專利名稱：用于使用edc收發(fā)器提供診斷信息的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及光纖收發(fā)器及其應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地涉及結(jié)合有用于電子色散補(bǔ)償(EDC)的電子均衡器的收發(fā)器。
背景技術(shù)：
隨著光纖傳輸系統(tǒng)發(fā)展到更高的數(shù)據(jù)率和更長(zhǎng)的傳輸距離，它們經(jīng)常受到信號(hào)分量中存在速度零散(velocity spread)的一種或另一種形式的光學(xué)色散的限制。該速度零散傾向于即時(shí)擴(kuò)散光學(xué)脈沖，這會(huì)造成構(gòu)成大多數(shù)傳輸系統(tǒng)的0和1的脈沖在彼此之中擴(kuò)散，導(dǎo)致被稱為符號(hào)間干擾(ISI)的損害。隨著ISI的增加，最終將損害在0或1的電平中任何清晰的區(qū)別(也稱為關(guān)閉光學(xué)眼(optical eye))，這是大多數(shù)用于進(jìn)行無(wú)錯(cuò)判定(error free decision)的簡(jiǎn)單檢測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
在諸如無(wú)線電廣播傳輸、基于銅導(dǎo)體的高速電子鏈接以及盤驅(qū)動(dòng)讀取電路的許多其他領(lǐng)域中非常普遍的電子均衡器的使用正在光傳輸系統(tǒng)中找到應(yīng)用，這里它們可以用于光收發(fā)器中以成功檢測(cè)在簡(jiǎn)單收發(fā)器中不可用的信號(hào)。電子均衡器的運(yùn)行可基于多種技術(shù)，諸如，以不同的延遲和不同的權(quán)重將信號(hào)與其自身合并的濾波器的使用。有時(shí)，經(jīng)過(guò)判定元件(decision element)之后的信號(hào)再次以不同的延遲和權(quán)重被反饋回來(lái)，并與來(lái)自第一均衡器(被稱為判定反饋均衡器或DFE)的信號(hào)合并。EDC鏈接的關(guān)鍵元件是為了實(shí)現(xiàn)原始信號(hào)的成功判斷而通過(guò)其設(shè)定權(quán)重值(tap weight)的系統(tǒng)。
EDC正在開(kāi)始用于光纖傳輸中的至少兩個(gè)重要應(yīng)用。第一個(gè)是擴(kuò)展了距離，在該距離上可以運(yùn)行基于電吸收調(diào)制器的高速鏈接。這些系統(tǒng)的最大鏈接距離關(guān)鍵取決于被稱為其波長(zhǎng)線性調(diào)頻脈沖(wavelength chirp)的設(shè)備特性，而這在超越特定的點(diǎn)時(shí)往往難于控制。如所示的，EDC技術(shù)可以大大增加這樣的系統(tǒng)在其正常限度(以10Gb/s進(jìn)行80公里傳輸)時(shí)的產(chǎn)量，或者達(dá)到非均衡化系統(tǒng)(以10Gb/s達(dá)到120公里)通常不能實(shí)現(xiàn)的距離。這些系統(tǒng)中更長(zhǎng)的距離具有極大的商業(yè)價(jià)值，因?yàn)樗鼈兓蛘呦藢?duì)于昂貴的光學(xué)放大器及其支持基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的需求，或者減少了在給定應(yīng)用中所需放大器的數(shù)量。
為了在10Gb/s以太網(wǎng)中應(yīng)用，目前正在電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的第二個(gè)應(yīng)用是10Gb/s數(shù)據(jù)可以在傳統(tǒng)多模光纖上傳輸?shù)木嚯x擴(kuò)展。對(duì)于最普通級(jí)別的目前已安裝的多模光纖而言，普通技術(shù)通常不能實(shí)現(xiàn)超過(guò)100米的傳輸距離，然而這些鏈接最令人感興趣的應(yīng)用要求至少220米的傳輸距離，更希望達(dá)到300米。在多模光纖的情況下，鏈接距離受到模式色散的限制，即，由于光纖折射率分布中的不理想性造成的不同光纖模式的有效速度的差別。根據(jù)這些不理想性的程度，EDC技術(shù)可經(jīng)常用于實(shí)現(xiàn)所需的300米的距離。然而，會(huì)出現(xiàn)這些光纖的重要部分可能具有非常大的不理想性，以至于它們無(wú)法與實(shí)際的EDC技術(shù)進(jìn)行均衡化。
