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TWI732322B - 主動式光纜與主動式電纜的複合系統與其光收發系統 - Google Patents

主動式光纜與主動式電纜的複合系統與其光收發系統 Download PDF

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TWI732322B
TWI732322B TW108137956A TW108137956A TWI732322B TW I732322 B TWI732322 B TW I732322B TW 108137956 A TW108137956 A TW 108137956A TW 108137956 A TW108137956 A TW 108137956A TW I732322 B TWI732322 B TW I732322B
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Abstract

本發明提出一種光收發系統，包括一PAM4轉換裝置、光發射裝置、光接收裝置與介面單元。光發射裝置耦接該PAM4轉換裝置並從該PAM4轉換裝置接收一第一PAM4信號。光接收裝置耦接該PAM4轉換裝置並傳輸一第二PAM4信號至該PAM4轉換裝置。介面單元通過一電纜單元耦接該PAM4轉換裝置並傳輸一第一NRZ信號至該PAM4轉換裝置。該第一NRZ信號由該PAM4轉換裝置轉換為該第一PAM4信號，且該第二PAM4信號由該PAM4轉換裝置轉換為一第二NRZ信號，該第二NRZ信號被傳輸至該介面單元。

Description

主動式光纜與主動式電纜的複合系統與其光收發系統
本發明是關於進行高速資料傳輸的收發系統，尤其是主動式光纜與主動式電纜的複合系統與其光收發系統。
高速的資料傳輸中，NRZ的調變普遍被應用，且高密度分波多工系統(Dense Wavelength Division Multiplexing System)與平面光波導(Planar Lightwave Circuit,PLC)技術常被用於高速模組與低速模組之間的速率轉換，實現高速轉低速的扇出纜線(fan-out cable)配置。
PAM4調變使得系統的傳輸資料量增加，但在高速轉低速的狀況下會產生不同調變方式的通訊問題，且無法透過高密度分波多工系統與平面光波導技術來解決。
另外，也需使用PAM4光電轉換以進行PAM4與NRZ轉換，然後再做NRZ光電轉換，但這樣的作法在電源供應上需要增加光電轉換元件，使得所需功率與元件成本增加。
因此，需要提出一種能達到上述通訊需求且降低成本與功耗的調變轉換方法。
本發明的主動式光纜與主動式電纜複合系統能在不同調變通訊情況下達到低成本與低功耗的效果。
依據本發明一實施例，提出了一種光收發系統，包括一PAM4轉換裝置、光發射裝置、光接收裝置與介面單元。光發射裝置耦接該PAM4轉換裝 置並從該PAM4轉換裝置接收一第一PAM4信號。光接收裝置耦接該PAM4轉換裝置並傳輸一第二PAM4信號至該PAM4轉換裝置。介面單元通過一電纜單元耦接該PAM4轉換裝置並傳輸一第一NRZ信號至該PAM4轉換裝置。該第一NRZ信號由該PAM4轉換裝置轉換為該第一PAM4信號，且該第二PAM4信號由該PAM4轉換裝置轉換為一第二NRZ信號，該第二NRZ信號被傳輸至該介面單元。
依據本發明一實施例，提出了一種具有主動式光纜與主動式電纜的複合系統，包括一主動式光纜裝置、一PAM4轉換裝置、光發射裝置、光接收裝置與介面單元。光發射裝置耦接該PAM4轉換裝置並從該PAM4轉換裝置接收一第一PAM4信號。光接收裝置耦接該PAM4轉換裝置並傳輸一第二PAM4信號至該PAM4轉換裝置。介面單元通過一主動式電纜裝置耦接該PAM4轉換裝置並傳輸一第一NRZ信號至該PAM4轉換裝置。該第一NRZ信號由該PAM4轉換裝置轉換為該第一PAM4信號，且該第二PAM4信號由該PAM4轉換裝置轉換為一第二NRZ信號，該第二NRZ信號被傳輸至該介面單元。
本發明提出的具有主動式光纜與主動式電纜的複合系統與其光收發系統能達到上述通訊需求，而不需使用一般PAM4與NRZ轉換前後所需要的光電轉換，免除光電轉換元件，達到降低所需功率與元件成本的效果。
所屬技術領域中具有通常知識者將理解，可以透過本發明所公開實現的效果不限於上文具體描述的內容，並且從以上結合附圖的詳細描述中將更清楚地理解本發明的優點。
2:主動式光纜裝置
2:光收發模組
11:介面單元
12:PAM4轉換裝置
13:光發射裝置
14:光接收裝置14
20:主動式電纜裝置
100:主動式光纜傳輸單元
101:主動式光纜接收單元
110:主機接收埠
111:主機發送埠
121:PAM4編碼單元
