用于光学传输高速数据和低速数据的方法、电路和光缆组件技术

本发明专利技术公开用于在光纤链路上同时传输低速光学数据和高速光学数据的方法、电路和有源光缆组件。在一个实施方式中，一种光学通信方法包括：对激光器进行控制，使得所述激光器的输出以第一比特速率来传输高速光学数据；以及对所述激光器的所述输出的振幅进行调制，使得所述激光器将低速光学数据以第二比特速率与所述高速光学数据同时传输。在另一实施方式中，一种用于提供光学通信的电路包括激光器和激光器驱动器电路，所述激光器驱动器电路数字调制所述激光器的输出，以便以第一比特速率来传输高速光学数据。所述电路还进一步包括振幅调制电路，所述振幅调制电路调制所述激光器的振幅，以将低速光学数据以第二比特速率与所述高速光学数据同时传输。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权申请案本申请案根据35U.S.C.§119要求2013年9月13日提交的美国临时申请案序列号61/877,546的优先权权益，所述申请案的内容是本申请案的基础并以全文引用方式并入本文。背景
本公开案总体涉及光学通信，并且更具体地，涉及用于同时光学传输高速数据和低速数据的方法、电路和有源光缆组件。
技术介绍
光纤益处包括极宽带宽以及低噪声的操作。由于这些优点，光纤正越来越多地用于各种应用，包括但不限于宽带语音、视频和数据传输。另外，光缆组件可以用于消费电子产品应用以在电子装置之间传递数据。一些数据传输接口需要将低速数据(例如，遥测数据)与高速数据(例如，高达10Gb/s以及更高)同时传输。然而，另外低速数据需要另外传输介质，诸如铜导体或另外光纤。另外传输介质可以增加光缆直径，并且在铜导体情况下，需要使得光缆末端之间DC隔离，并且由于电磁干扰因素而提出了另外屏蔽要求。用于低速传输的另外光纤会增加光缆成本。概述实施方式涉及在不需要另外光纤或庞大的电导体的情况下、高速数据和低速数据在一个或多个光纤上的同时传输。更具体地，实施方式通过在调制激光器的振幅以便传输低速光学数据的同时数字调制所述激光器来传输高速光学数据，使得带外信号能够在光纤上进行传输。因此，实施方式以方便载送通常在多个铜线对或铜线对与光纤组合上传送的信号的方式将额外数字低速信令路径加入现有高速纤维光学链路。<br>在一个实施方式中，一种光学通信方法包括：对激光器进行控制，使得所述激光器的输出以第一比特速率来传输高速光学数据；以及对所述激光器的所述输出的振幅进行调制，使得所述激光器将低速光学数据以第二比特速率与所述高速光学数据同时传输。所述第一比特速率高于所述第二比特速率。在另一实施方式中，一种用于提供光学通信的电路包括激光器和激光器驱动器电路，所述激光器驱动器电路数字调制所述激光器的输出，以便以第一比特速率来传输高速光学数据。所述电路还进一步包括振幅调制电路，所述振幅调制电路调制所述激光器的振幅，以将低速光学数据以第二比特速率与所述高速光学数据同时传输。所述第一比特速率高于所述第二比特速率。在又一实施方式中，一种有源光缆组件包括：光纤，所述光纤具有第一末端；第一电连接器，所述第一电连接器处于所述光纤的所述第一末端上；以及激光器，所述激光器在所述第一电连接器内。所述有源光缆组件还进一步包括处于所述第一电连接器内的激光器驱动器电路，所述激光器驱动器电路数字调制所述激光器的输出，以便根据所述第一电连接器处接收的高速数据流以第一比特速率在所述光纤上传输高速光学数据。