通常，由于主機(jī)系統(tǒng)可以通過(guò)各種技術(shù)確定錯(cuò)誤是否產(chǎn)生，所以很容易確定EDC或其它收發(fā)器何時(shí)超過(guò)其限度以精確地檢測(cè)出數(shù)據(jù)。在多模光纖應(yīng)用的情況下，該信息可用于轉(zhuǎn)換到具有更好模式色散特性的另一光纖。然而，這忽略了另一實(shí)際問(wèn)題鏈接可靠性。對(duì)于超過(guò)故障點(diǎn)的每個(gè)系統(tǒng)而言，可能存在相似或更大數(shù)量的位于故障點(diǎn)之下的鏈接，而這些鏈接由于對(duì)該鏈接的任何數(shù)量的微小變化容易發(fā)生故障，諸如溫度引起的發(fā)射器功率變化、接收器敏感度或由于該光纖鏈接的操作產(chǎn)生的光纖模式色散中的變化。處于故障邊緣的系統(tǒng)非常不合需要，并且有關(guān)系統(tǒng)是否具有足夠裕量的信息對(duì)于避免該問(wèn)題非常具有價(jià)值。
目前，有多種可以收集關(guān)于光纖系統(tǒng)各種運(yùn)行參數(shù)的診斷信息的方法。在一個(gè)應(yīng)用中，將關(guān)于諸如接收以及發(fā)送的功率、溫度等的收發(fā)器運(yùn)行方面的診斷信息從光纖收發(fā)器提供給主機(jī)系統(tǒng)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，其提供了關(guān)于典型光收發(fā)器模塊1的細(xì)節(jié)。在此也稱為“收發(fā)器”或“收發(fā)器模塊”的光收發(fā)器模塊1包括光接收器子組件(ROSA)2和相關(guān)的后置放大器4。收發(fā)器模塊1還包括光發(fā)射器子組件(TOSA)3和相關(guān)的激光驅(qū)動(dòng)器5。后置放大器4和激光驅(qū)動(dòng)器5為將高速電子信號(hào)傳遞給主機(jī)或其它設(shè)備的集成電路(IC)。
然而在所示的實(shí)施方式中，所有其它的控制和操作功能均由被稱為控制器IC的第三單片集成電路10實(shí)現(xiàn)。控制器IC的示例性實(shí)施方式已在2001年2月5日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/777,917中公開(kāi)并請(qǐng)求保護(hù)，其發(fā)明名稱為“Integrated Memory Mapped Controller Circuit for Fiber Optics Transceiver(用于光纖收發(fā)器的集成存儲(chǔ)器映射的控制器電路)”，在此引入其全部?jī)?nèi)容作為參考。
控制器IC10，或簡(jiǎn)稱為“控制器”，與后置放大器4和激光驅(qū)動(dòng)器5通信并控制該后置放大器4和激光驅(qū)動(dòng)器5。數(shù)據(jù)線21和9將后置放大器4連接到控制器10，同時(shí)數(shù)據(jù)線7、8和20將激光驅(qū)動(dòng)器5連接到控制器10。附加的反饋信號(hào)線6可將ROSA2連接到控制器10。
控制器10還處理所有與終端用戶之間的低速通信。這些低速通信涉及標(biāo)準(zhǔn)化的引腳功能等，例如信號(hào)丟失(LOS)14、發(fā)射機(jī)故障指示(TX FAULT)13以及也有時(shí)被稱為“TXD”的發(fā)射機(jī)無(wú)效輸入(TX DISABLE)12。LOS指示器14設(shè)定用于當(dāng)收發(fā)器處接收的功率下降到低于指示接收的數(shù)據(jù)可能無(wú)法使用的預(yù)定限度時(shí)發(fā)出一數(shù)字信號(hào)。
控制器10還具有訪問(wèn)控制器中存儲(chǔ)器映射位置的兩線路串行接口等?？刂破?0的兩線路串行接口可與主機(jī)設(shè)備接口輸入/輸出線連接，該輸入/輸出線通常為時(shí)鐘線15(SCL)和數(shù)據(jù)線16(SDA)。在至少一實(shí)施方式中，兩線路串行接口根據(jù)也在GBIC、SFP和XFP收發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)中使用的兩線路串行接口標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，然而在可選的實(shí)施方式中也可等同地使用其它串行接口。兩線路串行接口可用于控制器10的所有操作和查詢等，并且可訪問(wèn)作為存儲(chǔ)器映射設(shè)備的光電收發(fā)器控制電路。
在正常運(yùn)行期間，激光驅(qū)動(dòng)器5接收來(lái)自差分傳輸終端11的差分發(fā)射信號(hào)TX+和TX-，并對(duì)于使用TOSA3的正確光傳輸調(diào)整該差分信號(hào)。另外，后置放大器4基于ROSA2接收的光信號(hào)在差分接收終端17上輸出差分接收信號(hào)RX+和RX-。收發(fā)器1還具有例如在諸如終端19上提供的Vcc以及在終端18上提供的地的電壓。
在諸如2×10的小封裝收發(fā)器的某些更精細(xì)的系統(tǒng)中，專用輸出引腳提供與諸如收發(fā)器的激光二極管的當(dāng)前偏置電流的感興趣信號(hào)成比例的模擬電壓輸出。這可以用于檢測(cè)諸如該設(shè)備的故障通路的技術(shù)問(wèn)題。(請(qǐng)參考，例如，2000年7月5日的Revised Small Form Factor Multisource Agreement(SFFMSA))。
