In u sistema EPON, uOLThè cunnessu à parechjeONU(unità di rete ottiche) attraversu un POS (splitter ottica passiva). Cum'è u core di EPON,OLTmoduli ottici affettanu direttamente u funziunamentu di tuttu u sistema 10G EPON.
1.Introduction à 10G EPON simmetricuOLTmodulu otticu
U 10G EPON simmetricuOLTU modulu otticu utilizza a ricezione di u burst uplink è i modi di trasmissione cuntinuu downlink, chì sò principalmente usati per a cunversione ottica / elettrica in sistemi 10G EPON.
A parte ricevente hè custituita da un TIA (amplificatore di transimpedance), un APD (Avalanche Photodiode) à 1270 / 1310nm, è dui LA (amplificatori limitanti) à 1.25 è 10.3125 Gbit / s rates.
L'estremità di trasmissione hè cumposta da un 10G EML (laser di modulazione di elettro-assorbimentu) è un 1.25 Gbit / s DFB (laser di feedback distribuitu), è e so lunghezze d'onda di emissione sò 1577 è 1490nm, rispettivamente.
U circuitu di guida include un circuitu APC (Automatic Optical Power Control) digitale è un circuitu TEC (Compensazione di Temperatura) per mantene una lunghezza d'onda stabile di emissione laser 10G. U monitoraghju di i paràmetri di trasmissione è ricezione hè implementatu da u microcomputer unicu chip secondu u protocolu SFF-8077iv4.5.
Perchè u finale ricevente di uOLTU modulu otticu usa a ricezione di burst, u tempu di cunfigurazione di ricezione hè particularmente impurtante. Se u tempu di ricezione di ricezione hè longu, affetterà assai a sensibilità, è pò ancu causà a ricezione di scoppiu chì ùn funziona micca bè. Sicondu i requisiti di u protokollu IEEE 802.3av, u tempu di creazione di una ricezione di 1.25Gbit / s deve esse <400 ns, è a sensibilità di ricezione di u burst deve esse <-29.78 dBm cù una rata d'errore di bit di 10-12; è 10.3125 Gbit / s U tempu di cunfigurazione di a ricezione di burst deve esse <800ns, è a sensibilità di ricezione di burst deve esse <-28.0 dBm cù una rata di errore di bit di 10-3.
2.10G EPON simmetricuOLTcuncepimentu di u modulu otticu
2.1 Schema di disignu
U 10G EPON simmetricuOLTU modulu otticu hè cumpostu da un triplexer (modulu di trè vie à fibra unica), chì trasmette, riceve è surviglianza. U triplexer include dui laser è un detector. A luce trasmessa è a luce ricevuta sò integrate in u dispusitivu otticu attraversu WDM (Wavelength Division Multiplexer) per ottene una trasmissione bidirezionale di una sola fibra. A so struttura hè mostrata in Figura 1.
A parte di trasmissione hè custituita da dui laser, chì a funzione principale hè di cunvertisce i segnali elettrici 1G è 10G in segnali ottici, rispettivamente, è di mantene a stabilità di a putenza ottica in un statu di ciclu chjusu attraversu un circuitu APC digitale. À u listessu tempu, u microcomputer unicu chip cuntrolla a magnitudine di u currente di modulazione per ottene u rapportu d'estinzione necessariu da u sistema. U circuitu TEC hè aghjuntu à u circuitu di trasmissione 10G, chì stabilizza assai a lunghezza d'onda di output di u laser 10G. A parte ricevente usa APD per cunvertisce u segnu otticu di scoppiu rilevatu in un signalu elettricu, è l'emette dopu l'amplificazione è a furmazione. Per assicurà chì a sensibilità pò ghjunghje à a gamma ideale, hè necessariu di furnisce una alta pressione stabile à l'APD à diverse temperature. L'urdinatore à un chip ghjunghje stu scopu cuntrullendu u circuitu d'alta tensione APD.
