EPON sisteminde OLT, bir POS (pasif optik ayırıcı) aracılığıyla birden fazla ONU'ya (optik ağ birimi) bağlanır.EPON'un çekirdeği olan OLT optik modülleri, tüm 10G EPON sisteminin çalışmasını doğrudan etkileyecektir.
1. 10G EPON simetrik OLT optik modülüne giriş
10G EPON simetrik OLT optik modülü, esas olarak 10G EPON sistemlerinde optik/elektriksel dönüşüm için kullanılan yukarı bağlantı patlama alımı ve aşağı bağlantı sürekli iletim modlarını kullanır.
Alıcı kısım, 1270 / 1310nm'de bir TIA (geçiş empedans amplifikatörü), bir APD (Çığ Fotodiyot) ve 1.25 ve 10.3125 Gbit / s hızlarında iki LA (sınırlayıcı amplifikatör) içerir.
Verici uç, bir 10G EML (elektro-absorpsiyon modülasyon lazeri) ve bir 1.25 Gbit / s DFB'den (dağıtılmış geri besleme lazeri) oluşur ve emisyon dalga boyları sırasıyla 1577 ve 1490nm'dir.
Sürüş devresi, sabit bir 10G lazer emisyon dalga boyunu sürdürmek için bir dijital APC (Otomatik Optik Güç Kontrolü) devresi ve bir TEC (Sıcaklık Telafisi) devresi içerir.Verici ve alıcı parametre izleme, SFF-8077iv4.5 protokolüne göre tek çipli mikro bilgisayar tarafından gerçekleştirilir.
OLT optik modülünün alıcı ucu patlama alımı kullandığından, alım kurulum süresi özellikle önemlidir.Alım yerleşme süresi uzunsa, hassasiyeti büyük ölçüde etkiler ve hatta seri alımların düzgün çalışmamasına neden olabilir.IEEE 802.3av protokolünün gereksinimlerine göre, 1.25Gbit/sn'lik bir burst alımın kuruluş süresi <400 nsns olmalıdır ve çoğuşma alma hassasiyeti <-29.78 dBm ve 10-12 bit hata oranı ile;ve 10.3125 Gbit / s Seri çekim alım kurulum süresi <800ns olmalı ve seri çekim alım hassasiyeti <-28.0 dBm ve 10-3 bit hata oranı ile olmalıdır.
2.10G EPON simetrik OLT optik modül tasarımı
2.1 Tasarım şeması
10G EPON simetrik OLT optik modülü, bir triplexer (tek fiber üç yollu modül), iletme, alma ve izlemeden oluşur.Tripleksör iki lazer ve bir dedektör içerir.İletilen ışık ve alınan ışık, tek fiber çift yönlü iletim elde etmek için WDM (Dalga Boyu Bölmeli Çoklayıcı) aracılığıyla optik cihaza entegre edilir.Yapısı Şekil 1'de gösterilmiştir.
Verici kısım, ana işlevi sırasıyla 1G ve 10G elektrik sinyallerini optik sinyallere dönüştürmek ve bir dijital APC devresi aracılığıyla kapalı döngü durumunda optik güç kararlılığını korumak olan iki lazerden oluşur.Aynı zamanda, tek çipli mikrobilgisayar, sistemin gerektirdiği sönme oranını elde etmek için modülasyon akımının büyüklüğünü kontrol eder.TEC devresi, 10G lazerin çıkış dalga boyunu büyük ölçüde stabilize eden 10G verici devresine eklenir.Alıcı kısım, algılanan çoğuşma optik sinyalini bir elektrik sinyaline dönüştürmek için APD'yi kullanır ve amplifikasyon ve şekillendirmeden sonra çıktı verir.Hassasiyetin ideal aralığa ulaşmasını sağlamak için farklı sıcaklıklarda APD'ye sabit bir yüksek basınç sağlamak gerekir.Tek çipli bilgisayar, APD yüksek voltaj devresini kontrol ederek bu amaca ulaşır.