更加復(fù)雜的系統(tǒng)使用串行通信鏈接以更方便的數(shù)字格式發(fā)射更加詳細(xì)的診斷信息。圖2示出了串行通信接口，在該情況下，在引腳15和16上的被稱為I2C的兩線路串行接口通常用于傳遞診斷信息。這些系統(tǒng)分為兩個(gè)通用類型。第一類型為基于命令的系統(tǒng)，其中主機(jī)提供用于特定信息段的查詢命令，并且收發(fā)器提供使用預(yù)定協(xié)議的數(shù)據(jù)。作為示例，該系統(tǒng)用作300引腳收發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)的一部分，該標(biāo)準(zhǔn)包含在2003年8月4日的Multi-Source Agreement(MSA)“I2C Reference Document for 300 Pin MSA 10G and 40G Transponder”中。
已成為更加通用的一種技術(shù)的第二技術(shù)被稱為存儲(chǔ)器映射診斷系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，在預(yù)定的地址位置提供各種診斷信息段，就好像它們已經(jīng)存儲(chǔ)在永久存儲(chǔ)器中一樣。主機(jī)系統(tǒng)查詢?cè)摯鎯?chǔ)器地址并且由收發(fā)器讀取當(dāng)前存儲(chǔ)在那里的診斷數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)由早前的收發(fā)器演化而來(lái)，該收發(fā)器使用電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)設(shè)備存儲(chǔ)并將收發(fā)器上的靜態(tài)識(shí)別信息(諸如其支持的鏈接類型或其序列號(hào))提供給主機(jī)系統(tǒng)。存儲(chǔ)器映射診斷系統(tǒng)的一個(gè)示例可在2004年6月1日的SFF文檔號(hào)SFF-8472，rev.9.5的Digital DiagnosticMonitoring Interface for Optical Transceivers中找到，在此引入其全部?jī)?nèi)容作為參考。
這些兩種類型的系統(tǒng)通常使用兩種協(xié)議的其中之一來(lái)傳遞該信息。第一種為在IEEE標(biāo)準(zhǔn)和XENPAK、X2及相關(guān)光收發(fā)器中廣泛使用的管理數(shù)據(jù)輸入/輸出(MDIO)。這些標(biāo)準(zhǔn)的拷貝可在萬(wàn)維網(wǎng)http://www.xenpak.org/MSA/XENPAK_MSA_R3.0.pdf和http://www.x2msa.org/X2_MSA_Rev2.pdf中找到。更加廣泛使用的第二種協(xié)議為I2C(有時(shí)寫為I2C)，其用于從存儲(chǔ)器到各種傳感器系統(tǒng)的許多控制和診斷系統(tǒng)中。用于數(shù)字診斷的I2C現(xiàn)在用于千兆以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器(GBICs)、SFF、SFP和XFP收發(fā)器中(由MSA所限定)。對(duì)于EEPROM通信，I2C用于所有GBICs中。
最后，有時(shí)存在集成電路(IC)級(jí)別的EDC診斷。EDC狀態(tài)下的診斷信息經(jīng)常以實(shí)現(xiàn)EDC功能的IC級(jí)別提供。在現(xiàn)存的設(shè)計(jì)中，該信息經(jīng)常由各種均衡器元件的權(quán)重值組成。并行、模擬或數(shù)字線或者提供該信息，或者這些線可多路復(fù)用到單個(gè)輸出?？蛇x地，該數(shù)據(jù)可通過(guò)與上述相似的標(biāo)準(zhǔn)串行接口讀取。圖2中所示的EDC電路具有用于傳遞權(quán)重值的串行接口。集成電路級(jí)別的現(xiàn)有技術(shù)EDC診斷的另一示例是經(jīng)常被稱為測(cè)量眼質(zhì)量(eye quality)的估計(jì)均衡信號(hào)質(zhì)量的電路應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要提供一種實(shí)際方法，通過(guò)該方法，可以確定并與主機(jī)系統(tǒng)通信EDC使能的光纖鏈接的運(yùn)行裕量。本發(fā)明的目的在于將來(lái)自EDC使能的收發(fā)器的該診斷數(shù)據(jù)提供給使用各種可能系統(tǒng)和方法的主機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)描述了各種方法，主機(jī)系統(tǒng)通過(guò)該方法可以使用該數(shù)據(jù)以提高系統(tǒng)可靠性。
