)度，比光耦合器3與光終端站裝置I之間的光纖的長(zhǎng)度要大。
[0050]光耦合器3與光終端站裝置I之間設(shè)置的光纖的數(shù)量是一。因此，PON中的光纖成本比其中介質(zhì)轉(zhuǎn)換器一對(duì)一地連接到站側(cè)發(fā)送裝置的網(wǎng)絡(luò)中的光纖成本要低。
[0051]光終端站裝置I從接收自骨干網(wǎng)絡(luò)并發(fā)送到每個(gè)光終端裝置2的數(shù)據(jù)信號(hào)D21到D23中生成下行信號(hào)Sd，并將下行信號(hào)Sd發(fā)送到每個(gè)用戶(hù)房屋#1到棚的光終端裝置2。下行信號(hào)SD基于TDM方法而被生成為連續(xù)信號(hào)。
[0052]每個(gè)用戶(hù)房屋#1到棚的光終端裝置2接收到公共下行信號(hào)Sd，基于在下行信號(hào)Sd中的數(shù)據(jù)信號(hào)D21到D23中所包含的標(biāo)識(shí)符來(lái)提取目的地是光終端裝置2的數(shù)據(jù)信號(hào)D21到D23，并處理其它數(shù)據(jù)信號(hào)。例如，用戶(hù)房屋#1的光終端裝置2從下行信號(hào)Sd中提取數(shù)據(jù)信號(hào)D21。用戶(hù)房屋#2的光終端裝置2從下行信號(hào)Sd中提取數(shù)據(jù)信號(hào)D22。用戶(hù)房屋棚的光終端裝置2從下行信號(hào)Sd中提取數(shù)據(jù)信號(hào)D23。
[0053]以這種方式，在下行方向，每個(gè)用戶(hù)房屋#1到棚的光終端裝置2不僅接收目的地是該光終端裝置2的數(shù)據(jù)信號(hào)D21到D23，而且接收目的地是另一個(gè)光終端裝置2的數(shù)據(jù)信號(hào)D21到D23。因此，光終端站裝置I利用AES (高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn))等來(lái)加密下行信號(hào)Sd，并發(fā)送經(jīng)過(guò)加密的下行信號(hào)Sd。在這種情況下，每個(gè)用戶(hù)房屋#1到棚的光終端裝置2都從光終端站裝置I接收各自的加密密鑰。因此，每個(gè)用戶(hù)房屋#1到棚的光終端裝置2正常情況下都僅能接收目的地是光終端裝置2的數(shù)據(jù)信號(hào)D21到D23。
[0054]另一方面，在上行方向，每個(gè)用戶(hù)房屋#1到棚的光終端裝置2都基于事先由光終端裝置2指示的各自的發(fā)送定時(shí)來(lái)發(fā)送從用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接收的數(shù)據(jù)信號(hào)Dll到D13。因此，基于TDMA方法而被作為突發(fā)光信號(hào)來(lái)發(fā)送上行信號(hào)Su。
[0055]因此，避免了光耦合器3與光終端站裝置I之間的各光終端裝置2的數(shù)據(jù)信號(hào)Dll到D13的沖突。在下面的描述中，包括在上行信號(hào)Su中的數(shù)據(jù)信號(hào)Dll到D13被稱(chēng)為突發(fā)光信號(hào)Su。
[0056]突發(fā)光信號(hào)Su的光電平是彼此不同的，因?yàn)楣饨K端站裝置I和光終端裝置2之間的距離是彼此不同的。光終端站裝置I將光電平彼此不同的突發(fā)光信號(hào)Su放大為具有預(yù)定電平的電信號(hào)。
[0057]圖2不出了突發(fā)光信號(hào)Su的結(jié)構(gòu)圖。相鄰?fù)话l(fā)光信號(hào)(#n和#n+l)之間設(shè)置有無(wú)信號(hào)的時(shí)段(被稱(chēng)為保護(hù)時(shí)間)。保護(hù)時(shí)間包括光終端裝置2的光發(fā)送器(突發(fā)發(fā)送器)的激光輸出的上升時(shí)間(On時(shí)間)Ton和下降時(shí)間(Off時(shí)間)，并且是為了避免突發(fā)光信號(hào)Su的沖突而設(shè)置的。也是考慮因諸如溫度變化這樣的環(huán)境改變導(dǎo)致的突發(fā)光信號(hào)Su的相變化來(lái)確定保護(hù)時(shí)間的。
[0058]突發(fā)光信號(hào)Su包括前導(dǎo)部分，分隔符部分和數(shù)據(jù)部分。前導(dǎo)部分保護(hù)后述的數(shù)據(jù)恒定時(shí)段，該數(shù)據(jù)恒定時(shí)段是因?yàn)楸Ｗo(hù)時(shí)間(無(wú)信號(hào)時(shí)段)所引起的突發(fā)光信號(hào)Su的電壓電平的基準(zhǔn)值的變化而導(dǎo)致的。前導(dǎo)部分由二進(jìn)制位的