2.2 Çift hızlı patlama alımının uygulanması
10G EPON simetrik OLT optik modülünün alıcı kısmı, bir patlama alma yöntemi kullanır.1.25 ve 10.3125 Gbit/sn'lik iki farklı hızdaki çoğuşma sinyallerini alması gerekir, bu da alıcı kısmın kararlı çıkış elektrik sinyalleri elde edebilmesi için bu iki farklı hızın optik sinyallerini iyi ayırt edebilmesini gerektirir.OLT optik modüllerinin çift oranlı çoğuşma alımını uygulamak için iki şema burada önerilmiştir.
Giriş optik sinyali TDMA (Zaman Bölmeli Çoklu Erişim) teknolojisini kullandığından, aynı anda yalnızca bir patlama ışığı hızı mevcut olabilir.Giriş sinyali, Şekil 2'de gösterildiği gibi 1: 2 optik ayırıcı aracılığıyla optik alanda ayrılabilir. Veya 1G ve 10G optik sinyallerini zayıf elektrik sinyallerine dönüştürmek için yalnızca yüksek hızlı bir dedektör kullanın ve ardından iki elektrik sinyalini ayırın. Şekil 3'te gösterildiği gibi, daha büyük bir bant genişliği TIA aracılığıyla farklı oranlarda sinyaller.
Şekil 2'de gösterilen ilk şema, ışık 1: 2 optik ayırıcıdan geçtiğinde, giriş optik sinyalini yükseltmesi gereken belirli bir ekleme kaybı getirecektir, bu nedenle optik ayırıcının önüne bir optik amplifikatör monte edilmelidir.Ayrılan optik sinyaller daha sonra farklı hızlardaki dedektörler tarafından optik/elektriksel dönüşüme tabi tutulur ve son olarak iki çeşit kararlı elektrik sinyali çıkışı elde edilir.Bu çözümün en büyük dezavantajı, bir optik amplifikatör ve bir 1: 2 optik ayırıcı kullanılması ve optik sinyali dönüştürmek için iki dedektöre ihtiyaç duyulmasıdır, bu da uygulamanın karmaşıklığını ve maliyetini arttırır.
Şekil 2'de gösterilen ikinci şemada;Şekil 3'te, giriş optik sinyalinin, elektrik alanında ayırma elde etmek için yalnızca bir dedektör ve bir TIA'dan geçmesi gerekir.Bu çözümün özü, TIA'nın 1 ~ 10Gbit/s'lik bir bant genişliğine sahip olmasını gerektiren ve aynı zamanda TIA'nın bu bant genişliği içinde hızlı yanıta sahip olmasını gerektiren TIA'nın seçiminde yatmaktadır.Yalnızca TIA'nın mevcut parametresi aracılığıyla yanıt değerini hızlı bir şekilde alabilir, alma hassasiyeti iyi bir şekilde garanti edilebilir.Bu çözüm, uygulamanın karmaşıklığını büyük ölçüde azaltır ve maliyetleri kontrol altında tutar.Gerçek tasarımda, çift hızlı patlama alımı elde etmek için genellikle ikinci şemayı seçiyoruz.
2.3 Alıcı uçtaki donanım devresinin tasarımı
Şekil 4, çoğuşma alıcı parçanın donanım devresidir.Bir patlama optik girişi olduğunda, APD optik sinyali zayıf bir elektrik sinyaline dönüştürür ve TIA'ya gönderir.Sinyal, TIA tarafından 10G veya 1G elektrik sinyaline yükseltilir.10G elektrik sinyali, TIA'nın pozitif kuplajıyla 10G LA'ya girilir ve 1G elektrik sinyali, TIA'nın negatif kuplajıyla 1G LA'ya girilir.Kondansatörler C2 ve C3, 10G ve 1G AC bağlantılı çıkış elde etmek için kullanılan kuplaj kapasitörleridir.AC-bağlı yöntem, DC-bağlı yöntemden daha basit olduğu için seçilmiştir.