2.2 Implementazione di ricezione di burst dual-rate
A parte ricevente di a simmetrica 10G EPONOLTU modulu otticu usa un metudu di ricezione di burst. Hè bisognu di riceve segnali di burst di dui ritmi diffirenti di 1,25 è 10,3125 Gbit / s, chì esige chì a parte di ricezione sia capace di distingue bè i segnali ottici di sti dui ritmi differenti per ottene segnali elettrici di output stabile. Dui schemi per implementà a ricezione di burst dual-rate diOLTmoduli ottici sò pruposti quì.
Perchè u signale otticu di input usa a tecnulugia TDMA (Time Division Multiple Access), solu una tarifa di luce di burst pò esiste à u stessu tempu. U signale di input pò esse siparatu in u duminiu otticu attraversu un splitter otticu 1: 2, cum'è Mostratu in Figura 2. O utilizate solu un detector d'alta veloce per cunvertisce segnali ottici 1G è 10G in signali ottichi debuli, è poi siparate dui elettrichi. segnali cù tassi diffirenti attraversu un TIA di larghezza di banda più grande, cum'è mostra in a Figura 3.
U primu schema mostratu in a Figura 2 portarà una certa perdita d'inserzione quandu a luce passa per u splitter otticu 1: 2, chì deve amplificà u signale otticu di input, cusì un amplificatore otticu hè stallatu davanti à u splitter otticu. I segnali ottici separati sò tandu sottumessi à cunversione otticu / elettrica da detectori di diverse tassi, è infine sò ottenuti dui tipi di outputs di signali elettrici stabili. U più grande svantaghju di sta suluzione hè chì un amplificatore otticu è un splitter otticu 1: 2 sò utilizati, è dui detectors sò necessarii per cunvertisce u signalu otticu, chì aumenta a cumplessità di l'implementazione è aumenta u costu.
In u sicondu schema mostratu in FIG. 3, u signale otticu di input solu deve passà per un detector è un TIA per ottene a separazione in u duminiu elettricu. U core di sta suluzione si trova in a selezzione di TIA, chì esige TIA per avè una larghezza di banda di 1 ~ 10Gbit / s, è à u stessu tempu TIA hà una risposta rapida in questa larghezza di banda. Solu à traversu u paràmetru attuale di TIA pò uttene u valore di risposta rapidamente, a sensibilità di ricezione pò esse bè garantita. Sta suluzione riduce assai a cumplessità di l'implementazione è mantene i costi sottu cuntrullati. In u disignu propiu, generalmente scegliemu u sicondu schema per ottene una ricezione di burst dual-rate.
2.3 Disegnu di u circuitu hardware à l'estremità ricevente
Fig. 4 hè u circuitu di hardware di a parte chì riceve u burst. Quandu ci hè un input otticu burst, l'APD converte u signalu otticu in un signalu elettricu debule è u manda à u TIA. U signale hè amplificatu da u TIA in un signalu elettricu 10G o 1G. U signale elettricu 10G hè ingressu à u 10G LA per mezu di l'accoppiamentu pusitivu di u TIA, è u signale elettricu 1G hè ingressu à u 1G LA attraversu l'accoppiamentu negativu di u TIA. I condensatori C2 è C3 sò condensatori d'accoppiamentu utilizati per ottene 10G è 1G AC-coupled output. U metudu AC-coupled hè statu sceltu perchè hè più simplice chè u metu DC-coupled.
In ogni casu, l'accoppiamentu AC hà a carica è a scaricazione di u condensatore, è a velocità di risposta à u signale hè affettata da a constante di u tempu di carica è di scaricamentu, vale à dì chì u signale ùn pò micca esse rispostu in u tempu. Sta funziunalità hè obligatu à perde una certa quantità di u tempu di accoppiamentu di ricezione, cusì hè impurtante di sceglie quantu grande u condensatore di accoppiamentu AC. Se hè sceltu un condensatore di accoppiamentu più chjucu, u tempu di stabilimentu pò esse accurtatu, è u signale trasmessu da uONUin ogni intervallu di tempu pò esse ricivutu cumplettamente senza affettà l'effettu di ricezione perchè u tempu di ricezione hè troppu longu è l'arrivu di u prossimu slot di tempu.
