1358210 t、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於一種光收發模組及系統和光收發方法， 特別是關於一種可準確探測終端設備的光收發模組系統和 光收發方法。 【先前技術】 隨著光傳輸技術的發展，光纖傳輸在傳輪速率/傳輸距 離和抗干擾能力上的優勢，使光收發模組（ transceiver module)得到了越來越廣泛的應用。由於光傳 輸技術的優勢，目前越來越多的應用希望將光 麵現有的電子收發器，使得具有傳統介== 速外設it件互連標準（PCIE)介面規格或通用串列匯流排 版本3.0 (USB3.G)介面規格等，的電子收發器也可以通 過光收發模組與終端設備進行域通訊。錢有技術的光 收發模組直接連接現有的普通介面規格的電子收發器栌， 會令電子收發器進人失效模式(disable mGde)，因此本發明 提出-賴的紐發⑽統及綠發方法，以解㈣ 有技術存在的問題。 【發明内容】 #有鑒於此，本發明提供-種光收發模組，包括 早兀’其輸出-接收終端丢失信號；—發射驅動單元，豆 包括-正接收信號端和—負接收信號端；一差分 ： 抗，其包括-第-終端阻抗和—第二終端阻抗，第二 阻抗和第二終端阻抗均直接連接至—參考電位 = 終端阻抗卜第-信號開關，_於正接收信 : 終端阻抗之間，其根據純終㈣失錢㈣收^ 0608-A42407TWF1 4 端是否耦接至第一終端阻抗；以及一第二信號開關，耦接 於負接收信號端與第二終端阻抗之間，其根據接收終端丟 失信號控制負接收信號端是否耦接至第二終端阻抗。 本發明更提供一種光收發系統，包括：一電子收發 器，其包括一正發送信號端和一負發送信號端；以及一光 收發模組，其可耦接於電子收發器，其包括一接收單元， 其輸出一接收終端丟失信號；一發射驅動單元，其包括一 正接收信號端和一負接收信號端，正接收信號端和負接收 信號端分別耦接至電子收發器的正發送信號端和負發送信 號端；一差分終端阻抗，其包括一第一終端阻抗和一第二 終端阻抗，第一終端阻抗和第二終端阻抗均直接連接至一 參考電位以構成差分終端阻抗；一第一信號開關，耦接於 正接收信號端與第一終端阻抗之間，其根據接收終端丟失 信號控制正接收信號端是否耦接至第一終端阻抗；以及一 第二信號開關，耦接於負接收信號端與第二終端阻抗之 間，其根據接收終端吾失信號控制負接收信號端是否耦接 至第二終端阻抗。 本發明所述的光收發模組與系統，在光收發模組内部 實現藉由終端設備的連接狀況來控制光收發模組之正負接 收信號端之間動態地耦接差分終端阻抗，從而使得主控端 的電子收發器準確地得知光纜對面終端設備的連接狀況。 原本無法直接連接光收發模組的電子收發器，藉由本發明 的光收發模組與系統也可以與終端設備實現光纖傳輸，且 終端設備能夠實現熱插拔功能。本發明無需更改主控端的 電子收發器原來的介面設計。在本發明的光收發模組中， 由於該接收終端丟失信號為内部信號，因此在設計光收發 0608-A42407TWF1 5 1358210 才果組的介面時，可以不設計引腳引出接收終端丟失信號， 如此還可以減少光收發模組的引腳數量。 【實施方式】 為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂， 下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下。 第1圖是現有技術的電子收發系統1 〇〇的方塊圖。其 中’電子收發器120可以是具有快速外設元件互連標準 (PCIE)介面規格或通用串列匯流排版本3.0 (USB3.0) 介面規格等，支援熱插拔功能的高速電子收發器。當該電 子收發盗120作為傳輸系統的主控端（host)時，每隔— 疋日守間會輪詢（polling)是否有設備端（device )插入，當 探測到設備端150插入時，該電子收發器120會發起傳輪 一鏈結訓練序列（link training sequence)以建立與設備端 150的鏈結。當然，設備端150也會每隔一定時間輪詢主 控端是否存在，當探測到作為主控端的電子收發器12〇存 在時’也會發起傳輸一鏈結訓練序列以建立與電子收發器 120的鏈結。 