本發(fā)明示例性的實(shí)施方式描述了多種方法，通過(guò)該方法，收發(fā)器可以將診斷信息提供給處于EDC系統(tǒng)狀態(tài)的主機(jī)系統(tǒng)，并且描述了主機(jī)系統(tǒng)如何使用該信息確定鏈接接近其故障點(diǎn)的程度。該示例性實(shí)施方式涉及推導(dǎo)自光纖收發(fā)器中適應(yīng)性均衡電路的信息的使用，從而提供關(guān)于光通道質(zhì)量的診斷信息。
在具有適應(yīng)性均衡電路的光纖收發(fā)器中，均衡電路補(bǔ)償了光纖鏈接上的損害。在此過(guò)程中，該電路使用算法確定用于均衡電路元件的參數(shù)，例如前饋均衡器中的權(quán)重值。因而，所得到的參數(shù)為光鏈接質(zhì)量的函數(shù)，并且可直接提供給主機(jī)系統(tǒng)，從而它們可以通過(guò)各種方法進(jìn)行估計(jì)。可選地，收發(fā)器的控制電路可由該均衡器參數(shù)推導(dǎo)并提供光鏈接質(zhì)量的各種度量。這樣的信息對(duì)于主機(jī)系統(tǒng)判斷鏈接的質(zhì)量是否足以允許可靠的傳輸性能非常有用。
除了光鏈接質(zhì)量的絕對(duì)度量以外，上述光纖收發(fā)器可提供關(guān)于光纖鏈接質(zhì)量接近其接收器性能限度的程度的診斷信息。該信息可通過(guò)將得到的鏈接質(zhì)量與該收發(fā)器的已知性能限度進(jìn)行比較而得到?？蛇x地，在一實(shí)施方式中，該信息可通過(guò)將均衡器參數(shù)的狀態(tài)與在給定電路中這些相同參數(shù)的適應(yīng)性限度進(jìn)行比較而得到。以相關(guān)的方式，光鏈接的質(zhì)量可通過(guò)在信號(hào)通過(guò)均衡器電路反饋之后而估計(jì)該電信號(hào)質(zhì)量的電路來(lái)判斷。
在一實(shí)施方式中，收發(fā)器中的微控制器或相似設(shè)備計(jì)算光鏈接質(zhì)量的度量。該值可隨后作為輸出引腳上的模擬電壓提供給主機(jī)系統(tǒng)。
在另一實(shí)施方式中，將已計(jì)算的光鏈接質(zhì)量的度量與預(yù)定限度進(jìn)行比較，并且通過(guò)數(shù)字輸出引腳以與指示接收的功率小于預(yù)定限度的光信號(hào)丟失引腳相同的方式提供該比較的結(jié)果。在相近的相關(guān)實(shí)施方式中，可通過(guò)直接將均衡器電路的狀態(tài)與均衡器電路能力的已知限度進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行該相同的比較。類似地，數(shù)字輸出引腳可配置用于指示光鏈接超出均衡器電路的性能能力，并且因而該鏈接上得到的錯(cuò)誤率可能是無(wú)法接受的。
作為數(shù)字輸出引腳的替代或其附加的，收發(fā)器可使用指示燈來(lái)提供上述指示。由于其允許操作者選擇為了成功的傳輸而提供足夠鏈接質(zhì)量的光纖連接，所以該實(shí)施方式特別有用。
在另一實(shí)施方式中，光收發(fā)器使用串行通信鏈接提供診斷信息。在這種情況下，用于診斷信息的接口可為多種類型，包括通過(guò)從預(yù)定存儲(chǔ)器位置讀取而訪問(wèn)信息的存儲(chǔ)器映射接口，信息位于特定寄存器位置的基于寄存器的接口以及主機(jī)提供指示其想要信息的命令并隨后使用預(yù)定協(xié)議獲取該信息的命令接口。
在使用串行通信接口的實(shí)施方式中，可提供許多類型和形式的信息。例如，可提供警報(bào)和警告標(biāo)記，其指示光鏈接質(zhì)量相比于來(lái)自均衡器性能限度的預(yù)定測(cè)量更接近，或者鏈接質(zhì)量比該均衡器可補(bǔ)償?shù)南薅雀睢?br> 一種有用形式的診斷信息為光鏈接質(zhì)量的度量?？纱嬖诙鄠€(gè)這樣的度量，包括使用理想線性均衡器或理想判定反饋均衡器發(fā)生的功率損耗。具有串行通信接口的收發(fā)器可提供再次由均衡器電路的狀態(tài)推導(dǎo)得到的作為數(shù)字值的這些度量中的一個(gè)或多個(gè)。從均衡器電路的狀態(tài)中可推導(dǎo)得到光通道的更完整描述。該描述可表現(xiàn)為時(shí)域中的脈沖響應(yīng)或頻率響應(yīng)函數(shù)。這些描述中的任一個(gè)可作為一組數(shù)字值而通過(guò)串行通信接口提供給主機(jī)。
某些通信設(shè)備和光纖收發(fā)器設(shè)計(jì)用于能夠以多于一個(gè)的數(shù)據(jù)率進(jìn)行傳輸。該示例為以太網(wǎng)連接，其可配置自身以每秒10，100或1000兆位運(yùn)行，以及可以1.06，2.125或4.25千兆位/秒運(yùn)行的Fibre Channel系統(tǒng)。這些系統(tǒng)經(jīng)常可基于鏈接各側(cè)的系統(tǒng)能力而頻繁地自動(dòng)調(diào)配該鏈接上的最大可用數(shù)據(jù)率。
