በ EPON ስርዓት, እ.ኤ.አOLTከበርካታ ጋር የተገናኘ ነውኦኤንዩስ(ኦፕቲካል ኔትወርክ አሃዶች) በPOS (passive optical splitter) በኩል። እንደ ኢፒኦን ዋና አካል ፣OLTየኦፕቲካል ሞጁሎች የጠቅላላውን 10G EPON ስርዓት ስራ በቀጥታ ይጎዳሉ።
1.የ 10G EPON ሲሜትሪክ መግቢያOLTኦፕቲካል ሞጁል
የ10ጂ ኢፒኦን ሲሜትሪክOLTኦፕቲካል ሞጁል በዋናነት በ10G EPON ሲስተሞች ውስጥ ለኦፕቲካል/ኤሌክትሪካል ልወጣ የሚያገለግሉትን ወደላይ የሚፈነዳ መቀበያ እና ቀጣይነት ያለው የማስተላለፊያ ሁነታዎችን ወደታች አገናኝ ይጠቀማል።
የመቀበያው ክፍል TIA (transimpedance amplifier)፣ APD (Avalanche Photodiode) በ1270/1310nm፣ እና ሁለት LA (ገደብ ማጉያዎች) በ1.25 እና 10.3125 Gbit/s ተመኖች ያካትታል።
የማስተላለፊያው ጫፍ 10ጂ ኢኤምኤል (ኤሌክትሮ-መምጠጥ ሞጁሌሽን ሌዘር) እና 1.25 Gbit/s DFB (የተከፋፈለ የግብረመልስ ሌዘር) እና የልቀት ሞገድ ርዝመቶቹ 1577 እና 1490nm ናቸው፣ በቅደም ተከተል።
የማሽከርከር ዑደቱ የተረጋጋ የ10ጂ ሌዘር ልቀትን የሞገድ ርዝመት ለመጠበቅ ዲጂታል ኤፒሲ (አውቶማቲክ የጨረር ኃይል መቆጣጠሪያ) ወረዳ እና TEC (የሙቀት ማካካሻ) ወረዳን ያካትታል። የማስተላለፊያ እና የመቀበያ መለኪያ መቆጣጠሪያ በ SFF-8077iv4.5 ፕሮቶኮል መሰረት በነጠላ ቺፕ ማይክሮ ኮምፒዩተር ይተገበራል.
ምክንያቱም መቀበያ መጨረሻOLTየኦፕቲካል ሞጁል የፍንዳታ መቀበያ ይጠቀማል፣ የመቀበያ ማዋቀር ጊዜ በተለይ አስፈላጊ ነው። የመቀበያ ማረፊያው ጊዜ ረጅም ከሆነ, ስሜቱን በእጅጉ ይጎዳዋል, እና የፍንዳታ መስተንግዶ በትክክል እንዳይሰራ ሊያደርግ ይችላል. በ IEEE 802.3av ፕሮቶኮል መስፈርቶች መሰረት የ 1.25Gbit / s የፍንዳታ መቀበያ ማቋቋሚያ ጊዜ <400 ns መሆን አለበት, እና የፍንዳታ መቀበያ ትብነት <-29.78 dBm በትንሹ የስህተት መጠን ከ10-12; እና 10.3125 Gbit/s የፍንዳታ መቀበያ ማቀናበሪያ ጊዜ <800ns መሆን አለበት፣ እና የፍንዳታው መቀበያ ትብነት <-28.0 dBm ከትንሽ የስህተት መጠን 10-3 መሆን አለበት።
2.10G EPON ሲሜትሪክOLTየኦፕቲካል ሞጁል ንድፍ
2.1 የንድፍ እቅድ
የ10ጂ ኢፒኦን ሲሜትሪክOLTኦፕቲካል ሞጁል በትሪፕሌክስ (ነጠላ ፋይበር ባለሶስት መንገድ ሞጁል)፣ በማስተላለፍ፣ በመቀበል እና በመከታተል የተዋቀረ ነው። ትሪፕሌሰተሩ ሁለት ሌዘር እና ጠቋሚን ያካትታል. የተላለፈው ብርሃን እና የተቀበለው ብርሃን ነጠላ-ፋይበር ሁለት አቅጣጫዊ ስርጭትን ለማግኘት በ WDM (Wavelength Division Multiplexer) በኩል በኦፕቲካል መሳሪያው ውስጥ ይጣመራሉ። አወቃቀሩ በስእል 1 ይታያል።