122:PAM4解碼單元
130:光纖單元
131:透鏡單元
132:VCSEL單元
133:雷射驅動器
140:接腳二極體
141:轉阻放大器
圖1是根據本發明一實施例的系統的示意圖。
圖2是根據本發明一實施例的系統方塊圖。
請參照圖1，圖1是根據本發明一實施例的系統的示意圖，如圖1所示，伺服器之間使用了主動式光纜裝置1與主動式電纜裝置20進行資料傳輸，且透過PAM4轉換裝置12進行PAM4與NRZ的調變轉換，PAM4調變模式可以使模組的結構更簡單，有助達到節省電路成本效果。
請參照圖2，圖2是根據本發明一實施例的系統方塊圖，圖2中的主動式光纜與主動式電纜的複合系統包括了主動式光纜裝置1與光收發模組2，光收發模組2包括介面單元11、PAM4轉換裝置12、光發射裝置13以及光接收裝置14。
該介面單元11通過該主動式電纜裝置20耦接該PAM4轉換裝置12並傳輸一第一NRZ信號NRZ1至該PAM4轉換裝置12。
該PAM4轉換裝置12耦接光發射裝置13和光接收裝置14，並將該第一NRZ信號NRZ1轉換成第一PAM4信號PAM_1，並將第一PAM4信號PAM_1傳輸至該光發射裝置13，讓該光發射裝置13以雷射信號型式發射該第一PAM4信號PAM_1。
該PAM4轉換裝置12從光接收裝置14接收第二PAM4信號PAM_2，將該第二PAM4信號PAM_2轉換成第二NRZ信號NRZ_2，並將第二NRZ信號NRZ_2傳輸給該介面單元11。
在此實施例中，該主動式光纜裝置1包括耦接該光接收裝置14的一主動式光纜傳輸單元100和耦接該光發射裝置13的一主動式光纜接收單元101。該PAM4轉換裝置12包括PAM4編碼單元121和PAM4解碼單元122，該介面單元11包括主機接收埠110和主機發送埠111，PAM4編碼單元121連接該主機接收埠110以接收第一NRZ信號NRZ1，並轉換為該第一PAM4信號PAM_1以輸出至該光發射裝置13。
PAM4解碼單元122將所接收的第二PAM4信號PAM_2解碼為第二NRZ信號NRZ2，並由主機發送埠111輸出。
上述實施例中的該PAM4編碼單元121具體可由CAUI接收單元、時脈資料恢復電路、信號多工器、前向糾錯編碼單元和PAM4編碼器組成。該CAUI接收單元獲取主機接收埠110的第一NRZ信號NRZ1。時脈資料恢復電路可對該第一NRZ信號NRZ1進行時脈資料的恢復，再由信號多工器與前向糾錯編碼單元處理後，傳給PAM4編碼器轉換為第一PAM4信號PAM_1。
上述實施例中的該PAM4解碼單元122具體可由模數轉換器、數位信號處理單元、信號解多工器、前向糾錯解碼單元和CAUI發射單元組成。模數轉換器接收光接收裝置14傳輸的第二PAM4信號PAM_2，並轉換為數位信號給 該數位信號處理單元進行轉換，再由該信號解多工器與前向糾錯解碼單元進行糾錯解碼處理，再通過CAUI發射單元傳輸到主機發送埠111。
另外，在此實施例中，該主動式電纜裝置20由銅線組成。該光接收裝置14包括一光纖單元130、一透鏡單元131、一接腳二極體140、以及一轉阻放大器141。該光發射裝置13包括一光纖單元130、一透鏡單元131、一垂直共振腔面射雷射(VCSEL)單元132、以及一雷射驅動器133。
該雷射驅動器133從PAM4編碼單元121接收對應該第一PAM4信號PAM_1的差分電壓信號並轉換為電流驅動信號驅動VCSEL單元132，VCSEL單元132發射光信號到外部光網路。
該接腳二極體140用於接收外部光網路傳輸的光信號並轉換為微弱的電流信號傳送給轉阻放大器141。該轉阻放大器141用於將電流信號轉換為對應該第二PAM4信號PAM_2的差分電壓信號傳輸給PAM4解碼單元122。
本發明提出的具有主動式光纜與主動式電纜的複合系統與其光收發系統使用了PAM4調變模式讓光模組的結構更簡單，且主動式電纜的複合使用不需使用一般PAM4與NRZ轉換前後所需要的光電轉換，可免除光電轉換元件，達到通訊需求且能降低所需功率與元件成本。
對於所屬技術領域中具有通常知識者顯而易見的是，在不脫離本發明的精神的情況下，本發明可以以其他特定形式實施。因此，以上描述不應在所有方面都被解釋為限制意義，而應被解釋為說明性的。
本發明的範圍應當透過對所附申請專利範圍的合理解釋來確定，並且在本發明的等同物的範圍內的所有改變都包含在本發明的範圍內。
1:主動式光纜裝置
2:光收發模組
11:介面單元
12:PAM4轉換裝置
13:光發射裝置
14:光接收裝置14
20:主動式電纜裝置
100:主動式光纜傳輸單元
101:主動式光纜接收單元
110:主機接收埠
111:主機發送埠
121:PAM4編碼單元
122:PAM4解碼單元
130:光纖單元
131:透鏡單元
132:VCSEL單元
133:雷射驅動器
140:接腳二極體
141:轉阻放大器

