Sa sistema sa EPON, ang OLT konektado sa daghang ONU (optical network units) pinaagi sa POS (passive optical splitter).Isip kinauyokan sa EPON, ang OLT optical modules direktang makaapekto sa operasyon sa tibuok 10G EPON system.
1. Pasiuna sa 10G EPON simetriko OLT optical module
Ang 10G EPON symmetrical OLT optical module naggamit sa uplink burst reception ug downlink continue transmission modes, nga kasagarang gigamit alang sa optical / electrical conversion sa 10G EPON nga mga sistema.
Ang nakadawat nga bahin naglangkob sa usa ka TIA (transimpedance amplifier), usa ka APD (Avalanche Photodiode) sa 1270 / 1310nm, ug duha ka LA (limitado ang mga amplifier) sa 1.25 ug 10.3125 Gbit / s nga mga rate.
Ang katapusan sa pagpasa gilangkuban sa usa ka 10G EML (electro-absorption modulation laser) ug usa ka 1.25 Gbit / s DFB (giapod-apod nga feedback laser), ug ang mga wavelength sa pagpagawas niini 1577 ug 1490nm, sa tinuud.
Ang driving circuit naglakip sa digital APC (Automatic Optical Power Control) circuit ug usa ka TEC (Temperature Compensation) nga sirkito para sa pagmentinar sa stable nga 10G laser emission wavelength.Ang transmitting ug receiving parameter monitoring gipatuman sa single chip microcomputer sumala sa SFF-8077iv4.5 protocol.
Tungod kay ang pagdawat nga katapusan sa OLT optical module naggamit sa pagsabwag sa pagdawat, ang oras sa pag-setup sa pagdawat labi ka hinungdanon.Kung ang oras sa paghusay sa pagdawat dugay, kini makaapekto pag-ayo sa pagkasensitibo, ug mahimo pa nga hinungdan nga dili molihok sa husto ang pagdawat sa pagbuto.Sumala sa mga kinahanglanon sa IEEE 802.3av protocol, ang oras sa pag-establisar sa usa ka 1.25Gbit / s burst reception kinahanglan nga <400 ns, ug ang burst reception sensitivity kinahanglan <-29.78 dBm nga adunay gamay nga error rate sa 10-12;ug 10.3125 Gbit / s Ang burst reception setup time kinahanglan nga <800ns, ug ang burst reception sensitivity kinahanglan <-28.0 dBm nga adunay gamay nga error rate sa 10-3.
2.10G EPON simetriko OLT optical module nga disenyo
2.1 Disenyo nga laraw
Ang 10G EPON symmetrical OLT optical module gilangkuban sa usa ka triplexer (single-fiber three-way module), pagpadala, pagdawat, ug pagmonitor.Ang triplexer naglakip sa duha ka laser ug usa ka detector.Ang gipasa nga kahayag ug ang nadawat nga kahayag gisagol sa optical device pinaagi sa WDM (Wavelength Division Multiplexer) aron makab-ot ang single-fiber bidirectional transmission.Ang istruktura niini gipakita sa Figure 1.
Ang transmitting nga bahin naglangkob sa duha ka mga laser, kansang nag-unang function mao ang pag-convert sa 1G ug 10G electrical signal ngadto sa optical signal, sa tinagsa, ug sa pagpadayon sa optical power kalig-on sa usa ka closed loop estado pinaagi sa digital APC circuit.Sa parehas nga oras, ang single-chip microcomputer nagkontrol sa kadako sa modulasyon nga karon aron makuha ang ratio sa pagkapuo nga gikinahanglan sa sistema.Ang TEC circuit gidugang sa 10G transmitting circuit, nga labi nga nagpalig-on sa output wavelength sa 10G laser.Ang nakadawat nga bahin naggamit sa APD aron mabag-o ang nakit-an nga pagbuto sa optical signal ngadto sa usa ka signal sa kuryente, ug kini gipagawas pagkahuman sa pagpadako ug pagporma.Aron masiguro nga ang pagkasensitibo makaabot sa sulundon nga sakup, kinahanglan nga maghatag usa ka lig-on nga taas nga presyur sa APD sa lainlaing mga temperatura.Ang usa-chip nga kompyuter nakakab-ot niini nga tumong pinaagi sa pagkontrolar sa APD high-voltage circuit.