የማስተላለፊያው ክፍል ሁለት ሌዘርን ያቀፈ ሲሆን ዋና ተግባራቸውም 1ጂ እና 10ጂ ኤሌክትሪካዊ ምልክቶችን ወደ ኦፕቲካል ሲግናሎች መለወጥ እና በዲጂታል ኤፒሲ ወረዳ በኩል በተዘጋ ዑደት ውስጥ ያለውን የኦፕቲካል ሃይል መረጋጋት መጠበቅ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ ነጠላ-ቺፕ ማይክሮ ኮምፒዩተር በሲስተሙ የሚፈልገውን የመጥፋት ጥምርታ ለማግኘት የሞዲዩሽን አሁኑን መጠን ይቆጣጠራል። የ TEC ወረዳ ወደ 10G ማስተላለፊያ ዑደት ተጨምሯል, ይህም የ 10G ሌዘር የውጤት ሞገድ ርዝመትን በእጅጉ ያረጋጋዋል. ተቀባዩ ክፍል የተገኘውን የፍንዳታ ኦፕቲካል ሲግናል ወደ ኤሌክትሪክ ሲግናል ለመቀየር ኤፒዲ ይጠቀማል፣ እና ከማጉላት እና ከቀረጻ በኋላ ያወጣል። የስሜታዊነት ስሜት ወደ ተስማሚው ክልል መድረስ መቻሉን ለማረጋገጥ በተለያየ የሙቀት መጠን ለኤፒዲ የተረጋጋ ከፍተኛ ግፊት መስጠት አስፈላጊ ነው. አንድ-ቺፕ ኮምፒዩተሩ የኤፒዲ ከፍተኛ-ቮልቴጅ ወረዳን በመቆጣጠር ይህንን ግብ ያሳካል።
2.2 የሁለት-ደረጃ ፍንዳታ መቀበያ ትግበራ
የ10G EPON ሲሜትሪክ መቀበያ ክፍልOLTኦፕቲካል ሞጁል የፍንዳታ መቀበያ ዘዴን ይጠቀማል። የተረጋጋ የውጤት ኤሌክትሪካዊ ምልክቶችን ለማግኘት የሁለቱን የተለያዩ ተመኖች የጨረር ምልክቶችን በደንብ መለየት እንዲችል ሁለት የተለያዩ የ 1.25 እና 10.3125 Gbit/s የፍንዳታ ምልክቶችን መቀበል ያስፈልገዋል። ባለሁለት-ተመን ፍንዳታ መቀበልን ለመተግበር ሁለት እቅዶችOLTየኦፕቲካል ሞጁሎች እዚህ ቀርበዋል.
የግቤት ኦፕቲካል ሲግናል TDMA (Time Division Multiple Access) ቴክኖሎጂን ስለሚጠቀም፣ በአንድ ጊዜ አንድ የፍንዳታ ብርሃን መጠን ብቻ ሊኖር ይችላል። የግቤት ምልክቱ በኦፕቲካል ጎራ ውስጥ በ 1: 2 የጨረር መከፋፈያ ሊለያይ ይችላል, ለምሳሌ በስእል 2 ይታያል. ወይም 1G እና 10G የጨረር ምልክቶችን ወደ ደካማ የኤሌክትሪክ ምልክቶች ለመቀየር ባለከፍተኛ ፍጥነት ማወቂያን ይጠቀሙ እና ከዚያም ሁለት ኤሌክትሪክን ይለያሉ. በስእል 3 እንደሚታየው በትልቁ ባንድዊድዝ TIA በኩል የተለያየ መጠን ያላቸው ምልክቶች።
በስእል 2 ላይ የሚታየው የመጀመሪያው እቅድ መብራቱ በ 1: 2 የጨረር መከፋፈያ ውስጥ ሲያልፍ የተወሰነ የማስገቢያ ኪሳራ ያመጣል, ይህም የግቤት ኦፕቲካል ሲግናልን ማጉላት አለበት, ስለዚህ የኦፕቲካል ማጉያው በኦፕቲካል ስፕሊት ፊት ለፊት ይጫናል. የተነጠሉት የኦፕቲካል ሲግናሎች በተለያየ ተመኖች ጠቋሚዎች የኦፕቲካል/ኤሌትሪክ ቅየራ ይደረግባቸዋል፣ በመጨረሻም ሁለት አይነት የተረጋጋ የኤሌክትሪክ ምልክት ውጤቶች ይገኛሉ። የዚህ መፍትሔ ትልቁ ጉዳቱ የኦፕቲካል ማጉያ እና 1: 2 የጨረር መከፋፈያ ጥቅም ላይ ይውላል, እና የኦፕቲካል ምልክትን ለመለወጥ ሁለት ጠቋሚዎች ያስፈልጋሉ, ይህም የአተገባበሩን ውስብስብነት ይጨምራል እና ወጪን ይጨምራል.
