Në sistemin EPON, OLT lidhet me shumë ONU (njësi rrjeti optik) përmes një POS (ndarës optik pasiv).Si thelbi i EPON, modulet optike OLT do të ndikojnë drejtpërdrejt në funksionimin e të gjithë sistemit EPON 10G.
1.Hyrje në modulin optik simetrik OLT 10G EPON
Moduli optik simetrik OLT 10G EPON përdor mënyrat e marrjes së shpërthimit të lidhjes lart dhe të transmetimit të vazhdueshëm të lidhjes zbritëse, të cilat përdoren kryesisht për konvertimin optik/elektrik në sistemet EPON 10G.
Pjesa marrëse përbëhet nga një TIA (përforcues transimpedance), një APD (Fotodiodë Orteku) në 1270 / 1310 nm dhe dy LA (përforcues kufizues) me shpejtësi 1.25 dhe 10.3125 Gbit / s.
Fundi i transmetimit përbëhet nga një EML 10G (lazer i modulimit elektro-absorbues) dhe një DFB 1,25 Gbit / s (lazer reagimi i shpërndarë), dhe gjatësitë e valës së tij të emetimit janë përkatësisht 1577 dhe 1490 nm.
Qarku i drejtimit përfshin një qark dixhital APC (Automatic Optical Power Control) dhe një qark TEC (Temperature Compensation) për ruajtjen e një gjatësi vale të qëndrueshme të emetimit të lazerit 10G.Monitorimi i parametrave transmetues dhe marrës zbatohet nga mikrokompjuteri i vetëm me çip sipas protokollit SFF-8077iv4.5.
Për shkak se fundi marrës i modulit optik OLT përdor marrjen me shpërthim, koha e konfigurimit të marrjes është veçanërisht e rëndësishme.Nëse koha e rregullimit të marrjes është e gjatë, kjo do të ndikojë shumë në ndjeshmërinë dhe madje mund të shkaktojë që receptimi i shpërthimit të mos funksionojë siç duhet.Sipas kërkesave të protokollit IEEE 802.3av, koha e krijimit të marrjes së shpërthimit 1.25 Gbit / s duhet të jetë <400 ns, dhe ndjeshmëria e marrjes së shpërthimit duhet të jetë <-29.78 dBm me një shkallë gabimi biti 10-12;dhe 10,3125 Gbit/s Koha e konfigurimit të marrjes së shpërthimit duhet të jetë <800 ns dhe ndjeshmëria e marrjes së shpërthimit duhet të jetë <-28,0 dBm me një shkallë gabimi biti 10-3.
Dizajni i modulit optik 2,10G EPON simetrik OLT
2.1 Skema e projektimit
Moduli optik simetrik OLT 10G EPON përbëhet nga një trefishues (moduli me tre drejtime me një fibër), transmetimi, marrësi dhe monitorimi.Triplekseri përfshin dy lazer dhe një detektor.Drita e transmetuar dhe drita e marrë integrohen në pajisjen optike përmes WDM (Multiplekseri i ndarjes së gjatësisë së valës) për të arritur transmetimin dydrejtues me një fibër.Struktura e saj është paraqitur në Figurën 1.
Pjesa transmetuese përbëhet nga dy lazer, funksioni kryesor i të cilëve është shndërrimi i sinjaleve elektrike 1G dhe 10G në sinjale optike, përkatësisht, dhe ruajtja e qëndrueshmërisë së fuqisë optike në një gjendje të ciklit të mbyllur përmes një qarku dixhital APC.Në të njëjtën kohë, mikrokompjuteri me një çip të vetëm kontrollon madhësinë e rrymës së modulimit për të marrë raportin e zhdukjes së kërkuar nga sistemi.Qarku TEC i shtohet qarkut transmetues 10G, i cili stabilizon shumë gjatësinë e valës së daljes së lazerit 10G.Pjesa marrëse përdor APD për të kthyer sinjalin optik të shpërthimit të zbuluar në një sinjal elektrik dhe e nxjerr atë pas përforcimit dhe formësimit.Për të siguruar që ndjeshmëria mund të arrijë diapazonin ideal, është e nevojshme të sigurohet një presion i qëndrueshëm i lartë në APD në temperatura të ndryshme.Kompjuteri me një çip e arrin këtë qëllim duke kontrolluar qarkun e tensionit të lartë APD.