電子收發器120與設備端150的連接方式如第1圖所 示’電子收發器120的正發送信號端TX+和負發送信號端 TX-耦接至設備端15〇的正接收信號端RX+和負接收信號 端RX-，實現由電子收發器120向設備端150發送資料， 資料可以是以一差動信號對的形式發送；電子收發器120 的正接收信號端RX+和負接收信號端RX-耦接至設備端 150的正發送信號端TX+和負發送信號端TX-，實現由設 0608-A42407TWF1 6 1358210 備端150向電子收發器120發送資料，資料也可以是以一 差動信號對的形式發送。電子收發器120透過輪詢其正發 送信號端TX+和負發送信號端TX-之間是否耦接差分终端 阻抗（differential terminator impedance)來判斷是否有設備 端插入。當設備端150如第1圖所示連接至電子收發器120 並準備好時，設備端150的正接收信號端RX+和負接收信 號端RX-之間就會存在差分終端阻抗112，電子收發器120 探測到其正發送信號端TX+和負發送信號端TX-之間出現 了差分終端阻抗，也就是探測到了終端阻抗112的存在， 則認為有設備端插入，該電子收發器120會發起鏈結訓練 序列（link training sequence)’以建立與設備端15〇的鍵 結。當然，當設備端150也會輪詢探測到其正發送信號端 τχ+和負發送信號端τχ-之間是否存在差分終端阻抗 以判斷是否連接到電子收發器120。 但現有技術中，某些類型的設備端150,例如是經由光 收發模組（optical transceiver module)連接的設備端I%， 在連接至電子收發器120時會發生問題。由於光收發模組 内部固化有差分終端阻抗，一旦將光收發模組按照第i圖 中設備端150連接至電子收發器120的方式連接至電子收 發器120時，電子收發器120就會探測到其正發送信號端 TX+和負發送號端TX-之間出現了差分終端阻抗，則立 即認為已經有設備端插入，因此會發起傳輸一鏈結训練序 列（link training sequence )。但此時光收發模組所連接光纜 的另一端很可能並沒有連接終端設備或者終端設備並沒有 準備好，因此該鏈結訓練序列就會建立失敗，主控端的帝 0608-A42407TWFI 7 1358210 子收發器120就會進入一失效模式（disable mode)。 因此現有技術中，普通介面規袼的電子收發器無法直 接通過光收發模組接連至設備端，從而建立光纖通訊。 第2圖解本發明光收發模組的一種實施方式，光收發 模組210包括：接收單元211 ’其輸出一接收終端去失传 號（receiver lost signal) RX—LOS ;發射驅動單元 212，其 包括一正接收信號端TD+和一負接收信號端TD•，以接收 主機端（host)發來的信號，信號可以是一差動信號對的 形式，終端控制單A213 ’料接在該正接收信號端取 與負接收信號端TD_之間，根據該接收終端丟失作號 RX_L0S來控制該正接收信號端TD+與負接收信號端^ 之間是否祕-差分終端阻抗’差分終端阻抗舉例而言曰 正接收信號端TD+經由-終端阻抗_接至—參考電位= 接收信號端TD·也經由—終端阻抗缺至該參考電位，^ 參考電位舉例而言可以是接地，該終端阻抗可能包括》電 容，電阻，電感等元件。該光收發模組加可經 連接至終端設備240。 見 該ΐ收發模組21G更包括-光檢測單元2丨6,其轉接至 該接收皁元211。在本發 ,, 乃"他貝施例中，該光檢測單开 216也可以是包括在該接收單元211中。檢 檢測該終端設備240發& ^ ^ 、 凡216 輸出至該接收單元21^==其#變為電信號， 接至光收發模組21Q並準二;H4()經由錢230連 千1胥野B^· ’該光檢箪元2 到終端設備240發出的光# # 、 褛收 ”傳斗將其轉變為電接收 傳玄接收早兀211，則接收單元扣輸出的該接收 0608-A42407TWF1 獨210
備240並未耦接至該光收發模組21〇，或該終端設備24〇 未準備好時，該光檢測單元216無法正確接收到終端設備 240發出的光接收信號，此時接收單元2ιι輸出的接收終 端丟失仏號RX一LOS為有效（asserted)。缺而目前電子收 發器’例如具有快速外設元件互連標準（ραΕ)介面規格 或通用串顺流排版本3.〇 (USB3.G)介面規格等的高速 电子收發$ ’並不具備接收該接收終端丢失信號rx—咖 的輸入端。因此光收發模組21G無法告知其所輕接的電子 收發器Μ祕端設備24〇連❹m光收發模組 210並準 借好（例如終端設備24Q是否上電並準備好收發資料）。