在由于鏈接色散而使系統(tǒng)可能具有性能限度的情況下，這里所述的診斷功能可用于判斷該鏈接質(zhì)量是否為最大數(shù)據(jù)率的限度因素并因此選擇數(shù)據(jù)率。特別是，光纖收發(fā)器可提供直接指示其可在鏈接上支持的最大數(shù)據(jù)率的診斷信息。最終，光纖收發(fā)器可通過(guò)諸如均衡器速率讀取器的串行接口而提供關(guān)于均衡器電路狀態(tài)的直接信息。
本發(fā)明的這些以及其它目的及特征通過(guò)以下說(shuō)明書和附圖將更加顯而易見(jiàn)，或通過(guò)以下所闡明的本發(fā)明的實(shí)施可了解。


為了進(jìn)一步闡明本發(fā)明上述和其它優(yōu)點(diǎn)及特征，將通過(guò)參照在附圖中所示的具體實(shí)施方式
來(lái)表現(xiàn)本發(fā)明的更具體說(shuō)明。應(yīng)該理解，這些附圖僅表現(xiàn)了本發(fā)明的典型實(shí)施方式并且因此不應(yīng)認(rèn)為對(duì)其范圍的限度。本發(fā)明將通過(guò)使用附圖以附加的特征和細(xì)節(jié)得到描述和解釋。在附圖中圖1為現(xiàn)有技術(shù)的收發(fā)器模塊的示意圖；圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)具有診斷輸出的電子色散補(bǔ)償集成電路的數(shù)據(jù)流的一部分；圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的收發(fā)器模塊的示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的收發(fā)器模塊的一個(gè)示例的透視圖；具體實(shí)施方式
在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，圖3中示出了收發(fā)器200的示意圖。在該示例中，收發(fā)器200為萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口小封裝可插拔收發(fā)器(XFP form factor)，并設(shè)計(jì)用于使用通過(guò)數(shù)據(jù)線205與接收路徑中的光接收器子組件(ROSA)204相連接的電子色散補(bǔ)償(EDC)集成電路(IC)202支持在多模光纖上的改進(jìn)傳輸。ROSA 204可結(jié)合線性響應(yīng)跨阻抗放大器(TIA，圖中未示出)，該TIA適于將可用信號(hào)提供給EDC電路。在未均衡化鏈接中通常使用的該類型的受限放大器將損害大量信息，而EDC電路需要依賴該信息恢復(fù)該傳輸?shù)男盘?hào)。收發(fā)器的傳輸路徑由發(fā)射時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)206、激光驅(qū)動(dòng)器208以及光發(fā)射器子組件(TOSA)210組成。在正常運(yùn)行期間，CDR 206可接收來(lái)自差分傳輸終端211的差分傳輸信號(hào)TX+和TX-，并將該信號(hào)傳輸給激光驅(qū)動(dòng)器208，該激光驅(qū)動(dòng)器可調(diào)整該差分信號(hào)以使用TOSA 210進(jìn)行正常的光傳輸。
在該情況下，EDC IC 202中也可結(jié)合用于接收路徑的再定時(shí)功能，所以不需要外部接收CDR。EDC IC 202可基于由ROSA 204接收的光信號(hào)而在差分接收終端217上產(chǎn)生差分接收輸出信號(hào)RX+和RX-。收發(fā)器200例如也可具有諸如在終端219上提供的電源Vcc以及在終端221上提供的地的電壓。
收發(fā)器200也包括用于多個(gè)功能的微控制器212。這些功能包括發(fā)射和接收路徑的各種元件的設(shè)置、控制和溫度補(bǔ)償，以及診斷功能的實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施方式中，微控制器212進(jìn)一步通過(guò)包括時(shí)鐘線216(SCL)和數(shù)據(jù)線214(SDA)的兩線路串行接口與主機(jī)系統(tǒng)相連接。另外，以XFP MSA標(biāo)準(zhǔn)限定的中斷引腳218也可與主機(jī)系統(tǒng)相連接。
微控制器212也處理所有與終端用戶之間的低速通信。這些低速通信涉及標(biāo)準(zhǔn)化的引腳功能等，例如信號(hào)丟失(LOS)213以及有時(shí)也被稱為“TXD”的發(fā)射器無(wú)效輸入(TX DISABLE)215。LOS指示器213設(shè)定用于當(dāng)收發(fā)器處接收的功率下降到低于指示接收的數(shù)據(jù)可能無(wú)法使用的預(yù)定限度時(shí)發(fā)出一數(shù)字信號(hào)。
