У ЕПОН систему, ОЛТ је повезан са више ОНУ (оптичких мрежних јединица) преко ПОС (пасивни оптички разделник).Као језгро ЕПОН-а, ОЛТ оптички модули ће директно утицати на рад целог 10Г ЕПОН система.
1.Увод у 10Г ЕПОН симетрични ОЛТ оптички модул
10Г ЕПОН симетрични ОЛТ оптички модул користи уплинк пријем и континуални режим преноса који се углавном користе за оптичку/електричну конверзију у 10Г ЕПОН системима.
Пријемни део се састоји од ТИА (трансимпедансног појачивача), АПД (Аваланцхе Пхотодиоде) на 1270/1310нм и два ЛА (ограничавајућа појачала) на 1,25 и 10,3125 Гбит/с брзинама.
Предајни крај се састоји од 10Г ЕМЛ (електро-апсорпциони модулациони ласер) и 1,25 Гбит/с ДФБ (ласер са дистрибуираном повратном спрегом), а његове таласне дужине емисије су 1577 и 1490 нм, респективно.
Погонско коло укључује дигитално коло АПЦ (аутоматска оптичка контрола снаге) и ТЕЦ (температурна компензација) коло за одржавање стабилне таласне дужине ласерске емисије од 10Г.Праћење параметара одашиљања и пријема се спроводи помоћу микрорачунара са једним чипом према протоколу СФФ-8077ив4.5.
Пошто пријемни крај ОЛТ оптичког модула користи рафални пријем, време подешавања пријема је посебно важно.Ако је време успостављања пријема дуго, то ће у великој мери утицати на осетљивост, па чак и узроковати да рафални пријем не ради исправно.У складу са захтевима ИЕЕЕ 802.3ав протокола, време успостављања бурст пријема од 1,25 Гбит/с мора бити <400 нс, а осетљивост бурст пријема мора бити <-29,78 дБм са стопом грешке бита од 10-12;и 10,3125 Гбит/с Време подешавања рафалног пријема мора бити <800нс, а осетљивост рафалног пријема мора бити <-28,0 дБм са стопом грешке бита од 10-3.
2.10Г ЕПОН симетрични ОЛТ оптички модул дизајн
2.1 Шема дизајна
10Г ЕПОН симетрични ОЛТ оптички модул се састоји од триплексера (тросмерни модул са једним влакном), који преноси, прима и надгледа.Триплексер укључује два ласера и детектор.Преношено и примљено светло се интегришу у оптички уређај преко ВДМ (Мултиплексер са поделом таласних дужина) да би се постигао двосмерни пренос са једним влакном.Његова структура је приказана на слици 1.
Предајни део се састоји од два ласера, чија је главна функција да конвертују 1Г и 10Г електричне сигнале у оптичке сигнале, респективно, и да одржавају стабилност оптичке снаге у стању затворене петље преко дигиталног АПЦ кола.У исто време, микрокомпјутер са једним чипом контролише величину модулационе струје да би се добио однос екстинкције који је потребан систему.ТЕЦ коло се додаје у 10Г предајно коло, које у великој мери стабилизује излазну таласну дужину 10Г ласера.Пријемни део користи АПД да конвертује детектовани рафални оптички сигнал у електрични сигнал и емитује га након појачања и обликовања.Да би се осигурало да осетљивост може да достигне идеалан опсег, неопходно је обезбедити стабилан висок притисак на АПД на различитим температурама.Рачунар са једним чипом постиже овај циљ контролом АПД високонапонског кола.
2.2 Имплементација рафалног пријема са двоструком брзином
Пријемни део 10Г ЕПОН симетричног ОЛТ оптичког модула користи метод рафалног пријема.Потребно је да прима бурст сигнале са две различите брзине од 1,25 и 10,3125 Гбит/с, што захтева да пријемни део буде у стању да добро разликује оптичке сигнале ове две различите брзине како би добио стабилне излазне електричне сигнале.Овде су предложене две шеме за имплементацију рафалног пријема ОЛТ оптичких модула са двоструком брзином.
Пошто улазни оптички сигнал користи ТДМА (Тиме Дивисион Мултипле Аццесс) технологију, може постојати само једна брзина рафалног светла у исто време.Улазни сигнал се може раздвојити у оптичком домену преко оптичког разделника 1:2, као што је приказано на слици 2. Или користите само детектор велике брзине за претварање 1Г и 10Г оптичких сигнала у слабе електричне сигнале, а затим одвојите два електрична сигнале са различитим брзинама кроз већи пропусни опсег ТИА, као што је приказано на слици 3.
Прва шема приказана на слици 2 ће донети одређени губитак уметања када светлост прође кроз оптички разделник 1:2, који мора да појача улазни оптички сигнал, па се испред оптичког разделника уграђује оптички појачавач.Раздвојени оптички сигнали се затим подвргавају оптичкој/електричној конверзији помоћу детектора различитих брзина, и коначно се добијају две врсте стабилних излаза електричног сигнала.Највећи недостатак овог решења је што се користе оптички појачавач и оптички разделник 1:2, а за конверзију оптичког сигнала потребна су два детектора, што повећава сложеност имплементације и повећава цену.