所述有源光缆组件另外包括处于所述第一电连接器内的振幅调制电路，所述振幅调制电路调制所述激光器的振幅，以便根据所述第一电连接器处接收的低速数据流以第二比特速率在所述光纤上将低速光学数据与所述高速光学数据同时传输。所述第一比特速率高于所述第二比特速率。另外的特征和优点将会在以下详述中阐述，并且部分将对本领域的技术人员而言从说明书显而易见，或通过实践如本文(包括以下详述、权利要求书和附图)中描述的实施方式来认识到。应当理解，以上概述以及以下详述仅是示例性的，并且旨在提供用来理解权利要求书的性质和特征的概述或框架。附图被包括来提供进一步的理解，并且并入本说明书中而构成本说明书的一部分。附图示出实施方式，并与描述一起用于解释各种实施方式的原理和操作。附图被包括来提供进一步的理解，并且并入本说明书中而构成本说明书的一部分。附图示出一或多个实施方式，并与描述一起用于解释各种实施方式的原理和操作。附图简述图1描绘根据本文中描述和示出的一或多个实施方式的示例有源光缆组件；图2示意性地描绘根据本文中描述和示出的一或多个实施方式的用于同时光学传输高速光学数据和低速光学数据的示例有源光缆组件的内部部件；图3以图形来描绘根据本文中描述和示出的一或多个实施方式的激光器的示例输出，其中所述输出被数字调制来用于高速光学数据传输，并且振幅被调制来用于低速光学数据传输；图4以图形来描绘根据本文中描述和示出的一或多个实施方式的根据施加至激光器的不同激光器驱动器电流的激光器二极管传递函数；图5A至图5D示意性地描绘根据本文中描述和示出的一或多个实施方式的用于同时对激光器进行数字调制和振幅调制以传输高速光学数据和低速光学数据的示例电路的四个操作状态；图6示意性地描绘根据本文中描述和示出的一或多个实施方式的用于从激光器传输的光学信号产生高速电数据和低速电数据的示例接收器电路和示例振幅检测电路；以及图7以图形来描绘图6中示出的振幅检测电路所产生的示例的电信号，其中所述示例的电信号包括对应于激光器的振幅调制的低速数据。详述本公开案的实施方式涉及用于在一或多个光纤上同时传输高速数据和低速数据的方法、电路和有源光缆组件。本文中描述的实施方式能够在不需要另外光纤或庞大的电导体的情况下进行高速数据和低速数据的传输。更具体地，实施方式通过在调制激光器的振幅以便传输低速控制数据的同时数字调制所述激光器来传输高速数据，使得带外控制信号能够在光纤上进行传输。因此，实施方式以方便载送通常在多个铜线对或铜线对与光纤组合上传送的信号的方式将额外数字低速信令路径加入现有高速纤维光学链路。传统激光器收发器数字调制激光器的输出的功率，以便对光纤上的1和0进行编码。以二进制方式在纤维光学链路的接收端处接收光学功率，使得将超过平均功率的任何功率视为逻辑“1”，并且将低于平均功率的任何功率视为逻辑“0”。典型激光器驱动器利用两个电流源。第一电流源为固定的电流源，其将激光器偏置到操作区域，从而使激光器提供期望平均功率。第二电流源是可切换电流源。当第二电流源切换成添加至第一电流源时，激光器的所得增强光学功率就会产生逻辑1。当第二电流源切换成从第一电流源去除时，所得降低光学功率就会产生逻辑0。在本文中描述的实施方式中，第二电流源的电流值被配置成随时间而缓慢改变，使得较大摆幅1和0可与较小摆幅1和0进行区分。激光器输出振幅的摆幅大小的变化用来对低速数据进行编码。对激光器输出振幅的这种调制随后可以在光纤链路的接收端处加以接收，并转换成实质与所接收的光学信号摆幅成比例的电信号。所得到的低速电数据信号随后可由任何技术加以处理来对低速数据解码。本文中公开的技术可实施于低速数据(例如，低速遥测数据)与高速数...

