EPON sistemindəOLTçoxsaylı ilə bağlıdırONU-lar(optik şəbəkə vahidləri) POS (passiv optik ayırıcı) vasitəsilə. EPON-un nüvəsi olaraq,OLToptik modullar bütün 10G EPON sisteminin işinə birbaşa təsir edəcək.
1. 10G EPON simmetrikinə girişOLToptik modul
10G EPON simmetrikdirOLToptik modul əsasən 10G EPON sistemlərində optik/elektrik konversiya üçün istifadə olunan uplink partlama qəbulu və downlink davamlı ötürmə rejimlərindən istifadə edir.
Qəbuledici hissə TIA (transimpedans gücləndiricisi), 1270 / 1310nm-də APD (Avalanche Photodiode) və 1,25 və 10,3125 Gbit/s tezliklərdə iki LA (məhdudlaşdırıcı gücləndirici) ibarətdir.
Ötürücü uc 10G EML (elektro-udma modulyasiya lazeri) və 1,25 Gbit/s DFB (paylanmış əks əlaqə lazeri)-dən ibarətdir və onun emissiya dalğa uzunluqları müvafiq olaraq 1577 və 1490nm-dir.
Sürücülük dövrəsinə sabit 10G lazer emissiya dalğa uzunluğunu saxlamaq üçün rəqəmsal APC (Avtomatik Optik Güc İdarəetmə) dövrəsi və TEC (Temperatur Kompensasiyası) dövrəsi daxildir. Ötürücü və qəbuledici parametrlərin monitorinqi SFF-8077iv4.5 protokoluna uyğun olaraq tək çipli mikrokompüter tərəfindən həyata keçirilir.
Çünki qəbul ucuOLToptik modul partlayış qəbulundan istifadə edir, qəbulun qurulması vaxtı xüsusilə vacibdir. Qəbulun yerləşdirilməsi müddəti uzun olarsa, bu, həssaslığa çox təsir edəcək və hətta partlayış qəbulunun düzgün işləməməsinə səbəb ola bilər. IEEE 802.3av protokolunun tələblərinə uyğun olaraq, 1,25Gbit/s partlayış qəbulunun qurulması vaxtı <400 ns, partlama qəbulunun həssaslığı isə 10-12 bit xəta dərəcəsi ilə <-29,78 dBm olmalıdır; və 10,3125 Gbit/s Partlayış qəbulunun quraşdırma vaxtı <800ns, partlama qəbulunun həssaslığı isə 10-3 bit xəta dərəcəsi ilə <-28,0 dBm olmalıdır.
2.10G EPON simmetrikOLToptik modul dizaynı
2.1 Dizayn sxemi
10G EPON simmetrikdirOLToptik modul ötürən, qəbul edən və nəzarət edən triplekserdən (tək lifli üç yollu moduldan) ibarətdir. Tripleksatora iki lazer və bir detektor daxildir. Ötürülmüş işıq və qəbul edilən işıq tək lifli iki istiqamətli ötürmə əldə etmək üçün WDM (Dalğa Boyu Bölmə Multiplekseri) vasitəsilə optik cihaza inteqrasiya olunur. Onun strukturu Şəkil 1-də göstərilmişdir.
Ötürücü hissə iki lazerdən ibarətdir, onların əsas funksiyası müvafiq olaraq 1G və 10G elektrik siqnallarını optik siqnallara çevirmək və rəqəmsal APC sxemi vasitəsilə qapalı dövrə vəziyyətində optik gücün sabitliyini saxlamaqdır. Eyni zamanda, tək çipli mikrokompüter sistemin tələb etdiyi sönmə nisbətini əldə etmək üçün modulyasiya cərəyanının böyüklüyünə nəzarət edir. TEC dövrəsi 10G ötürücü dövrə əlavə edilir ki, bu da 10G lazerin çıxış dalğa uzunluğunu xeyli sabitləşdirir. Qəbul edən hissə aşkar edilmiş partlayış optik siqnalını elektrik siqnalına çevirmək üçün APD-dən istifadə edir və gücləndirmə və formalaşdırmadan sonra onu çıxarır. Həssaslığın ideal diapazona çata bilməsini təmin etmək üçün müxtəlif temperaturlarda APD-yə sabit yüksək təzyiq təmin etmək lazımdır. Bir çipli kompüter bu məqsədə APD yüksək gərginlikli dövrəni idarə etməklə nail olur.