終端丟失信號置RX_LOS為無效（de_asserted)。當終端設 本發明的光收發模組21〇中，終端控制單元213可接 ，該接收終端钱錢RX—LQS，並減該接祕端吾失 仏號RX_LOS控制該正接收信號端TD+與負接收信號端 TD-之間是聽接—差分終端阻抗，如此動態地控制使得光 收發模組210之正接收信號端TD+與負接收信號端瓜之 間的差分終端阻抗可以動態地耦接或斷開，其所耦接的電 子收發益通過輪詢是否存在差分終端阻抗就可以準確地得 知終端設備240的連接情況，並不會在光收發模組尚未連 接終端設備240或接終端設備24〇尚未準備好的情形下， 發起傳輸鏈結此練序列（Hnk trajning seqUence)，而導致電 子收發态進入失效模式（disabie mode)。在本發明其他實 施例中’該接收終端丟失信號1〇(_]1(：^輸入終端控制單元 213之前另有一處理電路（未繪示）對該接收終端丟失信 號RX—LOS作前端處理，以產生一指示信號輸入終端控制 0608-A42407TWF1 9 1358210 單元213以指示是否有終端設備24〇連接到該光收發模組 210並準備好。 第3圖是本發明一實施例中終端控制單元313的方塊 圖。其中該終端控制單元313包括一終端阻抗單元305、 一第一終端阻抗開關301以及一第二終端阻抗開關3〇2， 其中終端阻抗單元305包括第一終端阻抗303和一第二終 端阻抗304，第一終端阻抗3〇3和第二終端阻抗3〇4均耦 接至一參考電位以構成一個差分終端阻抗，該參考電位舉 例而吕可以是接地；第一終端阻抗開關3〇 1麵接至第一終 鲁 端阻抗303，當接收終端丟失信號RX_L〇s為有效時，第 一終端阻抗開關301打開，正接收信號端TD+與該參考電 位之間不會麵接第一終端阻抗303;當接收終端丟失信號 RX—LOS為無效時，第一終端阻抗開關3〇1閉合，正接收 信號端TD+與該參考電位之間耦接第一終端阻抗3〇3 ;第 二終端阻抗開關302耦接至第二終端阻抗3〇4，當接收終 端丟失信號RX一LOS為有效時，第二終端阻抗開關3〇2打 開，負接收信號端TD·與該參考電位之間不會耦接第二終 馨 端阻抗304 ;當接收終端丟失信號RX_L〇s為無效時，第 二終端阻抗開關302閉合，負接收信號端TD_與該參考電 位之間柄接苐二終端阻抗304。在本發明一實施例中，該 第一和第二終端阻抗開關301和302可以由功率場效應電 晶體MOSFET來實現，可根據接收終端丟失信號RX_L〇s 有效電位的高低來選擇不同類型的功率場效應電晶體的 MOSFET和驅動方式。此為本領域技術人員所習知的技 術，在此不再贅述。
0608-A42407TWF1 S 1358210 第4圖是本發明另一實施例中終端控制單元413的方 塊圖。終端控制單元413耦接在該正接收信號端TD+與負 接收信號端TD-之間，根據該接收終端丟失信號RX_L〇S 控制該正接收信號端TD+與負接收信號端TD-之間是否耦 接一差分終端阻抗。本實施例中，差分終端阻抗4〇5固化 (fixed)在光收發模組内部，可以是由兩個終端阻抗403 和404構成，終端阻抗4〇3和4〇4均耦接至一參考電位， 該參考電位舉例而言可以是接地。終端控制單元413包括 第一信號開關401和第二信號開關402，第一信號開關401 和第二信號開關402可以作為獨立的電路器件，直接控制 正接收信號端TD+與負接收信號端TD-之間是否耦接差分 終端阻抗405 :當接收終端丟失信號rx_l〇S為有效時， 第一k號開關401打開’使得正接收信號端TD+不耦接至 差分終端阻抗405，第二信號開關402也打開，使得負接 收k號端TD-也不_接至差分終端阻抗4〇5;當接收終端丟 失信號RX 一 LOS為無效時，第一信號開關4〇1閉合，使得 正接收信號端TD+輕接至差分終端阻抗405，第二信號開 關402也閉合，使得負接收信號端TD_也耦接至差分終端 阻抗405。當正接收信號端TD+與負接收信號端TD_之間 輪接差分終端阻抗405時’第2圖之光收發模組21〇就可 以被其所麵接的電子收發器探測到。