專(zhuān)利名稱(chēng)：具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及光學(xué)組件領(lǐng)域。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于光收發(fā)機(jī)組件的改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路。
背景技術(shù)：
光纖越來(lái)越多地用于發(fā)射聲音和數(shù)據(jù)信號(hào)。光作為傳輸媒質(zhì)，比傳統(tǒng)的電通信技術(shù)可提供更多的優(yōu)點(diǎn)。例如，光信號(hào)可以允許有非常高的傳輸速率和非常高的帶寬能力。而且，光信號(hào)由光纖傳輸時(shí)具有抗電磁干擾性，否則電磁干擾就會(huì)干擾電信號(hào)。由于光纖不允許部分光信號(hào)逸出光纜，而基于有線的系統(tǒng)電信號(hào)就會(huì)發(fā)生這種情況，光信號(hào)由光纖傳輸時(shí)就可提供更安全的信號(hào)。光還可以傳輸更遠(yuǎn)的距離而沒(méi)有通常與銅導(dǎo)線上傳輸?shù)碾娦盘?hào)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)損失。
雖然光通信提供了許多優(yōu)點(diǎn)，但光用作通信媒質(zhì)提出了許多實(shí)施上的挑戰(zhàn)。具體地說(shuō)，光信號(hào)承載的數(shù)據(jù)在由某個(gè)裝置例如網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接收時(shí)必需轉(zhuǎn)換為電的格式。反之，當(dāng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到光網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必需從電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。許多協(xié)議定義了電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換以及光信號(hào)的發(fā)送，包括ANSI光纖信道(FC)協(xié)議和SFF-8472標(biāo)準(zhǔn)。FC協(xié)議通常是利用光纜兩端的收發(fā)信機(jī)組件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)收發(fā)信機(jī)組件通常包括能將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的激光器發(fā)射電路和能將所接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換回電信號(hào)的光接收器。通常，收發(fā)信機(jī)組件通過(guò)兼容的連接端口與主機(jī)裝置電連接，例如主機(jī)計(jì)算機(jī)、交換中樞、網(wǎng)絡(luò)路由器、開(kāi)關(guān)盒，計(jì)算機(jī)I/O等。
這些協(xié)議的問(wèn)題在于它們常常更改。結(jié)果，每次更改協(xié)議，一般就需要更新光纖組件中的數(shù)字診斷集成電路。所以，最好能提供一種能隨標(biāo)準(zhǔn)的改變而容易更新的光纖收發(fā)信機(jī)組件。
因此，最好能補(bǔ)救先有技術(shù)所固有的前述和其它的不足。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供新的改進(jìn)型的光收發(fā)機(jī)組件。
本發(fā)明的另一目的是提供具有改進(jìn)型診斷集成電路的新的改進(jìn)型的光收發(fā)機(jī)組件。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能隨標(biāo)準(zhǔn)的改變而容易地更新的新的改進(jìn)型的光收發(fā)機(jī)組件。
本發(fā)明的另一目的是提供能改進(jìn)光學(xué)組件的制造效率和制造能力的新的改進(jìn)型的光收發(fā)機(jī)組件。
本發(fā)明的又一目的是提供光收發(fā)機(jī)組件的新的和改進(jìn)的使用方法。

發(fā)明內(nèi)容