2.2 İkili tezlikli partlayış qəbulunun həyata keçirilməsi
10G EPON simmetrikinin qəbuledici hissəsiOLToptik modul partlama qəbulu metodundan istifadə edir. O, 1,25 və 10,3125 Gbit/s iki fərqli sürətdə partlayış siqnallarını qəbul etməlidir ki, bu da sabit çıxış elektrik siqnallarını əldə etmək üçün qəbuledici hissədən bu iki fərqli sürətin optik siqnallarını yaxşı ayırd edə bilməsini tələb edir. İkili sürətli partlayış qəbulunu həyata keçirmək üçün iki sxemOLToptik modullar burada təklif olunur.
Giriş optik siqnalı TDMA (Time Division Multiple Access) texnologiyasından istifadə etdiyi üçün eyni vaxtda yalnız bir partlayış sürəti mövcud ola bilər. Giriş siqnalı Şəkil 2-də göstərildiyi kimi 1:2 optik splitter vasitəsilə optik sahədə ayrıla bilər. Və ya 1G və 10G optik siqnalları zəif elektrik siqnallarına çevirmək üçün yalnız yüksək sürətli detektordan istifadə edin və sonra iki elektrik siqnalını ayırın. Şəkil 3-də göstərildiyi kimi daha böyük bant genişliyi TIA vasitəsilə müxtəlif sürətlərə malik siqnallar.
Şəkil 2-də göstərilən ilk sxem, işıq giriş optik siqnalını gücləndirməli olan 1: 2 optik splitterdən keçdikdə müəyyən bir daxiletmə itkisi gətirəcək, buna görə optik splitter qarşısında optik gücləndirici quraşdırılmışdır. Ayrılan optik siqnallar daha sonra müxtəlif sürətlərdəki detektorlar tərəfindən optik / elektrik çevrilməsinə məruz qalır və nəhayət, iki növ sabit elektrik siqnal çıxışı əldə edilir. Bu həllin ən böyük çatışmazlığı odur ki, optik gücləndirici və 1: 2 optik splitter istifadə olunur və optik siqnalı çevirmək üçün iki detektor lazımdır ki, bu da həyata keçirilməsinin mürəkkəbliyini artırır və dəyəri artırır.
Şəkildə göstərilən ikinci sxemdə. 3, giriş optik siqnalı elektrik sahəsində ayrılmağa nail olmaq üçün yalnız bir detektor və TIA-dan keçməlidir. Bu həllin əsası TIA-nın seçimində yatır, bu, TIA-nın 1 ~ 10Gbit/s bant genişliyinə malik olmasını tələb edir və eyni zamanda TIA bu bant genişliyi daxilində sürətli cavab verir. Yalnız TIA-nın cari parametri vasitəsilə cavab dəyərini tez əldə edə bilərsiniz, qəbuledici həssaslığa yaxşı zəmanət verilə bilər. Bu həll tətbiqin mürəkkəbliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və xərcləri nəzarət altında saxlayır. Faktiki dizaynda biz ümumiyyətlə ikiqat sürətli partlayış qəbuluna nail olmaq üçün ikinci sxemi seçirik.
2.3 Qəbul ucunda aparat sxeminin layihələndirilməsi
Şəkil 4 partlama qəbuledici hissəsinin aparat sxemidir. Partlayış optik giriş olduqda, APD optik siqnalı zəif elektrik siqnalına çevirir və onu TIA-ya göndərir. Siqnal TIA tərəfindən 10G və ya 1G elektrik siqnalına çevrilir. 10G elektrik siqnalı TİA-nın müsbət birləşməsi vasitəsilə 10G LA-ya, 1G elektrik siqnalı isə TIA-nın mənfi birləşməsi vasitəsilə 1G LA-ya daxil olur. C2 və C3 kondansatörləri 10G və 1G AC ilə birləşdirilmiş çıxış əldə etmək üçün istifadə edilən birləşdirici kondansatörlərdir. AC ilə birləşdirilmiş üsul DC ilə birləşdirilmiş metoddan daha sadə olduğuna görə seçilmişdir.
Bununla belə, AC birləşməsində kondansatörün doldurulması və boşaldılması var və siqnala cavab sürəti şarj və boşalma vaxtının sabitindən təsirlənir, yəni siqnala vaxtında cavab vermək mümkün deyil. Bu xüsusiyyət qəbulun müəyyən vaxtını itirmək məcburiyyətindədir, ona görə də AC birləşmə kondensatorunun nə qədər böyük olduğunu seçmək vacibdir. Daha kiçik bir birləşmə kondensatoru seçilərsə, çökmə müddəti qısala bilər və siqnal ötürülür.ONUhər bir vaxt intervalında qəbul effektinə təsir etmədən tamamilə qəbul edilə bilər, çünki qəbulun həlli vaxtı çox uzundur və növbəti vaxt intervalının gəlməsi.