在本實施例中，第一 號開關401和第二信號開關402作為獨立的電路器件可 以用信號開關（signal switch )實現，例如以高速的主動開 關（active switch )或高速的被動開關（passive switch )實 現0 0608-A42407TWF3 1358210 第5圖是本發明光收發系統的一種實施方式。光收發 系統500包括一電子收發器520，其包括一正發送信號端 TX+和一負發送信號端TX-; —光收發模組510，其耦接於 電子收發器520。該光收發模組510更包括一接收單元 511，其輸出一接收終端丟失信號RX_LOS ; —發射驅動單 元512，其包括一正接收信號端TD+和一負接收信號端 TD-，該正接收信號端TD+和該負接收信號端TD-分別耦接 至該電子收發器520的該正發送信號端TX+和該負發送信 號端TX- ’實現由電子收發器520向光收發模組510發送 資料，資料可以是以一差動信號對的形式發送；一終端控 制單元513 ’其耦接在該正接收信號端TD+與負接收信號 端TD-之間，根據該接收終端丟失信號rX_l〇s控制該正 接收信號端TD+與該負接收信號端TD-之間是否耦接一差 分終端阻抗。為了完成與電子收發器520的雙邊通訊，光 收發杈組510之接收單元511更包括一正發送信號端RD+ 和一負發送信號端RD-，其分別耦接至該電子收發器52〇 之一正接收信號端RX+和一負接收信號端RX_，實現由光 收發模組510向電子收發器52〇發送資料，資料也可以是 以一差動信號對的形式發送。該光收發模組51〇可經由光 镜530連接至終端設備540。其中該電子收發器520可以 是具有快速外設元件互連標準（PCIE)介面規格或通用串 列匯流排版本3·〇 (USB3.0)介面規格等，支援熱插拔功 能的向速電子收發器。當然，本發明的電子收發器520可 以是具有能發送差動信號對的正負發送信號端TX+\TX-， 以及能接受差動信號對的正負接收信號端RX+VRX_的主機 0608-A42407TWF1 1358210 端（host )设備，並不一定限於θ百士 亚不 於疋具有快速外設元件互連 標準(PCIE)介务規格或通用串：卜-兀件互逑 入品招故μ古“ 中JL/爪排版本3.0(USB3.0) 介面規格的间迷電子收發器。 當該光收發模組510如第5圖所 ^ ι；Γ^σο <0Λ 口所不的方式連接至該電 子收^而光收發模組训尚未連接任何終端設備 540 1接收單元511輸出的接收終端吾失信號以⑽ ^有效，則終端控制單元513根據該有效的接收終端丢失 虎RX_L0S，控制該正接收信號端TD+與該 端TD-之間不轉接差分終端阻抗。電子收發器52〇通過輪ϋ 詢其正發送信號端ΤΧ+與負發送信號端τχ_之間是否存在 差分終端阻抗來判斷是否有終端設備54〇插入，此時電子 收發斋520探測不到差分終端阻抗存在，則認為無終端設 備插入，則該電子收發器520並不會發起鏈結訓練序列。 當該光收發模組510連接至該電子收發器520且光收發模 組510也連接至終端設備540，但該終端設備540尚未準 備好時’接收終端丟失信號RX—L0S仍然有效，則光收發 权組510之正接收信號端TD+與負接收信號端TD-之間仍 然不耦接差分終端阻抗，因此該電子收發器520也不會發 起鏈結§)|丨練序列。而當該光收發模組510連接至該電子故 發器520且光收發模組510也連接至終端設備540並準借 好時，接收終端丟失信號RX 一 L0S被置為無效，則光收發 模組510之正接收信號端TD+與負接收信號端TD-之間輕 接差分終端阻抗，該電子收發器520探測到其正發送信號 端ΤΧ+與負發送信號端τχ-之間存在差分終端阻抗，則發 起鏈結訓練序列，以建立與該終端設備540的鏈結。 0608-A42407TWF1 13 1358210 第6圖解本發明之光收發系統中電子收發器輪々旬差八 終端阻抗的一實施例。如前所述，光收發模組之該正接收 信號端TD+和該負接收信號端TD-分別耦接至電子收發器 的該正發送信號端TX+和該負發送信號端TX-，電子收發 器是通過輪詢其正發送信號端TX+與負發送信號端τχ-之 間是否耦接差分終端阻抗來探測是否有終端設備插入。電 子收發器每隔一定時間進行一次輪詢以決定是否發起鏈結 訓練序列。如第5圖所示，在輪詢是否耦接差分終端阻抗 時’電子收發器將其正發送信號端TX+與地之間的共模電 壓（common mode voltage)和負發送信號端TX-與地之間 的共模電壓充電至一特定值而後放電，透過放電後此共模 電壓下降至一閾值的放電時間來判斷是否耦接差分終端阻 抗。當電子收發為並未連接任何終端設備時，電子收發器 之正發送信號端τχ+與地之間原本存在充電電阻Rdl和寄 生電容Cpl，因此放電路徑是經由Rdl和Cpl組成，負發 送信號端TX-與地之間原本存在充電電阻Rd2和寄生電容 CP2’因此放電路徑是經由Rd2和Cp2組成，此時放電時 間為tl ;當終端設備連接並準備好時，本發明光收發模組 -貫施例之終知阻抗開關6G1和6Q2閉合，則差分終端阻