簡(jiǎn)要地說(shuō)，按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，為了達(dá)到本發(fā)明的目的，公開(kāi)了具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件。光收發(fā)機(jī)包括電-光發(fā)送器和光-電接收器，它們各自連接到數(shù)字診斷集成電路上。提供一種雙向2線控制接口，并且微控制器將數(shù)字診斷集成電路連接到所述控制接口上。下面將描述用于利用微控制器將改變和診斷功能包括到數(shù)字診斷集成電路中的各種方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)對(duì)具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件進(jìn)行控制的一種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述方法包括以下步驟提供連接到數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件、控制接口和將數(shù)字診斷集成電路連接到控制接口的微控制器。所述方法還包括利用微控制器映象數(shù)字診斷集成電路中IC的地址以便改進(jìn)IC的應(yīng)用的步驟。
本發(fā)明目的還通過(guò)對(duì)具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件進(jìn)行控制的另一種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述另一種方法包括以下步驟提供連接到數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件、控制接口和將數(shù)字診斷集成電路連接到控制接口的微控制器。所述方法還包括利用微控制器將光收發(fā)機(jī)組件和光收發(fā)機(jī)組件中各部件的診斷功能加到數(shù)字診斷集成電路中的步驟?？梢蕴砑拥脑\斷功能包括將數(shù)字診斷集成電路中的寄存器映象到不同的位置、添加標(biāo)記、添加中斷功能以及實(shí)行密碼功能。由微控制器可以添加的另一功能包括將基于寄存器的接口改為實(shí)現(xiàn)指令型接口。


從以下結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的上述以及其它更多的具體目的和優(yōu)點(diǎn)就可一目了然。附圖包括圖1是用于光纖組件的光收發(fā)機(jī)的簡(jiǎn)化方框圖；以及圖2是用于光學(xué)組件的可編程光收發(fā)機(jī)的簡(jiǎn)化方框圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式現(xiàn)參閱圖1，光收發(fā)機(jī)5的簡(jiǎn)化方框圖示出通常在光纖組件中實(shí)現(xiàn)的功能。示出的光收發(fā)機(jī)5用來(lái)說(shuō)明其功能，并非作為先有技術(shù)的裝置。但應(yīng)理解，光收發(fā)機(jī)5的功能可以在需要將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(或反之亦然)的其它類(lèi)型的光電組件中實(shí)現(xiàn)。圖1所示的收發(fā)信機(jī)代表了標(biāo)準(zhǔn)小波形因數(shù)8472(以下稱(chēng)為”SFF-8472”)，修訂9.0數(shù)字診斷解決方案。但應(yīng)理解在此實(shí)施例中示出SFF-8472僅是為了說(shuō)明，其它標(biāo)準(zhǔn)也可使用。這些光纖組件通常設(shè)計(jì)成直至2.5Gbps的單模工作。而且，根據(jù)實(shí)施情況，這些組件通常利用直接調(diào)制的Fabry Perot(FP)或分布反饋(DFB)激光器在額定波長(zhǎng)1300nm工作。
SFF-8472規(guī)范包括收發(fā)信機(jī)檢測(cè)關(guān)鍵功率特性的能力，所述關(guān)鍵功率特性包括平均激光器二極管(發(fā)射)電流以及平均輸入和輸出的光功率。而且，符合SFF-8472的收發(fā)信機(jī)能夠檢測(cè)電源電壓和收發(fā)信機(jī)溫度，當(dāng)系統(tǒng)暴露在極端的環(huán)境條件下時(shí)，收發(fā)信機(jī)的溫度是特別重要的。
在圖1中，光收發(fā)機(jī)5包括前置放大器12，后者電連接到能檢測(cè)入射光13的光電檢測(cè)器11上。入射光13可以是例如由光纖(未示出)等產(chǎn)生的光，其中，需要將光13轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。前置放大器12電連接到用作電流限制器的限流放大器10上。限流放大器10具有輸出端”數(shù)據(jù)+”和”數(shù)據(jù)-”，它們可將電數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到關(guān)聯(lián)的電子電路上(未示出)。將類(lèi)似的電數(shù)據(jù)信號(hào)從關(guān)聯(lián)的電子電路加到激光器驅(qū)動(dòng)器16的輸入端”數(shù)據(jù)+”和”數(shù)據(jù)-”。應(yīng)理解，在標(biāo)有”數(shù)據(jù)+”和”數(shù)據(jù)-”的輸入端和輸出端上的電信號(hào)是在各目的地之間傳送的信號(hào)，且雖在此稱(chēng)為數(shù)據(jù)，但它包括能由光波傳送的任何形式的信息。限流放大器10電連接到數(shù)字診斷集成電路(以下稱(chēng)為”DDIC”)14，例如，可以包括D51852或D51858集成電路芯片。DDIC14的工作將在下面作更詳細(xì)的討論。