Tuttavia, a capacità troppu chjuca affetterà l'effettu di accoppiamentu è riduce assai a stabilità di a ricezione. A capacità più grande pò riduce u jitter di u sistema è migliurà a sensibilità di l'estremità ricevente. Dunque, per piglià in contu u tempu di ricezione è a sensibilità di ricezione, i condensatori di accoppiamentu adattati C2 è C3 anu da esse sceltu. Inoltre, per assicurà a stabilità di u signale elettricu di input, un condensatore di accoppiamentu è un resistore currispundente cù una resistenza di 50Ω sò cunnessi à u terminal negativu di LA.
Circuitu LVPECL (Low Voltage Positive Emitter Coupling Logic) cumpostu da resistori R4 è R5 (R6 è R7) è una fonte di tensione 2.0 V DC attraversu l'uscita di signale differenziale da 10G (1G) LA. signale elettricu.
2.4 Launch section
A parte trasmittente di a simmetrica 10G EPONOLTU modulu otticu hè principarmenti divisu in duie parte di trasmissione 1.25 è 10G, chì rispettivamente mandanu segnali cù una lunghezza d'onda di 1490 è 1577 nm à u downlink. Pigliendu a parte di trasmissione 10G cum'è un esempiu, un paru di segnali differenziali 10G entra in un chip CDR (Clock Shaping), hè AC-coupled à un chip driver 10G, è infine hè input differenziale in un laser 10G. Perchè u cambiamentu di temperatura averà una grande influenza nantu à a lunghezza d'onda di emissione laser, per stabilizzà a lunghezza d'onda à u livellu necessariu da u protocolu (u protocolu richiede 1575 ~ 1580nm), u currente di travagliu di u circuitu TEC deve esse aghjustatu, cusì chì a lunghezza d'onda di output pò esse bè cuntrullata.
3. Test risultati è analisi
I principali indicatori di teste di a simmetrica 10G EPONOLTU modulu otticu include u tempu di cunfigurazione di u ricevitore, a sensibilità di u ricevitore è u diagramma di l'ochji di trasmissione. I testi specifichi sò i seguenti:
(1) Riceve u tempu di installazione
Sutta l'ambiente di travagliu normale di a putenza ottica di u burst uplink di -24.0 dBm, u segnu otticu emessu da a fonte di luce di burst hè utilizatu cum'è u puntu di partenza di a misurazione, è u modulu riceve è stabilisce un signalu elettricu cumpletu cum'è u puntu di fine di a misurazione, ignorendu u ritardu di u tempu di luce in a fibra di prova. U tempu di cunfigurazione di ricezione di u burst 1G misuratu hè 76,7 ns, chì risponde à u standard internaziunale di <400 ns; u tempu di cunfigurazione di ricezione 10G burst hè 241.8 ns, chì risponde ancu à u standard internaziunale di <800 ns.
3. Test risultati è analisi
I principali indicatori di teste di a simmetrica 10G EPONOLTU modulu otticu include u tempu di cunfigurazione di u ricevitore, a sensibilità di u ricevitore è u diagramma di l'ochji di trasmissione. I testi specifichi sò i seguenti:
(1) Riceve u tempu di installazione
Sutta l'ambiente di travagliu normale di a putenza ottica di u burst uplink di -24.0 dBm, u segnu otticu emessu da a fonte di luce di burst hè utilizatu cum'è u puntu di partenza di a misurazione, è u modulu riceve è stabilisce un signalu elettricu cumpletu cum'è u puntu di fine di a misurazione, ignorendu u ritardu di tempu di luce in a fibra di prova. U tempu di cunfigurazione di ricezione di u burst 1G misuratu hè 76.7 ns, chì risponde à u standard internaziunale di <400 ns; u tempu di cunfigurazione di ricezione 10G burst hè 241.8 ns, chì risponde ancu à u standard internaziunale di <800 ns.