2.2 Zbatimi i marrjes me shpejtësi të dyfishtë
Pjesa marrëse e modulit optik simetrik OLT 10G EPON përdor një metodë të marrjes së shpërthimit.Ai duhet të marrë sinjale shpërthimi me dy shpejtësi të ndryshme 1.25 dhe 10.3125 Gbit/s, gjë që kërkon që pjesa marrëse të jetë në gjendje të dallojë mirë sinjalet optike të këtyre dy shpejtësive të ndryshme në mënyrë që të marrë sinjale elektrike dalëse të qëndrueshme.Këtu propozohen dy skema për zbatimin e marrjes me shpejtësi të dyfishtë me breshëri të moduleve optike OLT.
Për shkak se sinjali optik i hyrjes përdor teknologjinë TDMA (Time Division Multiple Access), vetëm një shkallë e dritës së shpërthimit mund të ekzistojë në të njëjtën kohë.Sinjali i hyrjes mund të ndahet në domenin optik përmes një ndarësi optik 1:2, siç është treguar në figurën 2. Ose përdorni vetëm një detektor me shpejtësi të lartë për të kthyer sinjalet optike 1G dhe 10G në sinjale elektrike të dobëta dhe më pas të ndani dy elektrikë sinjale me shpejtësi të ndryshme përmes një TIA me gjerësi bande më të madhe, siç tregohet në figurën 3.
Skema e parë e paraqitur në figurën 2 do të sjellë një humbje të caktuar futjeje kur drita kalon përmes ndarësit optik 1: 2, i cili duhet të amplifikojë sinjalin optik të hyrjes, kështu që një amplifikator optik instalohet përpara ndarësit optik.Sinjalet optike të ndara më pas i nënshtrohen konvertimit optik/elektrik nga detektorë me shpejtësi të ndryshme, dhe në fund merren dy lloje të daljeve të qëndrueshme të sinjalit elektrik.Disavantazhi më i madh i kësaj zgjidhjeje është se përdoret një përforcues optik dhe një ndarës optik 1:2 dhe nevojiten dy detektorë për të kthyer sinjalin optik, gjë që rrit kompleksitetin e zbatimit dhe rrit koston.
Në skemën e dytë të paraqitur në Fig.3, sinjali optik i hyrjes duhet vetëm të kalojë përmes një detektori dhe një TIA për të arritur ndarjen në domenin elektrik.Thelbi i kësaj zgjidhjeje qëndron në përzgjedhjen e TIA-s, e cila kërkon që TIA të ketë një gjerësi brezi prej 1 ~ 10 Gbit / s, dhe në të njëjtën kohë TIA të ketë përgjigje të shpejtë brenda këtij brezi.Vetëm përmes parametrit aktual të TIA mund të merret shpejt vlera e përgjigjes, ndjeshmëria e marrjes mund të garantohet mirë.Kjo zgjidhje redukton shumë kompleksitetin e zbatimit dhe mban nën kontroll kostot.Në dizajnin aktual, ne përgjithësisht zgjedhim skemën e dytë për të arritur marrjen e shpërthimit me shpejtësi të dyfishtë.
2.3 Projektimi i qarkut harduerik në skajin marrës
Fig. 4 është qarku i harduerit të pjesës marrëse të shpërthimit.Kur ka një hyrje optike me shpërthim, APD konverton sinjalin optik në një sinjal elektrik të dobët dhe e dërgon atë në TIA.Sinjali përforcohet nga TIA në një sinjal elektrik 10G ose 1G.Sinjali elektrik 10G futet në LA 10G përmes bashkimit pozitiv të TIA, dhe sinjali elektrik 1G futet në LA 1G përmes bashkimit negativ të TIA.Kondensatorët C2 dhe C3 janë kondensatorë bashkues që përdoren për të arritur dalje 10G dhe 1G të lidhur me AC.Metoda e bashkuar me AC u zgjodh sepse është më e thjeshtë se metoda e çiftuar me DC.
Sidoqoftë, bashkimi AC ka ngarkesën dhe shkarkimin e kondensatorit, dhe shpejtësia e përgjigjes ndaj sinjalit ndikohet nga konstanta e kohës së ngarkimit dhe shkarkimit, domethënë, sinjalit nuk mund t'i përgjigjet në kohë.Kjo veçori do të humbasë një sasi të caktuar të kohës së rregullimit të marrjes, prandaj është e rëndësishme të zgjidhni sa i madh është kondensatori i bashkimit AC.Nëse zgjidhet një kondensator bashkues më i vogël, koha e rregullimit mund të shkurtohet dhe sinjali i transmetuar nga ONU në çdo slot kohor mund të merret plotësisht pa ndikuar në efektin e marrjes, sepse koha e rregullimit të marrjes është shumë e gjatë dhe mbërritja e herës tjetër. slot.
