In die EPON-stelsel is die OLT aan verskeie ONU's (optiese netwerkeenhede) gekoppel deur 'n POS (passiewe optiese splitter).As die kern van EPON, sal OLT optiese modules die werking van die hele 10G EPON-stelsel direk beïnvloed.
1.Inleiding tot 10G EPON simmetriese OLT optiese module
Die 10G EPON simmetriese OLT optiese module gebruik die uplink burst ontvangs en downlink deurlopende transmissie modusse, wat hoofsaaklik gebruik word vir optiese / elektriese omskakeling in 10G EPON stelsels.
Die ontvangsdeel bestaan uit 'n TIA (transimpedansieversterker), 'n APD (Avalanche Photodiode) by 1270 / 1310nm, en twee LA (beperkende versterkers) teen 1.25 en 10.3125 Gbit/s tempo.
Die uitsaaipunt is saamgestel uit 'n 10G EML (elektro-absorpsie modulasie laser) en 'n 1.25 Gbit / s DFB (verspreide terugvoer laser), en sy emissie golflengtes is 1577 en 1490nm, onderskeidelik.
Die dryfkring sluit 'n digitale APC (Automatic Optical Power Control)-kring en 'n TEC (Temperature Compensation)-kring in vir die handhawing van 'n stabiele 10G laser-emissiegolflengte.Die versending- en ontvangparametermonitering word deur die enkelskyfie-mikrorekenaar volgens die SFF-8077iv4.5-protokol geïmplementeer.
Omdat die ontvangkant van die OLT optiese module burst-ontvangs gebruik, is die opsteltyd van die ontvangs veral belangrik.As die opvangstyd lank is, sal dit die sensitiwiteit grootliks beïnvloed, en kan selfs veroorsaak dat die sarsie-ontvangs nie behoorlik werk nie.Volgens die vereistes van die IEEE 802.3av-protokol moet die vestigingstyd van 'n 1.25Gbit / s-sarsontvangs <400 ns wees, en die sarsie-ontvangssensitiwiteit moet <-29.78 dBm wees met 'n bisfoutkoers van 10-12;en 10,3125 Gbit / s Die opsteltyd van die sarsie-ontvangs moet <800ns wees, en die sensitiwiteit van die sarsie-ontvangs moet <-28,0 dBm wees met 'n bisfoutkoers van 10-3.
2.10G EPON simmetriese OLT optiese module ontwerp
2.1 Ontwerpskema
Die 10G EPON simmetriese OLT optiese module is saamgestel uit 'n triplexer (enkelvesel drie-rigting module), stuur, ontvang en monitering.Die triplekser bevat twee lasers en 'n detektor.Die oorgedrade lig en die ontvangde lig word in die optiese toestel geïntegreer deur WDM (Wavelength Division Multiplexer) om enkelvesel tweerigting transmissie te bewerkstellig.Die struktuur daarvan word in Figuur 1 getoon.
Die uitsaaideel bestaan uit twee lasers, wie se hooffunksie is om onderskeidelik 1G en 10G elektriese seine in optiese seine om te skakel en om die optiese drywingstabiliteit in 'n geslote lustoestand deur 'n digitale APC-kring te handhaaf.Terselfdertyd beheer die enkelskyfie-mikrorekenaar die grootte van die modulasiestroom om die uitwissingsverhouding te verkry wat deur die stelsel vereis word.Die TEC-kring word by die 10G-sendkring gevoeg, wat die uitsetgolflengte van die 10G-laser grootliks stabiliseer.Die ontvangsdeel gebruik APD om die bespeurde optiese sein na 'n elektriese sein om te skakel, en voer dit uit na versterking en vorming.Om te verseker dat die sensitiwiteit die ideale omvang kan bereik, is dit nodig om 'n stabiele hoë druk aan die APD by verskillende temperature te verskaf.Die eenskyfie-rekenaar bereik hierdie doelwit deur die APD-hoëspanningstroombaan te beheer.
