No sistema EPON, oOLTestá conectado a múltiplesONU(unidades de red óptica) a través de un POS (divisor óptico pasivo). Como núcleo de EPON,OLTOs módulos ópticos afectarán directamente o funcionamento de todo o sistema 10G EPON.
1.Introdución a 10G EPON simétricoOLTmódulo óptico
O 10G EPON simétricoOLTO módulo óptico usa os modos de recepción de ráfaga de enlace ascendente e de transmisión continua de enlace descendente, que se usan principalmente para a conversión óptica/eléctrica en sistemas 10G EPON.
A parte receptora consta dun TIA (amplificador de transimpedancia), un APD (Avalanche Photodiode) a 1270/1310nm e dous LA (amplificadores limitadores) a velocidades de 1,25 e 10,3125 Gbit/s.
O extremo transmisor está composto por un EML 10G (láser de modulación de electroabsorción) e un DFB de 1,25 Gbit/s (láser de retroalimentación distribuída), e as súas lonxitudes de onda de emisión son de 1577 e 1490 nm, respectivamente.
O circuíto de condución inclúe un circuíto dixital APC (Control automático de potencia óptica) e un circuíto TEC (Compensación de temperatura) para manter unha lonxitude de onda de emisión láser estable de 10G. A monitorización dos parámetros de transmisión e recepción é implementada polo microordenador dun único chip segundo o protocolo SFF-8077iv4.5.
Porque o extremo receptor doOLTo módulo óptico usa a recepción en ráfaga, o tempo de configuración da recepción é particularmente importante. Se o tempo de asentamento da recepción é longo, afectará moito á sensibilidade e ata pode provocar que a recepción en ráfaga non funcione correctamente. Segundo os requisitos do protocolo IEEE 802.3av, o tempo de establecemento dunha recepción en ráfaga de 1,25 Gbit/s debe ser <400 ns e a sensibilidade de recepción en ráfaga debe ser <-29,78 dBm cunha taxa de erro de bits de 10-12; e 10,3125 Gbit/s O tempo de configuración de recepción de ráfaga debe ser <800ns e a sensibilidade de recepción de ráfaga debe ser <-28,0 dBm cunha taxa de erro de bits de 10-3.
2.10G EPON simétricoOLTdeseño de módulos ópticos
2.1 Esquema de deseño
O 10G EPON simétricoOLTO módulo óptico está composto por un triplexor (módulo de tres vías de fibra única), que transmite, recibe e supervisa. O triplexor inclúe dous láseres e un detector. A luz transmitida e a luz recibida intégranse no dispositivo óptico a través do WDM (Wavelength Division Multiplexer) para conseguir a transmisión bidireccional dunha soa fibra. A súa estrutura móstrase na figura 1.
A parte transmisora consta de dous láseres, cuxa función principal é converter os sinais eléctricos 1G e 10G en sinais ópticos, respectivamente, e manter a estabilidade da potencia óptica nun estado de bucle pechado a través dun circuíto dixital APC. Ao mesmo tempo, o microordenador dun só chip controla a magnitude da corrente de modulación para obter a relación de extinción requirida polo sistema. O circuíto TEC engádese ao circuíto de transmisión 10G, o que estabiliza moito a lonxitude de onda de saída do láser 10G. A parte receptora usa APD para converter o sinal óptico de ráfaga detectado nun sinal eléctrico e emíteo despois da amplificación e conformación. Para garantir que a sensibilidade poida alcanzar o rango ideal, é necesario proporcionar unha alta presión estable ao APD a diferentes temperaturas. O ordenador dun chip consegue este obxectivo controlando o circuíto de alta tensión APD.
2.2 Implantación da recepción de ráfagas de dobre taxa
A parte receptora do 10G EPON simétricoOLTmódulo óptico usa un método de recepción de ráfaga. Necesita recibir sinais de ráfaga de dúas velocidades diferentes de 1,25 e 10,3125 Gbit/s, o que require que a parte receptora poida distinguir ben os sinais ópticos destas dúas velocidades diferentes para obter sinais eléctricos de saída estables. Dous esquemas para implementar a recepción en ráfaga de dobre taxa deOLTaquí propóñense módulos ópticos.
Dado que o sinal óptico de entrada utiliza tecnoloxía TDMA (Acceso múltiple por división do tempo), só pode existir unha taxa de luz de ráfaga ao mesmo tempo. O sinal de entrada pódese separar no dominio óptico a través dun divisor óptico 1: 2, como se mostra na Figura 2. Ou use só un detector de alta velocidade para converter os sinais ópticos 1G e 10G en sinais eléctricos débiles e, a continuación, separe dous sinais con velocidades diferentes a través dun TIA de maior ancho de banda, como se mostra na Figura 3.
O primeiro esquema que se mostra na Figura 2 traerá unha certa perda de inserción cando a luz pasa polo divisor óptico 1: 2, que debe amplificar o sinal óptico de entrada, polo que se instala un amplificador óptico diante do divisor óptico. Os sinais ópticos separados son entón sometidos a conversión óptica/eléctrica mediante detectores de diferentes velocidades e, finalmente, obtéñense dous tipos de saídas de sinal eléctrico estables. A maior desvantaxe desta solución é que se usa un amplificador óptico e un divisor óptico 1: 2, e son necesarios dous detectores para converter o sinal óptico, o que aumenta a complexidade da implementación e aumenta o custo.
