EPON системасында OLT POS (пассивдүү оптикалык бөлгүч) аркылуу бир нече ONU (оптикалык тармак бирдиктери) менен туташтырылган.EPON өзөгү катары, OLT оптикалык модулдары бүт 10G EPON системасынын иштешине түздөн-түз таасир этет.
10G EPON симметриялуу OLT оптикалык модулу 1.Introduction
10G EPON симметриялуу OLT оптикалык модулу негизинен 10G EPON системаларында оптикалык/электрдик конвертациялоо үчүн колдонулган uplink жарылуу кабыл алуу жана төмөн байланыш үзгүлтүксүз берүү режимдерин колдонот.
Кабыл алуучу бөлүгү TIA (трансимпеданс күчөткүч), APD (Avalanche Photodiode) 1270 / 1310nm жана эки LA (чектөөчү күчөткүчтөр) 1,25 жана 10,3125 Гбит/сек ылдамдыкта турат.
Өткөрүүчү учу 10G EML (электро-абсорбциялык модуляция лазери) жана 1,25 Гбит/с DFB (бөлүштүрүлгөн пикир лазер) жана анын эмиссия толкун узундугу тиешелүүлүгүнө жараша 1577 жана 1490нм түзөт.
Айдоо схемасы 10G лазердик эмиссиянын толкун узундугун туруктуу кармап туруу үчүн санариптик APC (автоматтык оптикалык кубаттуулукту башкаруу) схемасын жана TEC (температураны компенсациялоо) схемасын камтыйт.Берүүчү жана кабыл алуучу параметрдин мониторинги SFF-8077iv4.5 протоколуна ылайык бир чиптик микрокомпьютер тарабынан ишке ашырылат.
OLT оптикалык модулунун кабыл алуучу учу жарылып кабыл алууну колдонгондуктан, кабыл алууну орнотуу убактысы өзгөчө маанилүү.Кабыл алууну жөнгө салуу убактысы узак болсо, ал сезгичтикке чоң таасирин тийгизет, ал тургай жарылып кабыл алуунун туура иштебей калышына алып келиши мүмкүн.IEEE 802.3av протоколунун талаптарына ылайык, 1,25 Гбит/с жарылуу кабыл алууну орнотуу убактысы <400 нс, ал эми жарылуу кабыл алуу сезгичтиги <-29,78 дБм жана бит ката ылдамдыгы 10-12 болушу керек;жана 10,3125 Гбит/с. Катуу кабыл алууну орнотуу убактысы <800нс болушу керек, ал эми жарылуу кабыл алуу сезгичтиги <-28,0 дБм жана бит ката ылдамдыгы 10-3 болушу керек.
2.10G EPON симметриялуу OLT оптикалык модулунун дизайны
2.1 Дизайн схемасы
10G EPON симметриялуу OLT оптикалык модулу триплексерден (бир булалуу үч тараптуу модулдан) турат, берүү, кабыл алуу жана көзөмөлдөө.Триплексерге эки лазер жана детектор кирет.Өткөрүлгөн жарык жана кабыл алынган жарык WDM (Wavelength Division Multiplexer) аркылуу бир булалуу эки багыттуу өткөрүүгө жетишүү үчүн оптикалык түзүлүшкө бириктирилет.Анын структурасы 1-сүрөттө көрсөтүлгөн.
Өткөрүүчү бөлүгү эки лазерден турат, алардын негизги милдети 1G жана 10G электрдик сигналдарды тиешелүүлүгүнө жараша оптикалык сигналга айландыруу жана санариптик APC схемасы аркылуу жабык цикл абалында оптикалык кубаттуулуктун туруктуулугун сактоо болуп саналат.Ошол эле учурда бир чиптүү микрокомпьютер система талап кылган өчүү катышын алуу үчүн модуляция токунун чоңдугун көзөмөлдөйт.TEC схемасы 10G берүү схемасына кошулат, ал 10G лазеринин чыгуу толкун узундугун кыйла турукташтырат.Кабыл алуучу бөлүгү аныкталган жарылуу оптикалык сигналды электрдик сигналга айландыруу үчүн APD колдонот жана аны күчөтүү жана формалоодон кийин чыгарат.Сезгичтик идеалдуу диапазонго жетиши үчүн, ар кандай температурада АПДга туруктуу жогорку басымды камсыз кылуу зарыл.Бир чиптүү компьютер бул максатка APD жогорку вольттуу схемасын башкаруу аркылуу жетет.
