[发明专利]一种限幅放大器芯片告警信号及使能信号的处理装置与方法

说明书

技术领域

    本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种对光模块中所用的限幅放大器芯片的告警与使能信号进行处理的装置与方法。

背景技术

传统通信领域所用到的传输线路都是铜芯电缆，传输效率低，抗电磁干扰能力差。由于光纤具有传输效率高，抗电磁干扰能力强等特点，因此，随着对通信传输速率要求的提高，以及现代制造工艺的提升使光纤制造成本下降，现代通信领域越来越多的利用光纤进行信息的传输。光通信网络连接到用户终端的接入网，按照是否接入了有源器件可分为AON(Active Optical Network,有源光网络)和PON(Passive Optical Network，无源光网络)。由于PON具有维护简便，便于安装和拓展的特点，得到了广泛的使用，并成为了国际通信联盟的标准规范。

一个PON通常由一个位于中心局的OLT(Optical Line Terminal,光线路终端)，数个位于用户端的ONU(Optical Network Unit,光网络单元)和位于两者之间的光配线网络构成。光模块便是OLT或ONU中用于收发光信号的电路模块。光模块的接收端通过光电二极管将光信号转换为电流信号，然后通过跨阻放大器（也叫前级放大器）将电流信号转换成电压信号，再后通过限幅放大器（也叫后级放大器）对输出的电压信号进行整形。

因为电压信号的幅度跟输入光功率的大小成正比关系，所以需要在信号幅度或者光电流强度小过一个临界点的时候，光模块能够向系统进行告警。告警之后，有些系统应用模块要求关断接收端的输出，而另一些系统应用模块则要求只接受告警而不关断接收端的输出。由于限幅放大器在光模块信号线路中位于必经之处，因此这一告警与关断功能是由内部集成了限幅放大器的限幅放大器芯片实现的。如图1所示，为一个典型的限幅放大器芯片的电路结构示意图，限幅放大器芯片内部除了集成有限幅放大器外，还集成了用于检测电压信号并进行告警的告警电路，以及用于关断限幅放大器芯片数据输出的使能电路。限幅放大器芯片会根据信号幅度的大小，确认是否进行告警和关断的处理。不同的限幅放大器芯片的告警信息关断开启的设置会有差异。

有的芯片，如Maxim公司的MAX3747，输出的是LOS信号(Loss Of Signal，信号丢失告警，正常为低电平输出，当信号幅度低过预设值之后，高电平告警，与SD信号相位相反)；这种芯片的使能管脚是低电平有效，高电平关断。

另有些芯片，如Mircel公司的SY88943V，输出的是SD信号(Signal Detect，信号判决告警，正常为高电平输出，当信号幅度低过预设值之后，低电平告警，与LOS信号相位相反)；这种芯片的使能管脚是高电平有效，低电平关断。

现实中经常遇到在同样的应用环境下，要求封装相同的限幅放大器芯片替换使用的情形。这时候因为上述两种类型的芯片工作方式的不同，便会产生对芯片外部电路大幅改动的问题。如图2所示，为现有技术中典型的限幅放大器芯片的外部电路。如果要求LOS信号告警，告警不关断，当使用MAX3747时，其告警信号管脚(LOS/SD)直接输出到系统，其使能管脚(Disable/Enable)接地；当使用SY88943V时，其告警信号管脚需要通过反相器再输出到系统，其使能管脚接电源端(VCC)；因此在这样的应用要求下，替换上述两种芯片就涉及到芯片外部电路如电阻跳线等改动。若要求告警后关断限幅放大器芯片的数据输出，便又会涉及更多的芯片外部电路的改动。

光模块厂商为了适应不同的应用要求，即不同电平的告警信号与告警后是否关断的要求，同时为了能够使不同的限幅放大器芯片能够替换使用，经常需要维护多个不同型号产品的PCBA(Printed Circuit Board +Assembly，印刷电路板与上件组装)的原料清单。这就一方面要求加强对PCBA实物的检验，防止混料，从而导致管理成本的增加；另一方面不同的应用要求和不同的芯片安装，要求生产员工手动焊接，既有新员工因技能不熟练导致产品质量问题的可能，又会导致生产成本的增加。

因此，光模块厂商迫切需要一种芯片外部电路不变，而又能应对限幅放大器芯片不同的告警信号和使能信号的硬件实现和方法流程，从而减少物料管理的混乱和成本，简化生产流程，防止新员工由于技能不熟练导致的产品质量问题，同时减少生产成本。