[发明专利]用于GPON光线路终端的信号检测的电路和方法

说明书

信号检测电路具有第一差分放大器，该第一差分放大器包括耦合为用于接收数据信号的第一输入和耦合为用于接收阈值信号的第二输入。电流控制电路耦合到第一差分放大器的输出以建立第一差分放大器的阈值。锁存器具有耦合到第一差分放大器的输出的输入，用于锁存信号检测。第二放大器具有耦合到第一差分放大器的输出的输入和耦合到锁存器的输入的输出。第三放大器具有耦合到第一差分放大器的输出的输入和提供数据信号的输出。可以禁用电流控制电路，这消除了对第三放大器的需要，因为数据信号路径通过第二放大器。

技术领域

本发明总体上涉及一种无源光网络，更具体地，涉及一种用于GPON光线路终端的信号检测。

背景技术

千兆位无源光网络(GPON)通过光纤电缆在网络服务提供商(ISP)和终端用户之间提供高速数据通信。GPON使用点对多点架构(1:32)和光纤分离器，以从单个光源为多个端点提供服务。例如，GPON包括位于ISP中心局或交换中心的光线路终端(OLT)和位于终端用户附近的多个光网络单元(ONU)或光网络终端(ONT)。每个ONU服务于单独的终端用户。与其他网络相比，GPON减少了光纤和中央办公室设备的数量，因为无动力光纤分离器用于使单个光纤能够服务于多个端点。

GPON是共享网络，其中OLT发送数据分组流作为所有ONU都可以看到的下行流量。OLT发射器和ONU接收器以连续模式(CM)运行。每个ONU读取对应于特定ONU地址的数据分组的内容。加密防止窃取下行流量。但是，在上行信道中，ONU通常无法在CM中传输光数据信号，因为ONU的数量比OLT多，并且光数据信号的接收时序是可变的。取而代之的是，使用诸如时分多址(TDMA)的多路访问协议对信号进行组合。因此，给定的ONU使用脉冲串模式(BM)传输在指定的时隙中传输光分组。所有ONU使用与OLT相同的时钟频率，因为它们通过使用时钟和数据恢复(CDR)电路从下行信道提取频率。

由于到OLT的距离和延迟，许多ONU在地理位置上分散并且至少部分异相工作。来自不同ONU的光信号也经历不同的衰减。因此，OLT从异步、异相且具有不同振幅的不同ONU接收BM光分组。OLT必须标识脉冲串模式传输的前导码。然后，OLT可以根据光信号的相位和振幅变化来补偿信号衰减。

为了识别有效的前导码，传统的振幅检测器使用两条相同的具有大的增益带宽积(GBWP)的信号路径。阈值信号路由通过一条信号路径，需要振幅检测的数据信号通过另一条信号路径。由于系统中潜在信号(5mV)的衰减(28dB)，每个信号路径都需要大的增益。比较来自两个信号路径的输出信号，以确认有效的前导码。双信号路径在半导体芯片上占用更多的空间，并且需要更多的功率。两个离散信号路径之间的小偏移会影响精度。

附图说明

图1示出了具有OLT、光分离器和多个ONU的千兆位无源光网络；

图2示出了GPON的OLT的更多细节；

图3示出了接收到的数据信号和控制信号的时序图；

图4示出了OLT中的BM LIA和信号检测电路的更多细节；

图5示出了使用参考差分阈值的差分比较器的振幅检测电路；

图6示出了图5的差分比较器的更多细节；

图7示出了将差分数据信号与差分阈值进行比较以确定信号检测的时序图；

图8示出了用于差分比较器的前端的另一实施例；

图9示出了图8的操作的时序图；

图10示出了使用参考差分阈值的差分比较器的另一振幅检测电路；

图11示出了图10的差分比较器的更多细节；

图12示出了使用差分放大器和DAC的另一振幅检测电路；和

图13示出了图12的差分放大器和DAC的更多细节。