2.2 Кош ылдамдыкта жарылуу кабыл алууну ишке ашыруу
10G EPON симметриялык OLT оптикалык модулунун кабыл алуучу бөлүгү жарылуу кабыл алуу ыкмасын колдонот.Ал 1,25 жана 10,3125 Гбит/с эки түрдүү ылдамдыктагы жарылуу сигналдарын кабыл алышы керек, бул туруктуу чыгуучу электрдик сигналдарды алуу үчүн кабыл алуучу бөлүктөн ушул эки башка ылдамдыктын оптикалык сигналдарын жакшы ажырата билишин талап кылат.Бул жерде OLT оптикалык модулдарын кош ылдамдыктагы жарылуу кабыл алууну ишке ашыруунун эки схемасы сунушталган.
Кирүүчү оптикалык сигнал TDMA (Time Division Multiple Access) технологиясын колдонгондуктан, бир эле учурда жарылуунун бир гана ылдамдыгы болушу мүмкүн.Киргизүүчү сигналды оптикалык доменде 1: 2 оптикалык бөлгүч аркылуу ажыратууга болот, мисалы 2-сүрөттө көрсөтүлгөн. Же 1G жана 10G оптикалык сигналдарды алсыз электрдик сигналдарга айландыруу үчүн жогорку ылдамдыктагы детекторду гана колдонуңуз, андан кийин эки электрдик сигналды бөлүңүз. 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй чоңураак өткөрүү жөндөмдүүлүгү TIA аркылуу ар кандай ылдамдыктагы сигналдар.
2-сүрөттө көрсөтүлгөн биринчи схема жарык 1: 2 оптикалык бөлгүчтөн өткөндө белгилүү бир киргизүү жоготууларын алып келет, ал кириш оптикалык сигналды күчөтүшү керек, ошондуктан оптикалык бөлгүчтүн алдына оптикалык күчөткүч орнотулган.Андан кийин бөлүнгөн оптикалык сигналдар ар кандай ылдамдыктагы детекторлор тарабынан оптикалык/электрдик конверсияга дуушар болушат жана акырында эки түрдүү туруктуу электрдик сигнал чыгаруулары алынат.Бул чечимдин эң чоң кемчилиги оптикалык күчөткүч жана 1: 2 оптикалык бөлгүч колдонулат, ал эми оптикалык сигналды айландыруу үчүн эки детектор керек, бул ишке ашыруунун татаалдыгын жогорулатат жана баасын жогорулатат.
Сүрөттө көрсөтүлгөн экинчи схемада.3, кириш оптикалык сигнал электрдик доменде бөлүнүүгө жетишүү үчүн детектор жана TIA аркылуу гана өтүшү керек.Бул чечимдин өзөгү TIA тандоодо жатат, ал TIA 1 ~ 10 Гбит/сек өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө ээ болушун талап кылат жана ошол эле учурда TIA бул өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн ичинде тез жооп берет.TIA учурдагы параметри аркылуу гана жооп маанисин тез ала алат, кабыл алуу сезимталдыкты жакшы кепилдик берүүгө болот.Бул чечим ишке ашыруунун татаалдыгын кыйла азайтат жана чыгымдарды көзөмөлдөйт.Чыныгы дизайнда биз кош ылдамдыктагы жарылуу кабыл алуу үчүн экинчи схеманы тандайбыз.
2.3 Кабыл алуу учунда аппараттык схеманын конструкциясы
4-сүрөт жарылууну кабыл алуучу бөлүгүнүн аппараттык схемасы.Жарылып кеткен оптикалык киргизүү болгондо, APD оптикалык сигналды алсыз электрдик сигналга айлантып, ТИАга жөнөтөт.Сигнал TIA тарабынан 10G же 1G электрдик сигналга күчөтүлөт.10G электрдик сигнал 10G LAга TIAнын оң кошулуусу аркылуу киргизилет, ал эми 1G электрдик сигнал 1G LAга TIAнын терс кошулуусу аркылуу киргизилет.C2 жана C3 конденсаторлору 10G жана 1G AC менен туташкан чыгарууга жетишүү үчүн колдонулган бириктирүүчү конденсаторлор.AC менен туташкан методу тандалган, анткени ал DC менен туташкан ыкмага караганда жөнөкөй.
Бирок, AC муфтасында конденсатордун заряды жана разряды бар жана сигналга жооп берүү ылдамдыгына заряддын жана разряддын константасы таасир этет, башкача айтканда сигналга өз убагында жооп берүү мүмкүн эмес.Бул өзгөчөлүк кабыл алуу жөнгө салуу убактысынын белгилүү бир суммасын жоготууга милдеттүү, ошондуктан AC туташтыргыч конденсатордун канчалык чоңдугун тандоо маанилүү.Эгер кичирээк туташтыргыч конденсатор тандалган болсо, жайгаштыруу убактысы кыскартылышы мүмкүн жана ар бир убакыт уячасында ONU тарабынан берилүүчү сигнал кабыл алуу эффектине таасирин тийгизбестен толугу менен кабыл алынышы мүмкүн, анткени кабыл алууну жөнгө салуу убактысы өтө узун жана кийинки убакыттын келиши. уяча.