DDIC14通過(guò)控制接口電連接到2線控制總線，下面將更詳細(xì)地討論所述控制接口。此外，DDIC14電連接到激光器驅(qū)動(dòng)器16。激光器驅(qū)動(dòng)器16電連接到發(fā)光器件17上，而發(fā)光器件17能將光19發(fā)射到例如光纖(未示出)或類(lèi)似的光電元件上。而且，DDIC14通過(guò)控制接口電連接到數(shù)字電位器20上，且數(shù)字電位器20也電連接到激光器驅(qū)動(dòng)器16上。但應(yīng)理解，數(shù)字電位器20是任選的，將其包括在此實(shí)施例中是為了進(jìn)行說(shuō)明。如前所述，激光器驅(qū)動(dòng)器16在電輸入端”數(shù)據(jù)+”和”數(shù)據(jù)-”接收來(lái)自關(guān)聯(lián)電子電路的電數(shù)據(jù)信號(hào)。
控制接口能夠提供與光放大器的通信通路。已經(jīng)研究出用于有效的IC間控制的簡(jiǎn)單的雙向2線總線形式的控制接口。目前，控制接口總線包括例如150多個(gè)CMOS以及與雙極控制接口總線兼容的類(lèi)型，以便在智能控制裝置(例如微控制器)、通用電路(例如LCD驅(qū)動(dòng)器、遠(yuǎn)程I/O端口、存儲(chǔ)器)以及面向應(yīng)用的電路(例如用于無(wú)線電和視頻系統(tǒng)的數(shù)字調(diào)諧和信號(hào)處理電路)之間實(shí)現(xiàn)通信功能。與控制接口兼容的器件通常包括芯片上的接口，可以通過(guò)控制接口直接互相通信。這種設(shè)計(jì)概念基本上解決了設(shè)計(jì)數(shù)字控制電路時(shí)遇到的許多接口問(wèn)題。
DDIC14利用IC(例如寄存器、控制芯片、光監(jiān)控芯片等)為光收發(fā)機(jī)5提供增強(qiáng)的數(shù)字診斷能力，使終端用戶能遠(yuǎn)程監(jiān)控關(guān)鍵的組件參數(shù)，確保在所需的工作范圍內(nèi)系統(tǒng)的兼容性及其工作。有了標(biāo)準(zhǔn)的組件識(shí)別信息，DDIC14就可以進(jìn)行增強(qiáng)診斷，監(jiān)控以下參數(shù)激光器情況、光功率、內(nèi)部溫度以及電源電壓。數(shù)據(jù)可以不斷更新，以向用戶提供組件情況和鏈路穩(wěn)定性的實(shí)時(shí)更新。DDIC14中所包括的光監(jiān)控芯片可在標(biāo)準(zhǔn)小波形因數(shù)可插式(以下稱(chēng)為”SFP”)電接口上提供完全的增強(qiáng)診斷能力。IC的小尺寸使它們對(duì)于非常密集的封裝應(yīng)用，例如在SFP組件中的應(yīng)用非常理想。
而且，每個(gè)組件中的數(shù)字診斷能力提供了識(shí)別系統(tǒng)上每個(gè)光學(xué)組件的能力。例如，存儲(chǔ)供貨商信息的芯片能使客戶和終端用戶識(shí)別供貨商并確認(rèn)其為合格的貨源。具體地說(shuō)，具體公司的信息可以存儲(chǔ)在識(shí)別公司的寄存器上。而且，寄存器可以存儲(chǔ)產(chǎn)品信息，這樣用戶可以查詢所述器件，以確定所述器件確實(shí)符合所需的應(yīng)用。
DDIC14還可以具有使用戶可以檢查光學(xué)部件性能的增強(qiáng)診斷能力特性。例如，在寄存器中可進(jìn)行提示和報(bào)警設(shè)定，如果參數(shù)超過(guò)預(yù)定水平，寄存器則自動(dòng)提示用戶。這類(lèi)參數(shù)之一就是激光器偏置電流。如果激光器偏置電流特別高，可能意味著激光器即將壽命終止。另一個(gè)這類(lèi)參數(shù)是內(nèi)部組件溫度。如果內(nèi)部組件溫度過(guò)高，可能意味著系統(tǒng)中的環(huán)境溫度已超過(guò)規(guī)定的極限。還有另一個(gè)參數(shù)是激光器的輸出功率。如果輸出功率太高，可能表示激光器的安全一致性有危險(xiǎn)。另一個(gè)參數(shù)是電源電壓電平。如果電源電壓電平太低，則組件性能會(huì)不可靠。
現(xiàn)參閱圖2，圖2示出用來(lái)在光纖組件中以及向數(shù)字診斷IC提供電子控制功能的改進(jìn)型光收發(fā)機(jī)的示意圖。圖2示出的收發(fā)信機(jī)7用于類(lèi)似于圖1所示(即光收發(fā)機(jī)5)的標(biāo)準(zhǔn)SFF-8472，修訂9.0數(shù)字診斷解決方案。但應(yīng)理解，在此實(shí)施例中所示的標(biāo)準(zhǔn)僅是為了說(shuō)明，其它標(biāo)準(zhǔn)也可使用。應(yīng)當(dāng)指出，在圖2中執(zhí)行與圖1所示部件類(lèi)似的功能的部件，通過(guò)在每個(gè)元件編號(hào)前都加了1來(lái)標(biāo)記。