2.2 Implementering van dubbelkoers-sarsie-ontvangs
Die ontvangsdeel van die 10G EPON simmetriese OLT optiese module gebruik 'n sarsie-ontvangsmetode.Dit moet barsseine van twee verskillende tempo's van 1,25 en 10,3125 Gbit/s ontvang, wat vereis dat die ontvangerdeel die optiese seine van hierdie twee verskillende tempo's goed kan onderskei om stabiele elektriese uitsetseine te verkry.Twee skemas vir die implementering van dubbelkoers-sarsie-ontvangs van OLT optiese modules word hier voorgestel.
Omdat die optiese-invoersein TDMA (Time Division Multiple Access)-tegnologie gebruik, mag daar net een tempo van barslig op dieselfde tyd bestaan.Die insetsein kan in die optiese domein geskei word deur 'n 1:2 optiese splitser, soos Getoon in Figuur 2. Of gebruik slegs 'n hoëspoeddetektor om 1G en 10G optiese seine in swak elektriese seine om te skakel, en skei dan twee elektriese seine seine met verskillende tariewe deur 'n groter bandwydte TIA, soos getoon in Figuur 3.
Die eerste skema wat in Figuur 2 getoon word, sal 'n sekere invoegingsverlies meebring wanneer die lig deur die 1: 2 optiese splitter gaan, wat die optiese insetsein moet versterk, dus word 'n optiese versterker voor die optiese splitter geïnstalleer.Die geskeide optiese seine word dan onderwerp aan optiese / elektriese omskakeling deur detektors van verskillende tempo's, en uiteindelik word twee soorte stabiele elektriese seinuitsette verkry.Die grootste nadeel van hierdie oplossing is dat 'n optiese versterker en 'n 1: 2 optiese splitser gebruik word, en twee detektors is nodig om die optiese sein om te skakel, wat die kompleksiteit van die implementering verhoog en die koste verhoog.
In die tweede skema wat in FIG.3, hoef die optiese insetsein slegs deur 'n detektor en 'n TIA te gaan om skeiding in die elektriese domein te verkry.Die kern van hierdie oplossing lê in die keuse van TIA, wat vereis dat TIA 'n bandwydte van 1 ~ 10Gbit / s het, en terselfdertyd het TIA vinnige reaksie binne hierdie bandwydte.Slegs deur die huidige parameter van TIA kan die responswaarde vinnig kry, die ontvangsensitiwiteit kan goed gewaarborg word.Hierdie oplossing verminder die kompleksiteit van implementering aansienlik en hou koste onder beheer.In die werklike ontwerp kies ons oor die algemeen die tweede skema om dubbelkoers-sarsie-ontvangs te verkry.
2.3 Ontwerp van die hardewarekring aan die ontvangkant
Fig. 4 is die hardewarekring van die sarsie-ontvangsdeel.Wanneer daar 'n bars optiese inset is, skakel die APD die optiese sein om in 'n swak elektriese sein en stuur dit na die TIA.Die sein word deur die TIA versterk in 'n 10G of 1G elektriese sein.Die 10G elektriese sein word ingevoer na die 10G LA deur die positiewe koppeling van die TIA, en die 1G elektriese sein word ingevoer na die 1G LA deur die negatiewe koppeling van die TIA.Kapasitors C2 en C3 is koppelkapasitors wat gebruik word om 10G en 1G AC-gekoppelde uitset te bereik.Die WS-gekoppelde metode is gekies omdat dit eenvoudiger is as die GS-gekoppelde metode.
Die AC-koppeling het egter die lading en ontlading van die kapasitor, en die reaksiespoed op die sein word beïnvloed deur die lading- en ontladingstydkonstante, dit wil sê, die sein kan nie betyds gereageer word nie.Hierdie eienskap sal waarskynlik 'n sekere hoeveelheid ontvangsvereffeningstyd verloor, daarom is dit belangrik om te kies hoe groot die AC-koppelkapasitor is.As 'n kleiner koppelkapasitor gekies word, kan die insteltyd verkort word, en die sein wat deur die ONU in elke tydgleuf uitgesaai word, kan heeltemal ontvang word sonder om die ontvangseffek te beïnvloed omdat die ontvangsversakkingstyd te lank is en die aankoms van die volgende tyd slot.