Bununla birlikte, AC bağlantısı, kapasitörün şarj ve deşarjına sahiptir ve sinyale yanıt hızı, şarj ve deşarj süresi sabitinden etkilenir, yani sinyale zamanında yanıt verilemez.Bu özellik, belirli bir miktarda alım yerleşme süresini kaybetmeye mahkumdur, bu nedenle AC kuplaj kapasitörünün ne kadar büyük olduğunu seçmek önemlidir.Daha küçük bir kuplaj kapasitörü seçilirse, yerleşme süresi kısaltılabilir ve her zaman diliminde ONU tarafından iletilen sinyal, alış yerleşme süresinin çok uzun olması ve bir sonraki zamanın gelmesi nedeniyle alma etkisini etkilemeden tamamen alınabilir. yuva.
Bununla birlikte, çok küçük kapasitans, kuplaj etkisini etkileyecek ve alım stabilitesini büyük ölçüde azaltacaktır.Daha büyük kapasitans, sistem titremesini azaltabilir ve alıcı ucun hassasiyetini artırabilir.Bu nedenle, alım yerleşme süresini ve alım hassasiyetini hesaba katmak için, uygun C2 ve C3 kuplaj kapasitörlerinin seçilmesi gerekir.Ek olarak, giriş elektrik sinyalinin kararlılığını sağlamak için, LA'nın negatif terminaline bir kuplaj kapasitörü ve 50Ω dirençli bir eşleşen direnç bağlanır.
R4 ve R5 (R6 ve R7) dirençlerinden oluşan LVPECL (Low Voltage Positive Emitter Coupling Logic) devresi ve 10G (1G) LA tarafından diferansiyel sinyal çıkışı üzerinden 2,0 V DC voltaj kaynağı.elektrik sinyali.
2.4 Başlatma bölümü
10G EPON simetrik OLT optik modülünün verici kısmı esas olarak aşağı bağlantıya sırasıyla 1490 ve 1577 nm dalga boyuna sahip sinyaller gönderen 1.25 ve 10G iletimi olmak üzere iki kısma bölünmüştür.Örnek olarak 10G iletici kısım alınırsa, bir çift 10G diferansiyel sinyali bir CDR (Saat Şekillendirme) çipine girer, bir 10G sürücü çipine AC-bağlıdır ve son olarak bir 10G lazere diferansiyel olarak girilir.Sıcaklık değişiminin lazer emisyon dalga boyu üzerinde büyük bir etkisi olacağından, dalga boyunu protokolün gerektirdiği seviyeye sabitlemek için (protokol 1575 ~ 1580nm gerektirir), TEC devresinin çalışma akımının ayarlanması gerekir, bu nedenle çıkış dalga boyu iyi kontrol edilebilir.
3. Test sonuçları ve analiz
10G EPON simetrik OLT optik modülünün ana test göstergeleri, alıcı kurulum süresini, alıcı hassasiyetini ve verici göz diyagramını içerir.Spesifik testler aşağıdaki gibidir:
(1) Kurulum zamanını al
-24.0 dBm'lik uplink patlama optik gücünün normal çalışma ortamı altında, patlama ışık kaynağı tarafından yayılan optik sinyal, ölçüm başlangıç noktası olarak kullanılır ve modül, ölçüm bitiş noktası olarak tam bir elektrik sinyalini alır ve kurar. test fiberindeki ışığın gecikme süresi. Ölçülen 1G patlama alımı kurulum süresi, <400 ns uluslararası standardını karşılayan 76.7 ns'dir;10G seri çekim alım kurulum süresi 241,8 ns'dir ve bu da uluslararası <800 ns standardını karşılar.
3. Test sonuçları ve analiz
10G EPON simetrik OLT optik modülünün ana test göstergeleri, alıcı kurulum süresini, alıcı hassasiyetini ve verici göz diyagramını içerir.Spesifik testler aşağıdaki gibidir:
(1) Kurulum zamanını al
-24.0 dBm'lik uplink patlama optik gücünün normal çalışma ortamı altında, patlama ışık kaynağı tarafından yayılan optik sinyal, ölçüm başlangıç noktası olarak kullanılır ve modül, ölçüm bitiş noktası olarak tam bir elektrik sinyalini alır ve kurar. test fiberindeki ışığın zaman gecikmesi.Ölçülen 1G patlama alım kurulum süresi, <400 ns uluslararası standardını karşılayan 76.7 ns'dir;10G seri çekim alım kurulum süresi 241,8 ns'dir ve bu da uluslararası <800 ns standardını karşılar.