Claims (10)

  1. 一種光收發系統，包括：一PAM4轉換裝置；一光發射裝置，耦接該PAM4轉換裝置並從該PAM4轉換裝置接收一第一PAM4信號；一光接收裝置，耦接該PAM4轉換裝置並傳輸一第二PAM4信號至該PAM4轉換裝置；以及一介面單元，通過一電纜單元耦接該PAM4轉換裝置並傳輸一第一NRZ信號至該PAM4轉換裝置；其中，該第一NRZ信號由該PAM4轉換裝置轉換為該第一PAM4信號，且該第二PAM4信號由該PAM4轉換裝置轉換為一第二NRZ信號，該第二NRZ信號被傳輸至該介面單元；其中，該PAM4轉換裝置包括PAM4編碼單元和PAM4解碼單元，該PAM4編碼單元包含CAUI接收單元、時脈資料恢復電路、信號多工器、前向糾錯編碼單元和PAM4編碼器，該PAM4解碼單元包含模數轉換器、數位信號處理單元、信號解多工器、前向糾錯解碼單元和CAUI發射單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光收發系統，其中，該介面單元包括一主機接收埠和一主機發送埠，該PAM4編碼單元耦接該主機接收埠以接收的該第一NRZ電信號，並轉換為該第一PAM4信號以輸出至該光發射裝置；該PAM4解碼單元耦接該主機發送埠，並用於從該光接收裝置接收該第二PAM4信號，並解碼為該第二NRZ電信號以由該主機發送埠輸出。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光收發系統，其中，該電纜單元由銅線組成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光收發系統，其中，該光接收裝置包括一光纖單元、一透鏡單元、一接腳二極體、以及一轉阻放大器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光收發系統，其中，該光發射裝置包括一光纖單元、一透鏡單元、一垂直共振腔面射雷射(VCSEL)單元、以及一雷射驅動器。
  6. 一種具有主動式光纜與主動式電纜的複合系統，包括：一主動式光纜裝置；一PAM4轉換裝置，耦接於該主動式光纜裝置；一光發射裝置，耦接該PAM4轉換裝置並從該PAM4轉換裝置接收一第一PAM4信號；一光接收裝置，耦接該PAM4轉換裝置並傳輸一第二PAM4信號至該PAM4轉換裝置；以及一介面單元，通過一主動式電纜裝置耦接該PAM4轉換裝置並傳輸一第一NRZ信號至該PAM4轉換裝置；其中，該第一NRZ信號由該PAM4轉換裝置轉換為該第一PAM4信號，且該第二PAM4信號由該PAM4轉換裝置轉換為一第二NRZ信號，該第二NRZ信號被傳輸至該介面單元；其中，該PAM4轉換裝置包括PAM4編碼單元和PAM4解碼單元，該PAM4編碼單元包含CAUI接收單元、時脈資料恢復電路、信號多工器、前向糾錯編碼單元和PAM4編碼器，該PAM4解碼單元包含模數轉換器、數位信號處理單元、信號解多工器、前向糾錯解碼單元和CAUI發射單元。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的複合系統，其中，該主動式光纜裝置包括耦接該光接收裝置的一主動式光纜發送單元和耦接該光發射裝置的一主動式光纜接收單元，該介面單元包括一主機接收埠和一主機發送埠，該PAM4編碼單元耦接該主機接收埠以接收的該第 一NRZ電信號，並轉換為該第一PAM4信號以輸出至該光發射裝置；該PAM4解碼單元耦接該主機發送埠，並用於從該光接收裝置接收該第二PAM4信號，並解碼為該第二NRZ電信號以由該主機發送埠輸出。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的複合系統，其中，該主動式電纜裝置由銅線組成。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的複合系統，其中，該光接收裝置包括一光纖單元、一透鏡單元、一接腳二極體、以及一轉阻放大器。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的複合系統，其中，該光發射裝置包括一光纖單元、一透鏡單元、一垂直共振腔面射雷射(VCSEL)單元、以及一雷射驅動器。
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