在圖2中，前置放大器112電連接到能檢測(cè)入射光113的光電檢測(cè)器111上。入射光113可以例如由光纖(未示出)等產(chǎn)生，其中需要將光113轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。前置放大器112電連接到用作電流限制器的限流放大器110上。限流放大器110具有輸出端”數(shù)據(jù)+”和”數(shù)據(jù)-”，它們可將電數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到關(guān)聯(lián)的電子電路上(未示出)。而且，限流放大器110電連接到數(shù)字診斷集成電路(以下稱(chēng)為”DDIC”)114，例如，可包括D51852和D51858集成電路芯片。
DDIC114電連接到微控制器112和激光器驅(qū)動(dòng)器116。激光器驅(qū)動(dòng)器116電連接到發(fā)光器件117上，而發(fā)光器件117能將光119發(fā)射到例如光纖(未示出)或類(lèi)似的光電元件上。微控制器112電連接到控制接口和數(shù)字電位器120上，且數(shù)字電位器120也電連接到激光器驅(qū)動(dòng)器116上。此處應(yīng)理解，微控制器112例如可包括任何眾所周知的微處理器或能夠存儲(chǔ)程序、提供控制信號(hào)并可用遠(yuǎn)程產(chǎn)生的控制信號(hào)加以控制的類(lèi)似裝置。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字電位器120或類(lèi)似的控制裝置，用來(lái)控制加到發(fā)光器件117上的驅(qū)動(dòng)電流，且最好在發(fā)光器件117的壽命期間能確保有恒定的驅(qū)動(dòng)。應(yīng)理解，數(shù)字電位器120是可任選的，將其包括在此實(shí)施例中是為了進(jìn)行說(shuō)明。激光器驅(qū)動(dòng)器116能在輸入端”數(shù)據(jù)+”和”數(shù)據(jù)-”接收來(lái)自關(guān)聯(lián)電子電路的電數(shù)據(jù)信號(hào)。如前所述，應(yīng)理解，在標(biāo)有”數(shù)據(jù)+”和”數(shù)據(jù)-”的輸入端和輸出端上的電信號(hào)是在各分開(kāi)的目的地之間傳送的信號(hào)，并且雖在此稱(chēng)為數(shù)據(jù)，但包括能由光波傳送的任何形式的信息。
光收發(fā)機(jī)7中微控制器122的使用使得能夠依照2線接口標(biāo)準(zhǔn)如SFF-8472來(lái)確定診斷IC的變化。具體地說(shuō)，微控制器122使現(xiàn)有的數(shù)字診斷IC(例如包括在DDIC中的IC)可以因標(biāo)準(zhǔn)的修訂而有效地升級(jí)而達(dá)到一致。例如，微控制器122可以用來(lái)映象控制接口的地址，以便更好地利用DDIC中的IC。而且，微控制器122可以用來(lái)通過(guò)更新到標(biāo)準(zhǔn)而確定尋址要求的變化，而無(wú)需等待適當(dāng)?shù)卮_定的DDIC。
此外，微控制器122可允許診斷功能與特定要求相關(guān)。而且，微控制器122可用來(lái)中斷來(lái)自控制接口的數(shù)據(jù)流，以改變從控制接口所測(cè)量的收發(fā)信機(jī)7的性能。微控制器122的其它用途包括(但不限于)利用微控制器122將診斷IC中的寄存器映象到其它位置；把標(biāo)志和中斷功能添加到收發(fā)信機(jī)7；實(shí)現(xiàn)密碼功能；和/或改變基于寄存器的接口以實(shí)現(xiàn)指令型接口。這樣，微控制器122使光收發(fā)機(jī)7可以與標(biāo)準(zhǔn)的修訂無(wú)關(guān)地工作。
以上公開(kāi)了具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的新的改進(jìn)型光學(xué)組件。新的改進(jìn)型光學(xué)組件易于隨標(biāo)準(zhǔn)的改變而升級(jí)且顯著地改進(jìn)了光電組件的制造效率和制造能力。而且，公開(kāi)了新的光學(xué)組件的新的改進(jìn)的用途。
對(duì)于在此文中為作說(shuō)明所選的實(shí)施例的各種各樣的變化和修改，本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員都很容易想到。只要這些變化和修改不背離本發(fā)明的精神，它們均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，本發(fā)明的范圍僅應(yīng)通過(guò)對(duì)以下的權(quán)利要求書(shū)作出公正的詮釋來(lái)判定。