У другој шеми приказаној на Сл.3, улазни оптички сигнал треба само да прође кроз детектор и ТИА да би се постигло раздвајање у електричном домену.Срж овог решења лежи у одабиру ТИА, који захтева да ТИА има пропусни опсег од 1 ~ 10 Гбит/с, а у исто време ТИА има брз одзив унутар овог пропусног опсега.Само кроз тренутни параметар ТИА може се брзо добити вредност одговора, осетљивост пријема може бити добро загарантована.Ово решење у великој мери смањује сложеност имплементације и држи трошкове под контролом.У стварном дизајну, ми генерално бирамо другу шему за постизање рафалног пријема са двоструком брзином.
2.3 Дизајн хардверског кола на пријемном крају
Слика 4 је хардверско коло дела за пријем праска.Када постоји рафални оптички улаз, АПД претвара оптички сигнал у слаб електрични сигнал и шаље га у ТИА.ТИА сигнал појачава у 10Г или 1Г електрични сигнал.10Г електрични сигнал се улази у 10Г ЛА кроз позитивну спрегу ТИА, а 1Г електрични сигнал се улази у 1Г ЛА кроз негативну спрегу ТИА.Кондензатори Ц2 и Ц3 су кондензатори за спајање који се користе за постизање 10Г и 1Г АЦ спојеног излаза.Одабрана је метода спрегнуте наизменичном струјом јер је једноставнија од методе спрегнуте једносмерном струјом.
Међутим, АЦ спојница има пуњење и пражњење кондензатора, а на брзину одзива на сигнал утиче временска константа пуњења и пражњења, односно на сигнал се не може одговорити на време.Ова функција ће сигурно изгубити одређену количину времена успостављања пријема, тако да је важно одабрати колики је кондензатор за спајање наизменичне струје.Ако се изабере мањи кондензатор за спајање, време поравнања се може скратити, а сигнал који преноси ОНУ у сваком временском слоту може се у потпуности примити без утицаја на ефекат пријема јер је време успостављања пријема предуго и долазак следећег пута слот.
Међутим, премали капацитет ће утицати на ефекат спајања и у великој мери смањити стабилност пријема.Већи капацитет може смањити подрхтавање система и побољшати осетљивост пријемног краја.Због тога, да би се узели у обзир време успостављања пријема и осетљивост пријема, потребно је одабрати одговарајуће кондензаторе за спајање Ц2 и Ц3.Поред тога, да би се обезбедила стабилност улазног електричног сигнала, кондензатор спреге и одговарајући отпорник са отпором од 50Ω су повезани на негативни терминал ЛА.
ЛВПЕЦЛ (Лов Волтаге Поситиве Емиттер Цоуплинг Логиц) коло састављено од отпорника Р4 и Р5 (Р6 и Р7) и извора једносмерног напона од 2,0 В преко излаза диференцијалног сигнала преко 10Г (1Г) ЛА.електрични сигнал.
2.4 Одељак за лансирање
Предајни део 10Г ЕПОН симетричног ОЛТ оптичког модула углавном је подељен на два дела 1,25 и 10Г предајника, који шаљу сигнале таласне дужине од 1490 и 1577 нм до довнлинк-а.Узимајући 10Г предајни део као пример, пар 10Г диференцијалних сигнала улази у ЦДР (Цлоцк Схапинг) чип, спаја се наизменичном струјом са 10Г драјверским чипом и коначно се диференцијално уноси у 10Г ласер.Пошто ће промена температуре имати велики утицај на таласну дужину ласерске емисије, како би се таласна дужина стабилизовала на ниво који захтева протокол (протокол захтева 1575 ~ 1580нм), радну струју ТЕЦ кола треба подесити, тако да да се излазна таласна дужина може добро контролисати.
3. Резултати испитивања и анализа
Главни индикатори теста 10Г ЕПОН симетричног ОЛТ оптичког модула укључују време подешавања пријемника, осетљивост пријемника и дијаграм ока за пренос.Специфични тестови су следећи:
(1) Време подешавања пријема
У нормалном радном окружењу узлазне брзе оптичке снаге од -24,0 дБм, оптички сигнал који емитује рафални извор светлости се користи као почетна тачка мерења, а модул прима и успоставља комплетан електрични сигнал као крајњу тачку мерења, занемарујући временско кашњење светлости у тест влакну. Измерено време подешавања 1Г рафалног пријема је 76,7 нс, што испуњава међународни стандард од <400 нс;време подешавања 10Г бурст пријема је 241,8 нс, што такође испуњава међународни стандард од <800 нс.
3. Резултати испитивања и анализа
Главни индикатори теста 10Г ЕПОН симетричног ОЛТ оптичког модула укључују време подешавања пријемника, осетљивост пријемника и дијаграм ока за пренос.Специфични тестови су следећи:
(1) Време подешавања пријема
У нормалном радном окружењу узлазне брзе оптичке снаге од -24,0 дБм, оптички сигнал који емитује рафални извор светлости се користи као почетна тачка мерења, а модул прима и успоставља комплетан електрични сигнал као крајњу тачку мерења, занемарујући временско кашњење светлости у тест влакну.Измерено време подешавања 1Г бурст пријема је 76,7 нс, што задовољава међународни стандард од <400 нс;време подешавања 10Г бурст пријема је 241,8 нс, што такође испуњава међународни стандард од <800 нс.