Bununla belə, çox kiçik tutum birləşmə effektinə təsir edəcək və qəbulun sabitliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Daha böyük tutum sistemin titrəməsini azalda və qəbuledici ucun həssaslığını yaxşılaşdıra bilər. Buna görə qəbulun yerləşdirilməsi vaxtını və qəbulun həssaslığını nəzərə almaq üçün C2 və C3 uyğun birləşmə kondensatorlarını seçmək lazımdır. Bundan əlavə, giriş elektrik siqnalının dayanıqlığını təmin etmək üçün LA-nın mənfi terminalına birləşdirici kondansatör və müqaviməti 50Ω olan uyğun bir rezistor birləşdirilir.
R4 və R5 (R6 və R7) rezistorlarından və 10G (1G) LA ilə diferensial siqnal çıxışı vasitəsilə 2.0 V DC gərginlik mənbəyindən ibarət LVPECL (Aşağı Gərginlikli Müsbət Emitent Birləşdirmə Məntiqi) sxemi. elektrik siqnalı.
2.4 Başlatma bölməsi
10G EPON simmetrikinin ötürücü hissəsiOLToptik modul əsasən 1.25 və 10G ötürmənin iki hissəsinə bölünür ki, onlar müvafiq olaraq aşağı keçidə 1490 və 1577 nm dalğa uzunluğuna malik siqnallar göndərirlər. Nümunə olaraq 10G ötürücü hissəsini götürsək, bir cüt 10G diferensial siqnal CDR (Clock Shaping) çipinə daxil olur, 10G sürücü çipinə AC ilə birləşdirilir və nəhayət, diferensial olaraq 10G lazerə daxil edilir. Temperaturun dəyişməsi lazer emissiyasının dalğa uzunluğuna böyük təsir göstərəcəyi üçün dalğa uzunluğunu protokolun tələb etdiyi səviyyəyə sabitləşdirmək üçün (protokol 1575 ~ 1580nm tələb edir), TEC dövrəsinin iş cərəyanını tənzimləmək lazımdır, buna görə də çıxış dalğa uzunluğu yaxşı idarə edilə bilər.
3. Test nəticələri və təhlili
10G EPON simmetrikinin əsas test göstəriciləriOLToptik modula qəbuledicinin quraşdırılması vaxtı, qəbuledicinin həssaslığı və ötürücü göz diaqramı daxildir. Xüsusi testlər aşağıdakılardır:
(1) Quraşdırma vaxtını qəbul edin
-24.0 dBm-lik yuxarı keçidin optik gücünün normal iş mühiti altında, partlayış işıq mənbəyi tərəfindən buraxılan optik siqnal ölçmə başlanğıc nöqtəsi kimi istifadə olunur və modul ölçmə son nöqtəsi kimi tam elektrik siqnalını qəbul edir və yaradır. sınaq lifində işığın gecikməsi. Ölçülmüş 1G partlayış qəbulunun quraşdırma vaxtı <400 ns beynəlxalq standarta cavab verən 76,7 ns-dir; 10G partlayış qəbulunun quraşdırma vaxtı 241,8 ns-dir ki, bu da <800 ns beynəlxalq standarta cavab verir.
3. Test nəticələri və təhlili
10G EPON simmetrikinin əsas test göstəriciləriOLToptik modula qəbuledicinin quraşdırılması vaxtı, qəbuledicinin həssaslığı və ötürücü göz diaqramı daxildir. Xüsusi testlər aşağıdakılardır:
(1) Quraşdırma vaxtını qəbul edin
-24.0 dBm-lik yuxarı keçidin optik gücünün normal iş mühiti altında, partlayış işıq mənbəyi tərəfindən buraxılan optik siqnal ölçmə başlanğıc nöqtəsi kimi istifadə olunur və modul ölçmə son nöqtəsi kimi tam elektrik siqnalını qəbul edir və yaradır. test lifində işığın vaxt gecikməsi. Ölçülmüş 1G partlayış qəbulunun quraşdırma vaxtı <400 ns beynəlxalq standarta cavab verən 76,7 ns-dir; 10G partlayış qəbulunun quraşdırma vaxtı 241,8 ns-dir ki, bu da <800 ns beynəlxalq standarta cavab verir.