በ FIG ውስጥ በሚታየው በሁለተኛው እቅድ. 3, በኤሌክትሪክ ጎራ ውስጥ መለያየትን ለማግኘት የግቤት ኦፕቲካል ሲግናል በማወቂያ እና በቲአይኤ በኩል ማለፍ ብቻ ያስፈልገዋል። የዚህ የመፍትሄ ሃሳብ ዋናው የቲአይኤ ምርጫ ላይ ነው፣ይህም TIA 1 ~ 10Gbit/s የመተላለፊያ ይዘት እንዲኖረው ይፈልጋል፣ እና በተመሳሳይ ጊዜ TIA በዚህ የመተላለፊያ ይዘት ውስጥ ፈጣን ምላሽ አለው። አሁን ባለው የቲአይኤ ግቤት ብቻ የምላሽ ዋጋን በፍጥነት ማግኘት ይቻላል፣ የተቀበለው ትብነት በደንብ ሊረጋገጥ ይችላል። ይህ መፍትሔ የአተገባበሩን ውስብስብነት በእጅጉ ይቀንሳል እና ወጪዎችን ይቆጣጠራል. በእውነተኛው ንድፍ ውስጥ፣ በአጠቃላይ የሁለት ደረጃ ፍንዳታ አቀባበል ለማግኘት ሁለተኛውን እቅድ እንመርጣለን ።
2.3 በመቀበያው ጫፍ ላይ የሃርድዌር ዑደት ንድፍ
ምስል 4 የፍንዳታው መቀበያ ክፍል የሃርድዌር ዑደት ነው. የፍንዳታ ኦፕቲካል ግብዓት ሲኖር ኤፒዲ የጨረር ሲግናል ወደ ደካማ የኤሌክትሪክ ምልክት ይለውጠዋል እና ወደ TIA ይልካል። ምልክቱ በቲአይኤ ወደ 10ጂ ወይም 1 ጂ ኤሌክትሪክ ምልክት ይጨምራል። የ10ጂ ኤሌትሪክ ሲግናል ወደ 10ጂ LA በቲአይኤ አወንታዊ ትስስር ግቤት ሲሆን የ 1ጂ ኤሌክትሪክ ምልክት ደግሞ በቲአይኤ አሉታዊ ትስስር ወደ 1G LA ግብአት ይሆናል። Capacitors C2 እና C3 10G እና 1G AC-የተጣመረ ውፅዓትን ለማግኘት የሚያገለግሉ የማጣመጃ መያዣዎች ናቸው። የ AC-coupled ዘዴ የተመረጠው ከዲሲ-የተጣመረ ዘዴ የበለጠ ቀላል ስለሆነ ነው.
ነገር ግን የ AC ማገጣጠሚያው የ capacitor ቻርጅ እና ፍሳሽ አለው, እና ለሲግናል የምላሽ ፍጥነቱ በኃይል መሙያ እና በማፍሰሻ ጊዜ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል, ማለትም ምልክቱ በጊዜ ምላሽ ሊሰጥ አይችልም. ይህ ባህሪ የተወሰነ መጠን ያለው የመቀበያ ማረፊያ ጊዜን ማጣት የማይቀር ነው, ስለዚህ የ AC ማያያዣው አቅም ምን ያህል ትልቅ እንደሆነ መምረጥ አስፈላጊ ነው. አነስ ያለ የማጣመጃ አቅም (capacitor) ከተመረጠ የመቆያ ሰዓቱ ሊቀንስ ይችላል እና ምልክቱ በኦኤንዩበእያንዳንዱ ጊዜ ማስገቢያ የመቀበያ ውጤቱን ሳይነካ ሙሉ በሙሉ መቀበል ይቻላል ምክንያቱም የመቀበያ ሰዓቱ በጣም ረጅም ነው እና የሚቀጥለው ጊዜ መድረሻ።
ይሁን እንጂ በጣም ትንሽ አቅም ያለው የመገጣጠም ውጤት ላይ ተጽእኖ ያሳድራል እና የመቀበያ መረጋጋትን በእጅጉ ይቀንሳል. ትልቅ አቅም የስርዓት መጨናነቅን ሊቀንስ እና የተቀባዩን ጫፍ ስሜታዊነት ሊያሻሽል ይችላል። ስለዚህ የእንግዳ መቀበያ ጊዜን እና የመቀበያ ስሜትን ከግምት ውስጥ ለማስገባት ተገቢውን የማጣመጃ አቅም C2 እና C3 መምረጥ ያስፈልጋል. በተጨማሪም, የግቤት ኤሌክትሪክ ምልክት መረጋጋትን ለማረጋገጥ, የማጣመጃ አቅም (capacitor capacitor) እና ከ 50Ω መቋቋም ጋር የሚጣጣም ተከላካይ ከ LA አሉታዊ ተርሚናል ጋር ይገናኛሉ.