No segundo esquema mostrado na FIG. 3, o sinal óptico de entrada só precisa pasar por un detector e un TIA para lograr a separación no dominio eléctrico. O núcleo desta solución reside na selección de TIA, que require que TIA teña un ancho de banda de 1 ~ 10 Gbit/s e, ao mesmo tempo, TIA ten unha resposta rápida dentro deste ancho de banda. Só a través do parámetro actual de TIA pode obter o valor de resposta rapidamente, a sensibilidade de recepción pode estar ben garantida. Esta solución reduce moito a complexidade da implementación e mantén os custos baixo control. No deseño real, xeralmente escollemos o segundo esquema para conseguir a recepción de ráfagas de dobre taxa.
2.3 Deseño do circuíto hardware no extremo receptor
A figura 4 é o circuíto de hardware da parte receptora de explosión. Cando hai unha entrada óptica de ráfaga, o APD converte o sinal óptico nun sinal eléctrico débil e envíao ao TIA. O sinal é amplificado polo TIA nun sinal eléctrico 10G ou 1G. O sinal eléctrico 10G introdúcese no 10G LA a través do acoplamento positivo do TIA, e o sinal eléctrico 1G introdúcese no 1G LA a través do acoplamento negativo do TIA. Os capacitores C2 e C3 son capacitores de acoplamento utilizados para acadar unha saída acoplada a CA de 10G e 1G. Escolleuse o método acoplado a CA porque é máis sinxelo que o método acoplado a CC.
Non obstante, o acoplamento de CA ten a carga e a descarga do capacitor, e a velocidade de resposta ao sinal está afectada pola constante de tempo de carga e descarga, é dicir, o sinal non se pode responder a tempo. Esta característica está obrigada a perder unha certa cantidade de tempo de asentamento de recepción, polo que é importante escoller o tamaño do capacitor de acoplamento de CA. Se se selecciona un capacitor de acoplamento máis pequeno, o tempo de asentamento pode reducirse e o sinal transmitido poloONUen cada franxa horaria pódese recibir completamente sen afectar ao efecto de recepción porque o tempo de asentamento da recepción é demasiado longo e a chegada da seguinte franxa horaria.
Non obstante, unha capacitancia moi pequena afectará o efecto de acoplamento e reducirá moito a estabilidade da recepción. A maior capacitancia pode reducir a trepidación do sistema e mellorar a sensibilidade do extremo receptor. Polo tanto, para ter en conta o tempo de asentamento da recepción e a sensibilidade de recepción, cómpre seleccionar os capacitores de acoplamento C2 e C3 axeitados. Ademais, para garantir a estabilidade do sinal eléctrico de entrada, un capacitor de acoplamento e unha resistencia coincidente cunha resistencia de 50Ω están conectados ao terminal negativo de LA.
Circuíto LVPECL (Low Voltage Positive Emitter Coupling Logic) composto por resistencias R4 e R5 (R6 e R7) e unha fonte de tensión de 2,0 V CC a través da saída de sinal diferencial por 10G (1G) LA. sinal eléctrico.
2.4 Sección de lanzamento
A parte transmisora do 10G EPON simétricoOLTO módulo óptico divídese principalmente en dúas partes de transmisión 1.25 e 10G, que envían sinais respectivamente cunha lonxitude de onda de 1490 e 1577 nm ao enlace descendente. Tomando como exemplo a parte de transmisión 10G, un par de sinais diferenciais 10G entra nun chip CDR (Clock Shaping), está acoplado por CA a un chip de controlador 10G e, finalmente, introdúcese de forma diferencial nun láser 10G. Dado que o cambio de temperatura terá unha gran influencia na lonxitude de onda da emisión do láser, para estabilizar a lonxitude de onda ao nivel requirido polo protocolo (o protocolo require 1575 ~ 1580 nm), a corrente de traballo do circuíto TEC debe ser axustada, polo que que a lonxitude de onda de saída pode ser ben controlada.
3. Resultados da proba e análise
Os principais indicadores de proba do 10G EPON simétricoOLTO módulo óptico inclúe o tempo de configuración do receptor, a sensibilidade do receptor e o diagrama ocular de transmisión. As probas específicas son as seguintes:
(1) Recibir o tempo de configuración
No ambiente de traballo normal de potencia óptica de ráfaga de enlace ascendente de -24,0 dBm, o sinal óptico emitido pola fonte de luz de ráfaga utilízase como punto de inicio da medición e o módulo recibe e establece un sinal eléctrico completo como punto final da medición, ignorando o retardo de tempo da luz na fibra de proba. O tempo de configuración da recepción de ráfagas de 1G medido é de 76,7 ns, que cumpre o estándar internacional de <400 ns; o tempo de configuración da recepción en ráfaga de 10G é de 241,8 ns, que tamén cumpre o estándar internacional de <800 ns.
3. Resultados da proba e análise
Os principais indicadores de proba do 10G EPON simétricoOLTO módulo óptico inclúe o tempo de configuración do receptor, a sensibilidade do receptor e o diagrama ocular de transmisión. As probas específicas son as seguintes:
(1) Recibir o tempo de configuración
No ambiente de traballo normal de potencia óptica de ráfaga de enlace ascendente de -24,0 dBm, o sinal óptico emitido pola fonte de luz de ráfaga utilízase como punto de inicio da medición e o módulo recibe e establece un sinal eléctrico completo como punto final da medición, ignorando o retardo de tempo da luz na fibra de proba. O tempo de configuración de recepción de ráfaga de 1G medido é de 76,7 ns, que cumpre o estándar internacional de <400 ns; o tempo de configuración da recepción en ráfaga de 10G é de 241,8 ns, que tamén cumpre o estándar internacional de <800 ns.