Sidoqoftë, kapaciteti shumë i vogël do të ndikojë në efektin e bashkimit dhe do të zvogëlojë shumë stabilitetin e marrjes.Kapaciteti më i madh mund të zvogëlojë nervozizmin e sistemit dhe të përmirësojë ndjeshmërinë e skajit marrës.Prandaj, për të marrë parasysh kohën e rregullimit të marrjes dhe ndjeshmërinë e marrjes, duhet të zgjidhen kondensatorët e duhur të bashkimit C2 dhe C3.Përveç kësaj, për të siguruar qëndrueshmërinë e sinjalit elektrik të hyrjes, një kondensator bashkues dhe një rezistencë përputhëse me një rezistencë prej 50 Ω janë të lidhura me terminalin negativ të LA.
Qarku LVPECL (Logic Positive Emitter Coupling) i përbërë nga rezistorë R4 dhe R5 (R6 dhe R7) dhe një burim tensioni 2.0 V DC përmes daljes së sinjalit diferencial nga 10G (1G) LA.sinjal elektrik.
2.4 Seksioni i nisjes
Pjesa transmetuese e modulit optik simetrik OLT 10G EPON ndahet kryesisht në dy pjesë të transmetimit 1.25 dhe 10G, të cilat përkatësisht dërgojnë sinjale me gjatësi vale 1490 dhe 1577 nm në lidhjen e poshtme.Duke marrë si shembull pjesën transmetuese 10G, një palë sinjalesh diferenciale 10G hyn në një çip CDR (Clock Shaping), lidhet me AC me një çip drejtues 10G dhe më në fund futet në mënyrë diferenciale në një lazer 10G.Për shkak se ndryshimi i temperaturës do të ketë një ndikim të madh në gjatësinë e valës së emetimit të lazerit, për të stabilizuar gjatësinë e valës në nivelin e kërkuar nga protokolli (protokolli kërkon 1575 ~ 1580 nm), rryma e punës e qarkut TEC duhet të rregullohet, kështu që se gjatësia e valës së daljes mund të kontrollohet mirë.
3. Rezultatet dhe analizat e testit
Treguesit kryesorë të testimit të modulit optik simetrik OLT 10G EPON përfshijnë kohën e konfigurimit të marrësit, ndjeshmërinë e marrësit dhe diagramin e syrit të transmetimit.Testet specifike janë si më poshtë:
(1) Marrja e kohës së konfigurimit
Në mjedisin normal të punës të fuqisë optike të shpërthimit të lidhjes së sipërme prej -24,0 dBm, sinjali optik i emetuar nga burimi i dritës së shpërthimit përdoret si pikënisje e matjes dhe moduli merr dhe vendos një sinjal elektrik të plotë si pikën përfundimtare të matjes, duke injoruar vonesa kohore e dritës në fibrën e provës. Koha e matur e konfigurimit të marrjes së shpërthimit 1G është 76,7 ns, e cila plotëson standardin ndërkombëtar prej <400 ns;koha e konfigurimit të marrjes së shpërthimit 10G është 241,8 ns, e cila gjithashtu plotëson standardin ndërkombëtar prej <800 ns.
3. Rezultatet dhe analizat e testit
Treguesit kryesorë të testimit të modulit optik simetrik OLT 10G EPON përfshijnë kohën e konfigurimit të marrësit, ndjeshmërinë e marrësit dhe diagramin e syrit të transmetimit.Testet specifike janë si më poshtë:
(1) Marrja e kohës së konfigurimit
Në mjedisin normal të punës të fuqisë optike të shpërthimit të lidhjes së sipërme prej -24,0 dBm, sinjali optik i emetuar nga burimi i dritës së shpërthimit përdoret si pikënisje e matjes dhe moduli merr dhe vendos një sinjal elektrik të plotë si pikën përfundimtare të matjes, duke injoruar vonesa kohore e dritës në fibrën e provës.Koha e matur e konfigurimit të marrjes së shpërthimit 1G është 76,7 ns, e cila plotëson standardin ndërkombëtar prej <400 ns;koha e konfigurimit të marrjes së shpërthimit 10G është 241,8 ns, e cila gjithashtu plotëson standardin ndërkombëtar prej <800 ns.