在本實(shí)施方式中，微控制器212通過(guò)串行數(shù)據(jù)路徑220連接到EDC IC202?？稍O(shè)計(jì)EDC IC 202使得EDC均衡器權(quán)重值的當(dāng)前狀態(tài)可作為數(shù)字值在該串行連接220上報(bào)告。在本實(shí)施方式中，微控制器212隨后可使用該數(shù)據(jù)進(jìn)行多個(gè)計(jì)算。以最簡(jiǎn)單的形式，一個(gè)計(jì)算將該權(quán)重值與用于該EDC IC 202的那些值的已知限度進(jìn)行比較，并且確定IC 202接近其均衡化能力限度的程度。將所得到的值隨后與預(yù)置的閾值進(jìn)行比較。如果該權(quán)重值超過(guò)了對(duì)應(yīng)于不足裕量的給定點(diǎn)，則收發(fā)器200將設(shè)定警告標(biāo)記，其與在XFP MSA中限定的其它標(biāo)記類似并且對(duì)于位于預(yù)定存儲(chǔ)器位置的主機(jī)可訪問(wèn)。
并且，微控制器212將設(shè)定中斷以向主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出該警告條件的警報(bào)。該警告為全部光纖鏈接非常接近均衡化限度的有效指示。主機(jī)系統(tǒng)可為了各種目的而使用該信息。第一，主機(jī)系統(tǒng)可(通過(guò)主機(jī)操作系統(tǒng)或前面板指示)通知系統(tǒng)的操作者以選擇不同的多模光纖連接(假定在系統(tǒng)設(shè)置時(shí)已完成)。第二，主機(jī)系統(tǒng)可通知操作者選擇不同的光發(fā)射技術(shù)。例如，在使用單模輸出連接設(shè)計(jì)的收發(fā)器中，操作者可首先嘗試與多模光纖直接進(jìn)行可用連接(最簡(jiǎn)單且最低成本)。然而，如果該連接不充分，操作者可增加例如模式調(diào)節(jié)連線(mode conditioning patchcord)，如在用于1000 Base-LX的IEEE 802.3z標(biāo)準(zhǔn)中所引述。最終，主機(jī)系統(tǒng)可自動(dòng)將鏈接轉(zhuǎn)換到該鏈接將具有更多裕量的較低傳輸率(例如，從8Gb/s到4Gb/s)。
在上述實(shí)施方式中也可提供其它診斷功能。例如，如果EDC權(quán)重值表明該鏈接超出了EDC IC的限度(例如，如果多個(gè)權(quán)重值已被設(shè)定到其最大可能值)，則可設(shè)定警告標(biāo)記和相關(guān)的中斷。最終，IC可將關(guān)于該權(quán)重值的數(shù)據(jù)直接提供給主機(jī)系統(tǒng)。
作為可選或附加的功能，微控制器212可由均衡器狀態(tài)的權(quán)重值或其它參數(shù)計(jì)算光通道質(zhì)量的度量。該度量的一個(gè)有用示例是用于理想判定反饋均衡器(PIE-D)或理想線性均衡器的功率損耗。在示例性的實(shí)施方式中，該度量的值可提供給位于預(yù)定存儲(chǔ)器位置(即，存儲(chǔ)器映射位置)的主機(jī)?？蛇x地，該信息可提供給寄存器并可通過(guò)基于寄存器的接口訪問(wèn)。在其它可選實(shí)施方式中，該信息可通過(guò)命令接口被訪問(wèn)。如對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字診斷實(shí)施中其它數(shù)據(jù)所做的處理，收發(fā)器也可對(duì)與警告和警報(bào)標(biāo)記級(jí)別相對(duì)應(yīng)的上述度量提供限度值。
作為可選實(shí)施方式或附加特征，收發(fā)器可在可視化的前表面上具有一個(gè)或多個(gè)指示燈。這些燈如圖3中的222和224所示。微控制器212可激發(fā)這些燈222和224以指示上述警告或警報(bào)狀態(tài)。這些指示燈可以是安裝在前表面上的LED，或是將光從安裝在收發(fā)器中的PCB上的LED導(dǎo)引出來(lái)的燈管。該指示燈的一個(gè)可選實(shí)施方式在圖4中示出，其示出了具有指示器302和304的模塊300。
在其它可選實(shí)施方式中，診斷信息可包括關(guān)于光通道質(zhì)量的時(shí)間變化的信息?？蛇x地，該診斷信息可包括在一段時(shí)間周期內(nèi)該通道最差狀態(tài)的測(cè)量。該診斷信息也可由已均衡化的接收信號(hào)的質(zhì)量測(cè)量而推導(dǎo)得到。在其它實(shí)施方式中，診斷信息還可包括光通道的脈沖響應(yīng)的數(shù)字表示。進(jìn)一步的實(shí)施方式可包括光通道的頻率響應(yīng)的數(shù)字表示。在其它可選實(shí)施方式中，診斷信息可包括在已連接的通道上最大的可用數(shù)據(jù)率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解，可單獨(dú)或與上面提供的具體實(shí)施例相結(jié)合地使用許多其它的具體數(shù)據(jù)測(cè)量。在此所述的具體實(shí)施例僅為了闡明的目的，并且并非意味以任何方式限度本發(fā)明。