LVPECL (ዝቅተኛ ቮልቴጅ አዎንታዊ Emitter Coupling Logic) የወረዳ resistors R4 እና R5 (R6 እና R7) እና 10G (1G) LA በማድረግ ልዩነት ምልክት ውፅዓት በኩል 2.0 V DC ቮልቴጅ ምንጭ. የኤሌክትሪክ ምልክት.
2.4 የማስጀመሪያ ክፍል
የ10G EPON ሲሜትሪክ አስተላላፊ አካልOLTኦፕቲካል ሞጁል በዋናነት በሁለት ክፍሎች የተከፈለው 1.25 እና 10G ማስተላለፊያ ሲሆን እነሱም በቅደም ተከተል 1490 እና 1577 nm የሞገድ ርዝመት ያላቸው ምልክቶችን ወደ ቁልቁል ይልካል። የ10ጂ ማስተላለፊያ ክፍልን እንደ ምሳሌ ወስደን የ10ጂ ልዩነት ሲግናሎች ጥንድ ወደ ሲዲአር (የሰዓት ቅርፅ) ቺፕ ውስጥ ይገባሉ፣ AC ከ10ጂ ሾፌር ቺፕ ጋር ይጣመራሉ፣ እና በመጨረሻም በተለየ መልኩ ወደ 10ጂ ሌዘር ገብቷል። የሙቀት ለውጥ በሌዘር ልቀት የሞገድ ርዝመት ላይ ትልቅ ተጽእኖ ስለሚያሳድር የሞገድ ርዝመቱን በፕሮቶኮሉ ወደሚፈለገው ደረጃ ለማረጋጋት (ፕሮቶኮሉ 1575 ~ 1580nm ያስፈልገዋል) የ TEC ወረዳውን የሚሠራውን ጅረት ማስተካከል ያስፈልጋል። የውጤት ሞገድ ርዝመት በደንብ መቆጣጠር እንደሚቻል.
3. የፈተና ውጤቶች እና ትንተና
የ 10G EPON ሲሜትሪክ ዋና የሙከራ አመልካቾችOLTኦፕቲካል ሞጁል የመቀበያ ማቀናበሪያ ጊዜን፣ የተቀባዩን ስሜታዊነት እና የአይን ዲያግራምን ያስተላልፋል። ልዩ ፈተናዎች የሚከተሉት ናቸው:
(1) የማዋቀር ጊዜን ተቀበል
የላይሊንክ ፍንዳታ የኦፕቲካል ሃይል -24.0 ዲቢኤም በመደበኛ የስራ አካባቢ፣ በተፈነዳው የብርሃን ምንጭ የሚወጣው የጨረር ምልክት እንደ መለኪያ መነሻ ሆኖ ያገለግላል፣ እና ሞጁሉ እንደ የመለኪያ መጨረሻ ነጥብ ሆኖ ሙሉ በሙሉ የኤሌክትሪክ ምልክት ይቀበላል እና ያቋቁማል። በሙከራ ፋይበር ውስጥ ያለው የብርሃን ጊዜ መዘግየት.የሚለካው 1G የፍንዳታ መቀበያ ማቀናበሪያ ጊዜ 76.7 ns ነው, ይህም የአለም አቀፍ ደረጃን <400 ns; የ10ጂ ፍንዳታ መቀበያ ማዋቀር ጊዜ 241.8 ns ነው፣ይህም የ<800 ns አለም አቀፍ ደረጃን ያሟላል።
3. የፈተና ውጤቶች እና ትንተና
የ 10G EPON ሲሜትሪክ ዋና የሙከራ አመልካቾችOLTኦፕቲካል ሞጁል የመቀበያ ማቀናበሪያ ጊዜን፣ የተቀባዩን ስሜታዊነት እና የአይን ዲያግራምን ያስተላልፋል። ልዩ ፈተናዎች የሚከተሉት ናቸው:
(1) የማዋቀር ጊዜን ተቀበል
የላይሊንክ ፍንዳታ የኦፕቲካል ሃይል -24.0 ዲቢኤም በመደበኛ የስራ አካባቢ፣ በተፈነዳው የብርሃን ምንጭ የሚወጣው የጨረር ምልክት እንደ መለኪያ መነሻ ሆኖ ያገለግላል፣ እና ሞጁሉ እንደ የመለኪያ መጨረሻ ነጥብ ሆኖ ሙሉ በሙሉ የኤሌክትሪክ ምልክት ይቀበላል እና ያቋቁማል። በሙከራ ፋይበር ውስጥ የብርሃን ጊዜ መዘግየት. የሚለካው የ1ጂ ፍንዳታ መቀበያ ማዋቀር ጊዜ 76.7 ns ነው፣ ይህም የአለም አቀፍ ደረጃን <400 ns; የ10ጂ ፍንዳታ መቀበያ ማዋቀር ጊዜ 241.8 ns ነው፣ይህም የ<800 ns አለም አቀፍ ደረጃን ያሟላል።