已用清晰簡(jiǎn)明的詞語(yǔ)對(duì)本發(fā)明作了充分的說(shuō)明，能使本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，本發(fā)明的權(quán)利要求如權(quán)利要求書(shū)中所述。
權(quán)利要求
1.一種具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光電組件，它包括光收發(fā)機(jī)，它包括電-光發(fā)送器和光-電接收器，它們各自連接到數(shù)字診斷集成電路上；控制接口；以及微控制器，它將所述數(shù)字診斷集成電路連接到所述控制接口。
2.如權(quán)利要求1所述的具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光電組件，其中所述電-光發(fā)送器包括通過(guò)驅(qū)動(dòng)器電路連接到數(shù)據(jù)輸入端的光產(chǎn)生器件，所述驅(qū)動(dòng)器電路連接到所述數(shù)字診斷集成電路。
3.如權(quán)利要求2所述的具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光電組件，其中所述光產(chǎn)生器件是激光器而所述驅(qū)動(dòng)器電路是激光器驅(qū)動(dòng)器。
4.如權(quán)利要求3所述的具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光電組件，其中還包括數(shù)字電位器，所述數(shù)字電位器的輸出端連接到所述激光器驅(qū)動(dòng)器而其控制端子連接到所述微控制器。
5.如權(quán)利要求1所述的具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光電組件，其中所述電-光接收器包括連接到前置放大器的光電檢測(cè)器，所述前置放大器通過(guò)限流放大器連接到數(shù)據(jù)輸出端，且所述限流放大器連接到所述數(shù)字診斷集成電路。
6.如權(quán)利要求1所述的具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光電組件，其中所述控制接口包括雙向2線總線，用于所述數(shù)字診斷集成電路的IC間控制。
7.一種控制具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件的方法，所述方法包括以下步驟提供連接到數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件、控制接口和將所述數(shù)字診斷集成電路連接到所述控制接口的微控制器；以及利用所述微控制器映象所述數(shù)字診斷集成電路中IC的地址以改進(jìn)IC的利用。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中包括以下附加步驟利用所述微控制器來(lái)改變尋址要求，以便遵守通過(guò)更新到正在使用的標(biāo)準(zhǔn)而作出的尋址要求的變化，而無(wú)需改變所述數(shù)字診斷集成電路。
8.一種控制具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件的方法，所述方法包括以下步驟提供連接到數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件、控制接口和將所述數(shù)字診斷集成電路連接到所述控制接口的微控制器；以及利用所述微控制器添加所述光收發(fā)機(jī)組件和所述光收發(fā)機(jī)組件中各部件的診斷功能。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中利用所述微控制器添加診斷功能的所述步驟包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)將所述數(shù)字診斷集成電路中的寄存器映象到不同的位置、添加標(biāo)志、添加中斷功能、以及實(shí)現(xiàn)密碼功能。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述控制接口是基于寄存器的接口，以及利用所述微控制器添加診斷功能的所述步驟包括改變所述基于寄存器的接口以實(shí)現(xiàn)指令型接口。
全文摘要
公開(kāi)了具有改進(jìn)型數(shù)字診斷集成電路的光收發(fā)機(jī)組件。光收發(fā)機(jī)包括電－光發(fā)送器和光－電接收器，它們各自連接到數(shù)字診斷集成電路上。提供雙向2線控制接口，微控制器將數(shù)字診斷集成電路連接到所述控制接口。描述了利用微控制器將改變或診斷功能包括到數(shù)字診斷集成電路中的各種方法。
文檔編號(hào)H04B10/24GK1711706SQ200380103430
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月20日
發(fā)明者P·J·愛(ài)德華茲, C·S·喬伊納, O·W·諾思拉普 申請(qǐng)人:布克哈姆技術(shù)公共有限公司