Te klein kapasitansie sal egter die koppelingseffek beïnvloed en die stabiliteit van ontvangs aansienlik verminder.Groter kapasitansie kan stelseljitter verminder en die sensitiwiteit van die ontvangkant verbeter.Daarom, om die ontvangsinstellingstyd en ontvangsensitiwiteit in ag te neem, moet die toepaslike koppelkapasitors C2 en C3 gekies word.Daarbenewens, om die stabiliteit van die inset elektriese sein te verseker, word 'n koppelkapasitor en 'n bypassende weerstand met 'n weerstand van 50Ω aan die negatiewe terminaal van LA gekoppel.
LVPECL (Low Voltage Positive Emitter Coupling Logic) stroombaan saamgestel uit resistors R4 en R5 (R6 en R7) en 'n 2.0 V DC spanningsbron deur die differensiële seinuitvoer deur 10G (1G) LA.elektriese sein.
2.4 Begin afdeling
Die oordragdeel van die 10G EPON simmetriese OLT optiese module is hoofsaaklik verdeel in twee dele van 1.25 en 10G uitsending, wat onderskeidelik seine met 'n golflengte van 1490 en 1577 nm na die afskakel stuur.Neem die 10G-oordragdeel as 'n voorbeeld, 'n paar 10G differensiële seine gaan 'n CDR (Clock Shaping)-skyfie binne, word AC-gekoppel aan 'n 10G-drywerskyfie, en word uiteindelik differensieel in 'n 10G-laser ingevoer.Omdat die temperatuurverandering 'n groot invloed op die laser-emissiegolflengte sal hê, om die golflengte te stabiliseer tot die vlak wat deur die protokol vereis word (die protokol vereis 1575 ~ 1580nm), moet die werkstroom van die TEC-kring aangepas word, dus dat die uitsetgolflengte goed beheer kan word.
3. Toetsresultate en ontleding
Die belangrikste toetsaanwysers van die 10G EPON simmetriese OLT optiese module sluit die ontvanger opsteltyd, ontvanger sensitiwiteit en transmissie oogdiagram in.Die spesifieke toetse is soos volg:
(1) Ontvang opsteltyd
Onder die normale werksomgewing van uplink burst optiese drywing van -24.0 dBm, word die optiese sein wat deur die burst ligbron uitgestraal word as die meetbeginpunt gebruik, en die module ontvang en vestig 'n volledige elektriese sein as die meting eindpunt, ignoreer die tydsvertraging van lig in die toetsvesel. Die gemete 1G-sarsie-ontvangs-opsteltyd is 76.7 ns, wat aan die internasionale standaard van <400 ns voldoen;die 10G-sarsie-ontvangs opsteltyd is 241.8 ns, wat ook aan die internasionale standaard van <800 ns voldoen.
3. Toetsresultate en ontleding
Die belangrikste toetsaanwysers van die 10G EPON simmetriese OLT optiese module sluit die ontvanger opsteltyd, ontvanger sensitiwiteit en transmissie oogdiagram in.Die spesifieke toetse is soos volg:
(1) Ontvang opsteltyd
Onder die normale werksomgewing van uplink burst optiese drywing van -24.0 dBm, word die optiese sein wat deur die burst ligbron uitgestraal word as die meetbeginpunt gebruik, en die module ontvang en vestig 'n volledige elektriese sein as die meting eindpunt, ignoreer die tydsvertraging van lig in die toetsvesel.Die gemete 1G-sarsie-ontvangs opsteltyd is 76.7 ns, wat aan die internasionale standaard van <400 ns voldoen;die 10G-sarsie-ontvangs opsteltyd is 241.8 ns, wat ook aan die internasionale standaard van <800 ns voldoen.