2.2 Pagpatuman sa dual-rate burst reception
Ang pagdawat nga bahin sa 10G EPON symmetric OLT optical module naggamit sa usa ka paagi sa pagdawat sa pagbuto.Kinahanglan nga makadawat kini nga mga signal sa pagbuto sa duha nga lainlaing mga rate sa 1.25 ug 10.3125 Gbit / s, nga nanginahanglan nga ang nakadawat nga bahin makahimo sa pag-ila sa mga optical signal niining duha nga lainlaing mga rate nga maayo aron makakuha og lig-on nga output nga mga signal sa kuryente.Duha ka mga laraw alang sa pagpatuman sa dual-rate burst nga pagdawat sa OLT optical modules gisugyot dinhi.
Tungod kay ang input optical signal naggamit sa TDMA (Time Division Multiple Access) nga teknolohiya, usa ra ka rate sa burst light ang mahimong anaa sa samang higayon.Ang input signal mahimong ibulag sa optical domain pinaagi sa 1: 2 optical splitter, sama sa Gipakita sa Figure 2. O gamita lamang ang high-speed detector aron ma-convert ang 1G ug 10G optical signal ngadto sa huyang nga electrical signal, ug dayon ibulag ang duha ka electrical. signal nga adunay lain-laing mga rate pinaagi sa usa ka mas dako nga bandwidth TIA, sama sa gipakita sa Figure 3.
Ang una nga laraw nga gipakita sa Figure 2 magdala usa ka piho nga pagkawala sa pagsal-ot kung ang kahayag moagi sa 1: 2 optical splitter, nga kinahanglan nga magpadako sa input optical signal, aron ang usa ka optical amplifier gi-install sa atubangan sa optical splitter.Ang gibulag nga optical signal gipailalom sa optical / electrical conversion pinaagi sa mga detector nga lainlain ang rate, ug sa katapusan nakuha ang duha ka klase nga stable nga mga output sa signal sa kuryente.Ang pinakadako nga disbentaha niini nga solusyon mao nga ang usa ka optical amplifier ug usa ka 1: 2 optical splitter gigamit, ug duha ka mga detector ang gikinahanglan sa pag-convert sa optical signal, nga nagdugang sa pagkakomplikado sa pagpatuman ug nagdugang sa gasto.
Sa ikaduhang laraw nga gipakita sa FIG.3, ang input optical signal kinahanglan lamang nga moagi sa usa ka detector ug usa ka TIA aron makab-ot ang panagbulag sa electric domain.Ang kinauyokan niini nga solusyon anaa sa pagpili sa TIA, nga nagkinahanglan sa TIA nga adunay bandwidth nga 1 ~ 10Gbit / s, ug sa samang higayon ang TIA adunay paspas nga tubag sulod niini nga bandwidth.Pinaagi lamang sa kasamtangan nga parameter sa TIA nga makuha dayon ang kantidad sa tubag, ang pagkasensitibo sa pagdawat mahimong masiguro nga maayo.Kini nga solusyon makapakunhod pag-ayo sa pagkakomplikado sa pagpatuman ug nagpugong sa mga gasto.Sa aktuwal nga desinyo, kasagaran natong pilion ang ikaduhang pamaagi aron makab-ot ang dual-rate burst reception.
2.3 Disenyo sa hardware circuit sa pagdawat nga tumoy
Ang Fig. 4 mao ang hardware circuit sa burst receiving part.Kung adunay burst optical input, ang APD mag-convert sa optical signal ngadto sa huyang nga electrical signal ug ipadala kini sa TIA.Ang signal gipadako sa TIA ngadto sa 10G o 1G electrical signal.Ang 10G electrical signal kay input sa 10G LA pinaagi sa positive coupling sa TIA, ug ang 1G electrical signal kay input sa 1G LA pinaagi sa negative coupling sa TIA.Ang mga Capacitor C2 ug C3 mao ang mga coupling capacitor nga gigamit aron makab-ot ang 10G ug 1G AC-coupled output.Ang AC-coupled nga pamaagi gipili tungod kay kini mas simple kay sa DC-coupled nga pamaagi.
Bisan pa, ang AC coupling adunay bayad ug pag-discharge sa kapasitor, ug ang katulin sa pagtubag sa signal apektado sa kanunay nga pag-charge ug pag-discharge, nga mao, ang signal dili matubag sa oras.Kini nga bahin kinahanglan nga mawad-an sa usa ka piho nga kantidad sa oras sa paghusay sa pagdawat, busa hinungdanon nga pilion kung unsa kadako ang kapasitor sa pagdugtong sa AC.Kung gipili ang usa ka gamay nga coupling capacitor, ang oras sa paghusay mahimong mub-an, ug ang signal nga gipasa sa ONU sa matag slot sa oras mahimong hingpit nga madawat nga dili maapektuhan ang epekto sa pagdawat tungod kay ang oras sa paghusay sa pagdawat taas kaayo ug ang pag-abut sa sunod nga oras. slot.
