[发明专利]一种应用于GPON光模块和BOB的芯片

说明书

本发明提供一种应用于GPON光模块和BOB的芯片，其包括主芯片电路和APD升压电路，且所述APD升压电路集成在芯片内部。本发明的应用于GPON光模块和BOB的芯片除了能实现一般光模块芯片所具备的基本功能之外，还能提供GPON BOSA所需要的高驱动电压；其将升压电路集成到芯片内部，从而简化了主芯片外围电路的设计，为电路板节省空间；现有技术中闭环控制需要的3个引脚，而本发明中只需要一个电压输出引脚即可，大大方便了GPON光模块和BOB的应用设计。

技术领域

本发明涉及一种芯片，特别是涉及一种应用于GPON光模块和Bosa on Board（BOB）的芯片。

背景技术

吉比特无源光网络(Gigabit-Capable Passive Optical Network，GPON)最早由FSAN组织于2002年9月提出，ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1和G.984.2的制定，于2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化，从而最终形成了GPON的标准族。基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的光线路终端（OpticalLine Terminal，OLT），用户端的光网络终端或称作光网络单元（ONT/ONU），连接前两种设备由单模光纤（Single Mode Fiber）和无源分光器（Splitter）组成的光分配网络（OpticalDistribution Network，ODN）以及网管系统组成。

在GPON系统中，ONU的光模块负责把OLT传输的光信号转换为ONU可识别的电信号。GPON光模块的组成部分大致可分为：1、光收发一体器件（BOSA）；2、光模块芯片；3、外围电路。其中，由于GPON的BOSA对于接收灵敏度和响应速度的要求比较高，所以在光接收端需要使用雪崩光电二极管（Avalanche Photo Diode，APD），因此就需要部分独立的升压电路来为APD提供较高的反向电压。

随着目前GPON技术的发展，光模块正在逐渐被BOB技术取代。BOB技术相比光模块省去了外壳，不再作为一个独立模块，而是把芯片和外围电路直接移植到ONU电路板上。这在一定程度上节省了成本，但是同时对于布局和布板空间提出了更高的要求。

现有的一些用于GPON光模块和BOB的芯片中，升压电路大部分采用如图1所示的方案。其中，图中的MOS管Q1、MOS管Q2、电感L8、二极管D1、电容C19和电容C20组成了主要的Boost升压电路部分。

具体地，用于GPON光模块和BOB的芯片U1的第40脚APD_CTRL进行高速的高低电平切换来控制MOS管Q1、Q2的开关。仅以MOS管Q1为例，系统开始供电后，当MOS管Q1关闭时，电容C19的后端电压等于电源电压。MOS管Q1开启之后，输入电压流过电感L8，二极管D1用于防止电容C19和C20对地放电，使得电感L8储能。MOS管Q1再一次关断时，由于电感L8的电流保持特性，需要新的电流泄放路径，即开始对电容C19和C20充电，电容C19和C20两端电压升高，此时电压Vcc_APD已经超过输入电压，升压完毕。 升压后的电压通过38脚反馈回芯片来控制APD_CTRL的高速切换。不断重复以上的过程，就可以得到APD二极管所需要的30V以上电压。

因此，在上述的现有技术中，升压电路设计在芯片外围，通过芯片来控制MOS管开关。虽然升压电路本身近似于典型的Boost电路，涉及的器件并不太多。但在实际GPON光模块和BOB的应用中，还是会占用大量的布板空间。GPON光模块和ONU本身空间就有限，而且高速信号对走线又有很高的要求，所以需要外部电路的设计越简单越好。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用于GPON光模块和BOB的芯片，其针对GPON光模块和BOB芯片的应用，提供了一种能够简化外围电路设计的芯片方案，其将电感、二极管、MOS管、电容等构成的升压电路集成进主芯片，使得外围设计从原来的Boost电路简化为简单的滤波电容。