在不偏離本發(fā)明的構(gòu)思或基本特征的情況下，本發(fā)明可以其它具體形式實(shí)施。應(yīng)該理解，所描述的實(shí)施方式在所有方面均僅為闡釋性的而非限度性的。所以，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書而非前述說(shuō)明書來(lái)限定。權(quán)利要求的等效含義和范圍內(nèi)體現(xiàn)的所有改變均落入其范圍內(nèi)。另外，關(guān)于任何引入本申請(qǐng)中作為參考的文件，在任何與數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)相沖突的情況下，包含在本說(shuō)明書中的信息應(yīng)該被認(rèn)為具有優(yōu)先級(jí)。
權(quán)利要求
1.一種光收發(fā)器，包括光接收器，其配置用于將在至少一個(gè)光通道上的已接收光信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)；電子色散補(bǔ)償電路，其配置用于在接收到來(lái)自所述光接收器的所述相應(yīng)的電信號(hào)時(shí)執(zhí)行以下動(dòng)作對(duì)于接收自所述光接收器的所述相應(yīng)的電信號(hào)執(zhí)行電子色散補(bǔ)償?shù)膭?dòng)作；以及生成關(guān)于所述電子色散補(bǔ)償?shù)脑\斷信息的動(dòng)作；以及通信機(jī)構(gòu)，其配置用于將由所述EDC電路生成的所述診斷信息的至少一些提供給主機(jī)接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光收發(fā)器，其特征在于，所述光收發(fā)器為XFP、X2、XENPAK、SFP、SFF和GBIC收發(fā)器中的任意一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光收發(fā)器，其特征在于，所述收發(fā)器還包括與所述EDC電路通信的控制器集成電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光收發(fā)器，其特征在于，所述控制器集成電路包括所述通信機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光收發(fā)器，其特征在于，所述控制器集成電路使用串行接口與所述主機(jī)設(shè)備通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光收發(fā)器，其特征在于，所述診斷信息包括以下的至少一種i)指示，其表明所述適用性EDC電路的狀態(tài)比來(lái)自其能力限度的預(yù)定測(cè)量更接近，從而實(shí)現(xiàn)接收器性能的所需級(jí)別；ii)測(cè)量，其表明所述適用性EDC電路的狀態(tài)接近其能力的已知限度的程度；iii)指示，其表明所述適用性EDC電路不能實(shí)現(xiàn)接收器性能的所需級(jí)別；iv)所述光通道的質(zhì)量度量的數(shù)字表示；v)所述光通道的脈沖響應(yīng)的數(shù)字表示；vi)所述光通道的頻率響應(yīng)的數(shù)字表示；vii)關(guān)于所述光通道質(zhì)量的時(shí)間變化的信息；viii)在一段時(shí)間周期內(nèi)所述光通道的最差狀態(tài)的測(cè)量；ix)所述光通道上可能的最大可用數(shù)據(jù)率；x)用于所述光通道的鏈接性能數(shù)據(jù)；xi)由適應(yīng)性均衡器中的當(dāng)前權(quán)重值推導(dǎo)得到的信息；以及xii)由已均衡化的接收信號(hào)的質(zhì)量測(cè)量推導(dǎo)得到的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光收發(fā)器，其特征在于，所述診斷信息通過(guò)使用輸出引腳、數(shù)字輸出引腳上的模擬電壓、警告標(biāo)記以及所述收發(fā)器上的指示燈中的至少一個(gè)來(lái)提供。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光收發(fā)器，其特征在于，所述診斷信息可通過(guò)存儲(chǔ)器映射接口、基于寄存器的接口以及命令接口中的至少一個(gè)來(lái)訪問(wèn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光收發(fā)器，其特征在于，所述度量為理想線性均衡器的功率損耗和理想判定反饋均衡器的功率損耗的其中之一。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光收發(fā)器，其特征在于，所述最大可用數(shù)據(jù)率選自一組標(biāo)準(zhǔn)化的鏈接數(shù)據(jù)率。