Bisan pa, ang gamay kaayo nga kapasidad makaapekto sa epekto sa pagdugtong ug makapakunhod pag-ayo sa kalig-on sa pagdawat.Ang mas dako nga kapasidad makapakunhod sa sistema sa jitter ug makapauswag sa pagkasensitibo sa nakadawat nga katapusan.Busa, aron makonsiderar ang oras sa paghusay sa pagdawat ug pagkasensitibo sa pagdawat, kinahanglan nga pilion ang angay nga coupling capacitors C2 ug C3.Dugang pa, aron masiguro ang kalig-on sa input electrical signal, usa ka coupling capacitor ug usa ka matching resistor nga adunay resistensya nga 50Ω konektado sa negatibo nga terminal sa LA.
Ang LVPECL (Low Voltage Positive Emitter Coupling Logic) nga sirkito nga gilangkuban sa mga resistors R4 ug R5 (R6 ug R7) ug usa ka 2.0 V DC boltahe nga tinubdan pinaagi sa differential signal output sa 10G (1G) LA.signal sa kuryente.
2.4 Ilunsad nga seksyon
Ang pagpadala bahin sa 10G EPON simetriko OLT optical module nag-una gibahin ngadto sa duha ka bahin sa 1.25 ug 10G transmitting, nga sa tinagsa nagpadala signal uban sa usa ka wavelength sa 1490 ug 1577 nm ngadto sa downlink.Ang pagkuha sa 10G nga pagpasa nga bahin isip usa ka pananglitan, ang usa ka pares sa 10G differential signals mosulod sa usa ka CDR (Clock Shaping) chip, mao ang AC-coupled sa usa ka 10G driver chip, ug sa katapusan lahi nga input ngadto sa usa ka 10G laser.Tungod kay ang pagbag-o sa temperatura adunay dako nga impluwensya sa wavelength sa laser emission, aron mapalig-on ang wavelength sa lebel nga gikinahanglan sa protocol (ang protocol nagkinahanglan sa 1575 ~ 1580nm), ang nagtrabaho nga kasamtangan sa TEC circuit kinahanglan nga i-adjust, mao nga nga ang output wavelength mahimong maayo nga kontrolado.
3. Mga resulta sa pagsulay ug pagtuki
Ang nag-unang test indicators sa 10G EPON symmetric OLT optical module naglakip sa receiver setup time, receiver sensitivity, ug transmit eye diagram.Ang espesipikong mga pagsulay mao ang mosunod:
(1) Dawata ang oras sa pag-setup
Ubos sa normal nga palibot sa pagtrabaho sa uplink burst optical power nga -24.0 dBm, ang optical signal nga gipagawas sa burst light source gigamit ingon nga punto sa pagsugod sa pagsukod, ug ang module nakadawat ug nag-establisar sa usa ka kompleto nga electrical signal ingon nga sukod sa katapusan nga punto, wala magtagad sa oras nga paglangan sa kahayag sa test fiber.Ang gisukod nga 1G burst reception setup nga oras mao ang 76.7 ns, nga nagtagbo sa internasyonal nga sumbanan sa <400 ns;ang 10G burst reception setup nga oras mao ang 241.8 ns, nga nakab-ot usab ang internasyonal nga sumbanan sa <800 ns.
3. Mga resulta sa pagsulay ug pagtuki
Ang nag-unang test indicators sa 10G EPON symmetric OLT optical module naglakip sa receiver setup time, receiver sensitivity, ug transmit eye diagram.Ang espesipikong mga pagsulay mao ang mosunod:
(1) Dawata ang oras sa pag-setup
Ubos sa normal nga palibot sa pagtrabaho sa uplink burst optical power nga -24.0 dBm, ang optical signal nga gipagawas sa burst light source gigamit ingon nga punto sa pagsugod sa pagsukod, ug ang module nakadawat ug nag-establisar sa usa ka kompleto nga electrical signal ingon nga sukod sa katapusan nga punto, wala magtagad sa oras nga paglangan sa kahayag sa test lanot.Ang gisukod nga 1G burst reception setup nga oras mao ang 76.7 ns, nga nagtagbo sa internasyonal nga sumbanan sa <400 ns;ang 10G burst reception setup nga oras mao ang 241.8 ns, nga nakab-ot usab ang internasyonal nga sumbanan sa <800 ns.