【技术保护点】
一种光学通信方法，所述方法包括：对激光器进行控制，使得所述激光器的输出以第一比特速率来传输高速光学数据；以及对所述激光器的所述输出的振幅进行调制，使得所述激光器将低速光学数据以第二比特速率与所述高速光学数据同时传输，其中所述第一比特速率高于所述第二比特速率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.13 US 61/877,5461.一种光学通信方法，所述方法包括：
对激光器进行控制，使得所述激光器的输出以第一比特速率来传输高
速光学数据；以及
对所述激光器的所述输出的振幅进行调制，使得所述激光器将低速光
学数据以第二比特速率与所述高速光学数据同时传输，其中所述第一比
特速率高于所述第二比特速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
接收所述激光器的所述输出；以及
同时对所述高速光学数据和所述低速光学数据进行检测。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述高速光学数据转换成
高速电数据并且将所述低速光学数据转换成低速电数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述高速光学数据是由高于阈值的高光学功率值PH和低于所述阈值
的低光学功率值PL来限定；以及
在所述第二比特速率下对所述激光器的所述输出的所述振幅进行调
制，使得：
所述高光学功率值PH为第一高光学功率值PH1或大于所述第一高
光学功率值PH1的第二高光学功率值PH2；以及
所述低光学功率值PL为第一低光学功率值PL1或小于所述第一低
光学功率值PL1的第二低光学功率值PL2。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述高速光学数据的逻辑1是由所述高光学功率值PH提供，并且所
述高速光学数据的逻辑0是由所述低光学功率值PL提供；以及
所述低速光学数据的逻辑1是由所述第二高光学功率值PH2或所述第

\t二低光学功率值PL2提供，并且所述低速光学数据的逻辑0是由所述第
一高光学功率值PH1或所述第一低光学功率值PL1提供。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括：
接收所述激光器的所述输出；以及
将所述激光器的所述输出转换成输入电信号，所述输入电信号包括分
别与所述高速光学数据和所述低速光学数据对应的高速电数据成分和
低速电数据成分。
7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括通过将低通滤波器应用于所
述输入电信号以滤波出所述高速电数据成分来对所述低速电数据成分
进行解码，并且通过将所述低通滤波输入电信号与所述低通滤波输入电
信号的平均电压进行比较来检测所述低速电数据成分的逻辑1和逻辑
0。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将激光器驱动器电流ILD施加至所述激光器来控制所述激光器。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过将驱动电流ID添加至
偏置电流IB和从所述偏置电流IB去除所述驱动电流ID以及将增量电流
I△添加至所述驱动电流ID和从所述驱动电流ID去除所述增量电流I△，
调制所述激光器驱动器电流ILD。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
通过将所述驱动电流ID添加至施加给所述激光器的所述偏置电流IB来提供所述高速光学数据的逻辑1，并且通过从施加给所述激光器的所
述偏置电流IB去除所述驱动电流ID来提供所述高速光学数据的逻辑0；
以及
通过将所述增量电流I△添加至所述驱动电流ID来提供所述低速光学
数据的逻辑1，并且通过从所述驱动电流ID去除所述增量电流I△来提供
所述低速光学数据的逻辑0。
11.一种用于提供光学通信的电路，所述电路包括：
激光器；以及
激光器驱动器电路，所述激光器驱动器电路数字调制所述激光器的输
出，以便以第一比特速率来传输高速光学数据；以及
振幅调制电路，所述振幅调制电路调制所述激光器的振幅，以便将低
速光学数据以第二比特速率与所述高速光学数据同时传输，其中所述第
一比特速率高于所述第二比特速率。
12.根据权利要求11所述的电路，其进一步包括：
接收器电路，所述接收器电路用于将所述激光器的所述输出转换成输
入电信号，其中所述接收器电路从所述输入电信号产生高速电数据；以
及
振幅检测电路，所述振幅检测电路电耦接至所述接收器电路，以便基
于所述输入电信号来检测所述激光器的所述输出的振幅变化，其中所述
振幅检测器基于所述检测的振幅变化来检测低速电数据。
13.根据权利要求12所述的电路，其特征在于，所述接收器电路包括光电
二极管和跨阻抗放大器。
14.根据权利要求11所述的电路，其特征在于：
所述激光器驱动器电路对所述激光器进行控制，使得所述激光器的所
述输出所提供的所述高速光学数据是由高于阈值的高光学功率值PH和
低于所述阈值的低光学功率值PL来限定；以及
所述振幅调制电路在所述第二比特速率下对所述激光器的所述输出
的所述振幅进行调制，使得：
所述高光学功率值PH为第一高光学功率值PH1或大于所述第一高
光学功率值PH1的第二高光学功率值PH2；以及
所述低光学功率值PL为第一低光学功率值PL1或小于所述第一低
光学功率值PL1的第二低光学功率值PL2。
15.根据权利要求14所述的电路，其特征在于：
所述高速光学数据的逻辑1是由所述高光学功率值PH提供，并且所
述高速光学数据的逻辑0是由所述低光学功率值PL提供；以及
所述低速光学数据的逻辑1是由所述第二高光学功率值PH2或所述第
二低光学功率值PL2提供，并且所述低速光学数据的逻辑0是由所述第
一高光学功率值PH1或所述第一低光学功率值PL1提供。
16.根据权利要求15所述的电路，其进一步包括：
接收器电路，所述接收器电路用于将所述激光器的所述输出转换成输
入电信号，其中所述输入电信号具有与所述高速光学数据对应的数字调
制的高速电数据成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·克莱顿·沃克，
申请(专利权)人：康宁光电通信有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US