11.一種光收發(fā)器，包括配置用于將在至少一個(gè)光通道上的已接收光信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)的光接收器，該收發(fā)器還包括配置用于接收所述相應(yīng)的電信號(hào)的電子色散補(bǔ)償(EDC)電路，一種用于將診斷信息提供給主機(jī)系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟對(duì)于接收自所述光接收器的所述相應(yīng)的電信號(hào)執(zhí)行電子色散補(bǔ)償；生成關(guān)于所述電子色散補(bǔ)償?shù)脑\斷信息；以及將所述診斷信息提供給所述主機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述診斷信息包括以下的至少一種i)指示，其表明所述適用性EDC電路的狀態(tài)比來(lái)自其能力限度的預(yù)定測(cè)量更接近，從而實(shí)現(xiàn)接收器性能的所需級(jí)別；ii)測(cè)量，其表明所述適用性EDC電路的狀態(tài)接近其能力的已知限度的程度；iii)指示，其表明所述適用性EDC電路不能實(shí)現(xiàn)接收器性能的所需級(jí)別；iv)所述光通道的質(zhì)量度量的數(shù)字表示；v)所述光通道的脈沖響應(yīng)的數(shù)字表示；vi)所述光通道的頻率響應(yīng)的數(shù)字表示；vii)關(guān)于所述光通道質(zhì)量的時(shí)間變化信息；viii)在一段時(shí)間周期內(nèi)所述光通道的最差狀態(tài)的測(cè)量；ix)所述光通道上可能的最大可用數(shù)據(jù)率；x)用于所述光通道的鏈接性能數(shù)據(jù)；xi)由適應(yīng)性均衡器中的當(dāng)前權(quán)重值推導(dǎo)得到的信息；以及xii)由已均衡化的接收信號(hào)的質(zhì)量測(cè)量推導(dǎo)得到的信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括使用所述診斷信息判斷給定的光纖連接是否可用的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，如果所述判斷步驟發(fā)現(xiàn)所述給定的光纖連接不可用，則還包括以下步驟使操作者轉(zhuǎn)換到不同的光纖連接；以及重復(fù)所述判斷步驟直到識(shí)別出可用的光纖連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述主機(jī)系統(tǒng)以所述判斷步驟的結(jié)果向所述操作者發(fā)出警告。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述診斷信息包括至少一個(gè)當(dāng)前光發(fā)射適配器的鏈接性能參數(shù)并且還包括以下步驟將所述鏈接性能參數(shù)與預(yù)定值進(jìn)行比較；使用所述診斷信息選擇可選的光發(fā)射適配器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，如果所述性能參數(shù)不滿足所述預(yù)定值，則還包括以下步驟使操作者轉(zhuǎn)換到不同的發(fā)射適配器；以及重復(fù)所述比較步驟直到所述性能參數(shù)滿足或超過(guò)所述預(yù)定值。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括降低所述數(shù)據(jù)率直到確定所述最大可用數(shù)據(jù)率的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，通過(guò)從兩個(gè)因素彼此不同的一組數(shù)據(jù)率中進(jìn)行選擇而降低所述數(shù)據(jù)率。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光收發(fā)器。該收發(fā)器包括在至少一個(gè)光通道上具有適應(yīng)性電子色散補(bǔ)償(EDC)電路的接收器。該適應(yīng)性電子色散補(bǔ)償電路將診斷信息提供給主機(jī)系統(tǒng)。該收發(fā)器可為XFP、X2、XENPAK、SFP、SFF、GBIC或其它類型的收發(fā)器。該診斷信息可包括關(guān)于光通道質(zhì)量的時(shí)間變化和/或一段時(shí)間周期內(nèi)光通道的最差狀態(tài)測(cè)量的信息。該診斷信息也可由已均衡化的接收信號(hào)的質(zhì)量測(cè)量、當(dāng)前權(quán)重值以及許多其它具體值而推導(dǎo)得到。
文檔編號(hào)H04B10/06GK101057426SQ200580037318
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2005年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者劉易斯·B·阿倫森 申請(qǐng)人:菲尼薩公司