以及與Cp 1並聯的和 此時的放電路徑是經由Rdl和Cpl、 aci和Rtl構成，另一條放電路徑是經 0608-A42407TWF1 由Rd2和Cp2、以及與Cp2並聯的CAC2和Rt2構成，由於 此時電路的RC常數更改，放電時間會變為t2。電子收發 器根據放電時間的變化就可以得知其正發送信號端TX+與 負發送信號端TX-之間是否耦接差分終端阻抗，從而探測 是否有終端設備插入。 本發明更揭露一種光收發方法，應用如第5圖所示的 光收發系統500，該方法包括：根據該終端設備540的狀 態輸出一接收終端丟失信號RXJLOS，再根據該接收終端 丟失信號RX_LOS控制該光收發模組510之正接收信號端 TD+與負接收信號端TD-之間是否耦接一差分終端阻抗。 當該終端設備540耦接至該光收發模組510並準備好時， 該接收終端丟失信號RX_LOS無效；當該終端設備540未 耦接至該光收發模組510,或該終端設備540未準備好時， 該接收終端丟失信號RX_LOS有效。當接收終端丟失信號 RX_LOS無效時，正接收信號端TD+和負接收信號端TD-之間耦接該差分終端阻抗。 本發明所述的光收發模組與系統及光收發方法，在光 收發模組的内部實現藉由終端設備的連接狀況來控制光收 發模組之正負接收信號端之間動態地耦接差分終端阻抗， 從而使得主控端的電子收發器準確地得知光纜對面終端設 備的連接狀況。原本無法直接連接光收發模組的電子收發 器，藉由本發明的光收發模組與系統也可以與終端設備實 現光纖傳輸，且終端設備能夠實現熱插拔功能。本發明無 需更改主控端的電子收發器原來的介面設計。在本發明的 光收發模組中，由於該接收終端丟失信號為内部信號，因 0608-A42407TWFJ 15 1358210 此在設計光收發模組的介面時，可以不設計引腳（ph)引 出接收終端丟失信號，如此還可以減少光收發模組的引腳 數量（pin count)。 本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在 不脫離本發明之精神和範圍内，當可做些許的更動與潤 飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界 定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖是現有技術的電子收發系統的方塊圖； 第2圖是本發明一實施例的光收發模組的方塊圖； 第3圖是本發明一實施例的終端控制單元的方塊圖； 第4圖是本發明另一實施例的終端控制單元的方塊圖； 第5圖是本發明一實施例的光收發系統的方塊圖； 第6圖是本發明之光收發系統中電子收發器輪詢差分 終端阻抗的一實施例。 【主要元件符號說明】 230、530〜光緵； 100〜電子收發系統； 112、113、405〜差分終端阻抗； 120、520〜電子收發器； 150〜設備端； 210、 510〜光收發模組； 211、 511〜接收單元； 212、 512〜發射驅動單元； 213、 313、413、513〜終端控制單元； 0608-A42407TWF1 16 1358210 216〜光檢測單元； 240、540〜终端設備； . 305、605〜终端阻抗單元； 301、302、401、402、601、602〜终端阻抗開關； 303、304、403、404〜終端組抗； ' 500〜光收發系統； ‘ RX_LOS〜終端丟失信號； RD+〜光收發模組之正發送信號端； φ RD-〜光收發模組之負發送信號端； RX+〜正接收信號端； RX-〜負接收信號端； TD+〜光收發模組之正接收信號端； TD-〜光收發模組之負接收信號端； TX+〜正發送信號端； - TX-〜負發送信號端。 • C： 0608-A42407丁 WF1 17