Бирок, өтө кичинекей сыйымдуулук бириктирүү таасирин тийгизет жана кабыл алуунун туруктуулугун бир топ төмөндөтөт.Чоңураак сыйымдуулук тутумдун життерин азайтып, кабыл алуучу учтун сезгичтигин жакшыртат.Ошондуктан, кабыл алуу жайгаштыруу убактысын жана кабыл алуу сезгичтигин эске алуу үчүн C2 жана C3 конденсаторлорунун ылайыктуу конденсаторлорун тандоо керек.Кошумчалай кетсек, кириш электрдик сигналдын туруктуулугун камсыз кылуу үчүн LA терс терминалына туташтыргыч конденсатор жана каршылыгы 50Ом болгон дал келген резистор туташтырылган.
R4 жана R5 (R6 жана R7) резисторлорунан жана 10G (1G) LA аркылуу дифференциалдык сигналдын чыгышы аркылуу 2,0 В туруктуу чыңалуу булагынан турган LVPECL (төмөнкү чыңалуудагы оң эмиттерди бириктирүү логикасы) схемасы.электр сигналы.
2.4 Ишке киргизүү бөлүмү
10G EPON симметриялык OLT оптикалык модулунун өткөрүүчү бөлүгү негизинен 1.25 жана 10G берүүлөрдүн эки бөлүккө бөлүнөт, алар тиешелүүлүгүнө жараша 1490 жана 1577 нм толкун узундугу менен сигналдарды ылдый байланышка жөнөтүшөт.Мисал катары 10G өткөрүүчү бөлүгүн алсак, 10G дифференциалдык сигналдардын жуптары CDR (Clock Shaping) чипине кирип, 10G драйверинин чипине AC менен туташып, акыры дифференциалдуу түрдө 10G лазерине киргизилет.Температуранын өзгөрүшү лазердик эмиссиянын толкун узундугуна чоң таасирин тийгизет, анткени толкун узундугун протокол талап кылган деңгээлге чейин турукташтыруу үчүн (протокол 1575 ~ 1580нм талап кылат), TEC схемасынын жумушчу агымын жөнгө салуу керек, ошондуктан чыгуу толкун узундугу жакшы башкара алат деп.
3. Тесттин натыйжалары жана талдоо
10G EPON симметриялык OLT оптикалык модулунун негизги сыноо индикаторлору кабыл алгычты орнотуу убактысын, кабылдагычтын сезгичтигин жана берүү көзүнүн диаграммасын камтыйт.Атайын тесттер төмөнкүдөй:
(1) Орнотуу убактысын алуу
Кадимки иштөө чөйрөсүндө -24,0 дБм жарылуу оптикалык кубаттуулугу, жарылуу жарык булагы чыгарган оптикалык сигнал өлчөөнүн баштапкы чекити катары колдонулат, ал эми модул өлчөөнүн акыркы чекити катары толук электрдик сигналды кабыл алып, орнотот. сыноо fiber.The өлчөнгөн 1G жарылуу кабыл алуу орнотуу убактысы <400 ns эл аралык стандартка жооп берет 76,7 нс, жарык убакыт кечигүү;10G жарылуу кабыл алууну орнотуу убактысы 241,8 нс, бул дагы <800 нс эл аралык стандартка жооп берет.
3. Тесттин натыйжалары жана талдоо
10G EPON симметриялык OLT оптикалык модулунун негизги сыноо индикаторлору кабыл алгычты орнотуу убактысын, кабылдагычтын сезгичтигин жана берүү көзүнүн диаграммасын камтыйт.Атайын тесттер төмөнкүдөй:
(1) Орнотуу убактысын алуу
Кадимки иштөө чөйрөсүндө -24,0 дБм жарылуу оптикалык кубаттуулугу, жарылуу жарык булагы чыгарган оптикалык сигнал өлчөөнүн баштапкы чекити катары колдонулат, ал эми модул өлчөөнүн акыркы чекити катары толук электрдик сигналды кабыл алып, орнотот. сыноо жипчесинде жарыктын убакыт кечигүү.Ченелген 1G жарылуу кабыл алууну орнотуу убактысы 76,7 нс, бул <400 ns эл аралык стандартка жооп берет;10G жарылуу кабыл алууну орнотуу убактысы 241,8 нс, бул дагы <800 нс эл аралык стандартка жооп берет.
