EPON համակարգում, որOLTմիացված է բազմակիONUs(օպտիկական ցանցի միավորներ) POS-ի միջոցով (պասիվ օպտիկական բաժանարար): Որպես EPON-ի առանցք,OLTօպտիկական մոդուլներն ուղղակիորեն կազդեն ամբողջ 10G EPON համակարգի աշխատանքի վրա:
1. Ներածություն 10G EPON սիմետրիկOLTօպտիկական մոդուլ
10G EPON սիմետրիկOLTօպտիկական մոդուլն օգտագործում է վերին հղման պայթյունի ընդունման և ներքևի հղման շարունակական փոխանցման ռեժիմները, որոնք հիմնականում օգտագործվում են 10G EPON համակարգերում օպտիկական/էլեկտրական փոխակերպման համար:
Ընդունող մասը բաղկացած է TIA-ից (transimpedance ուժեղացուցիչ), APD-ից (Avalanche Photodiode) 1270/1310nm-ով և երկու LA (սահմանափակող ուժեղացուցիչներ)՝ 1.25 և 10.3125 Գբիթ/վ արագությամբ:
Հաղորդող ծայրը կազմված է 10G EML (էլեկտրակլանման մոդուլյացիայի լազեր) և 1,25 Գբիտ/վրկ DFB (բաշխված հետադարձ կապ լազեր) և դրա արտանետման ալիքի երկարությունները համապատասխանաբար 1577 և 1490 նմ են:
Շարժման սխեման ներառում է թվային APC (Automatic Optical Power Control) միացում և TEC (ջերմաստիճանի փոխհատուցում) միացում՝ կայուն 10G լազերային արտանետման ալիքի երկարությունը պահպանելու համար: Հաղորդող և ստացող պարամետրերի մոնիտորինգն իրականացվում է մեկ չիպային միկրոհամակարգչի միջոցով՝ համաձայն SFF-8077iv4.5 արձանագրության:
Քանի որ ստացող վերջըOLTօպտիկական մոդուլը օգտագործում է պայթյունի ընդունում, ընդունման տեղադրման ժամանակը հատկապես կարևոր է: Եթե ընդունման կարգավորման ժամանակը երկար է, դա մեծապես կազդի զգայունության վրա և կարող է նույնիսկ պատճառ դառնալ, որ պոռթկումային ընդունումը ճիշտ չաշխատի: Համաձայն IEEE 802.3av արձանագրության պահանջների՝ 1,25 Գբիտ/վրկ արագությամբ պոռթկման ընդունման հաստատման ժամանակը պետք է լինի <400 ns, իսկ պայթյունի ընդունման զգայունությունը պետք է լինի <-29,78 դԲմ՝ 10-12 բիթային սխալի արագությամբ; և 10,3125 Գբիթ/վրկ Պայթեցման ընդունման տեղադրման ժամանակը պետք է լինի <800 վս, իսկ պայթյունի ընդունման զգայունությունը պետք է լինի <-28,0 դԲմ՝ 10-3 բիթ սխալի արագությամբ:
2.10G EPON սիմետրիկOLTօպտիկական մոդուլի ձևավորում
2.1 Դիզայնի սխեմա
10G EPON սիմետրիկOLTօպտիկական մոդուլը կազմված է տրիպլեքսորից (մեկ օպտիկամանրաթելային եռակողմ մոդուլ), հաղորդող, ստացող և մոնիտորինգ: Տրիպլեքսերը ներառում է երկու լազեր և դետեկտոր: Հաղորդվող լույսը և ստացված լույսը ինտեգրվում են օպտիկական սարքի մեջ WDM (Wavelength Division Multiplexer) միջոցով՝ հասնելու մեկ օպտիկամանրաթելային երկկողմանի հաղորդմանը: Դրա կառուցվածքը ներկայացված է Նկար 1-ում:
Հաղորդող մասը բաղկացած է երկու լազերից, որոնց հիմնական գործառույթը 1G և 10G էլեկտրական ազդանշանները համապատասխանաբար օպտիկական ազդանշանների վերածելն է և թվային APC սխեմայի միջոցով փակ հանգույցի վիճակում պահպանել օպտիկական էներգիայի կայունությունը: Միևնույն ժամանակ, մեկ չիպով միկրոհամակարգիչը վերահսկում է մոդուլյացիայի հոսանքի մեծությունը՝ համակարգի կողմից պահանջվող մարման հարաբերակցությունը ստանալու համար: TEC շղթան ավելացվում է 10G հաղորդիչ շղթային, որը մեծապես կայունացնում է 10G լազերի ելքային ալիքի երկարությունը: Ստացող մասը օգտագործում է APD՝ հայտնաբերված պոռթկումային օպտիկական ազդանշանը էլեկտրական ազդանշանի փոխակերպելու համար և այն թողարկում է ուժեղացումից և ձևավորումից հետո: Ապահովելու համար, որ զգայունությունը կարող է հասնել իդեալական միջակայքի, անհրաժեշտ է ապահովել կայուն բարձր ճնշում APD-ին տարբեր ջերմաստիճաններում: Մեկ չիպով համակարգիչը հասնում է այս նպատակին՝ վերահսկելով APD բարձր լարման միացումը:
2.2 Երկաստիճան պոռթկումի ընդունման իրականացում
10G EPON սիմետրիկ ստացող մասըOLTօպտիկական մոդուլը օգտագործում է պայթյունի ընդունման մեթոդ: Այն պետք է ստանա 1,25 և 10,3125 Գբիթ/վ արագությամբ երկու տարբեր արագության ազդանշաններ, ինչը պահանջում է, որ ստացող մասը կարողանա լավ տարբերակել այս երկու տարբեր արագությունների օպտիկական ազդանշանները՝ կայուն ելքային էլեկտրական ազդանշաններ ստանալու համար: Երկու սխեմաներ՝ կրկնակի արագությամբ պայթեցման ընդունման իրականացման համարOLTԱյստեղ առաջարկվում են օպտիկական մոդուլներ:
Քանի որ մուտքային օպտիկական ազդանշանն օգտագործում է TDMA (Time Division Multiple Access) տեխնոլոգիան, միաժամանակ կարող է գոյություն ունենալ պայթյունի լույսի միայն մեկ արագություն: Մուտքային ազդանշանը կարելի է առանձնացնել օպտիկական տիրույթում 1:2 օպտիկական բաժանարարի միջոցով, ինչպիսին ցույց է տրված Նկար 2-ում: Կամ օգտագործեք միայն բարձր արագությամբ դետեկտոր՝ 1G և 10G օպտիկական ազդանշանները թույլ էլեկտրական ազդանշանների վերածելու համար, այնուհետև առանձնացրեք երկու էլեկտրական ազդանշաններ տարբեր արագությամբ ավելի մեծ թողունակության TIA-ի միջոցով, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3-ում:
Նկար 2-ում ներկայացված առաջին սխեման կբերի ներդրման որոշակի կորուստ, երբ լույսն անցնում է 1:2 օպտիկական բաժանարարի միջով, որը պետք է ուժեղացնի մուտքային օպտիկական ազդանշանը, ուստի օպտիկական բաժանարարի դիմաց տեղադրվում է օպտիկական ուժեղացուցիչ: Առանձնացված օպտիկական ազդանշաններն այնուհետև ենթարկվում են օպտիկական/էլեկտրական փոխակերպման տարբեր արագության դետեկտորների միջոցով, և վերջապես ստացվում են երկու տեսակի կայուն էլեկտրական ազդանշանի ելքեր: Այս լուծման ամենամեծ թերությունն այն է, որ օգտագործվում է օպտիկական ուժեղացուցիչ և 1: 2 օպտիկական բաժանիչ, իսկ օպտիկական ազդանշանը փոխակերպելու համար անհրաժեշտ է երկու դետեկտոր, ինչը մեծացնում է իրականացման բարդությունը և մեծացնում ծախսերը:
Երկրորդ սխեմայում ցուցադրված ՆԿ. 3, մուտքային օպտիկական ազդանշանը պետք է անցնի միայն դետեկտորի և TIA-ի միջով՝ էլեկտրական տիրույթում տարանջատման հասնելու համար: Այս լուծման առանցքը կայանում է TIA-ի ընտրության մեջ, որը պահանջում է, որ TIA-ն ունենա 1 ~ 10 Գբիտ/վ թողունակություն, և միևնույն ժամանակ TIA-ն արագ արձագանքում է այս թողունակության շրջանակներում: Միայն TIA-ի ընթացիկ պարամետրի միջոցով կարելի է արագ ստանալ պատասխանի արժեքը, ստացող զգայունությունը կարող է լավ երաշխավորվել: Այս լուծումը զգալիորեն նվազեցնում է իրականացման բարդությունը և վերահսկում է ծախսերը: Փաստացի դիզայնում մենք սովորաբար ընտրում ենք երկրորդ սխեման՝ կրկնակի արագությամբ պայթյունի ընդունման համար:
2.3 Ստացող ծայրում ապարատային շղթայի ձևավորում
Նկար 4-ը պոռթկում ընդունող մասի ապարատային միացումն է: Երբ կա պայթյունի օպտիկական մուտք, APD-ն օպտիկական ազդանշանը փոխակերպում է թույլ էլեկտրական ազդանշանի և ուղարկում այն TIA: Ազդանշանն ուժեղացվում է TIA-ի կողմից 10G կամ 1G էլեկտրական ազդանշանի մեջ: 10G էլեկտրական ազդանշանը մուտքագրվում է 10G LA՝ TIA-ի դրական միացման միջոցով, իսկ 1G էլեկտրական ազդանշանը մուտքագրվում է 1G LA՝ TIA-ի բացասական միացման միջոցով: C2 և C3 կոնդենսատորները միացնող կոնդենսատորներ են, որոնք օգտագործվում են 10G և 1G AC զուգակցված ելքի հասնելու համար: Ընտրվել է AC-coupled մեթոդը, քանի որ այն ավելի պարզ է, քան DC-coupled մեթոդը:
Այնուամենայնիվ, AC զուգավորումն ունի կոնդենսատորի լիցքավորումն ու լիցքաթափումը, և ազդանշանին արձագանքման արագությունը ազդում է լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակի հաստատունից, այսինքն՝ ազդանշանին չի կարող ժամանակին արձագանքել: Այս հատկությունը պարտադիր է կորցնելու ընդունման կարգավորման ժամանակի որոշակի քանակություն, ուստի կարևոր է ընտրել, թե որքան մեծ է AC միացման կոնդենսատորը: Եթե ընտրված է միացման ավելի փոքր կոնդենսատոր, ապա նստեցման ժամանակը կարող է կրճատվել, և ազդանշանը փոխանցվելONUյուրաքանչյուր ժամանակային հատվածում կարելի է ամբողջությամբ ստանալ՝ չազդելով ընդունման էֆեկտի վրա, քանի որ ընդունման կարգավորման ժամանակը չափազանց երկար է և հաջորդ ժամանակի ժամանումը:
Այնուամենայնիվ, չափազանց փոքր հզորությունը կազդի միացման էֆեկտի վրա և զգալիորեն կնվազեցնի ընդունման կայունությունը: Ավելի մեծ հզորությունը կարող է նվազեցնել համակարգի ցնցումները և բարելավել ընդունող ծայրի զգայունությունը: Հետևաբար, ընդունելության նստեցման ժամանակը և ընդունման զգայունությունը հաշվի առնելու համար անհրաժեշտ է ընտրել համապատասխան միացման կոնդենսատորներ C2 և C3: Բացի այդ, մուտքային էլեկտրական ազդանշանի կայունությունն ապահովելու համար LA-ի բացասական տերմինալին միացված են միացնող կոնդենսատոր և 50Ω դիմադրությամբ համապատասխան դիմադրություն։
LVPECL (Low Voltage Positive Emitter Coupling Logic) միացում, որը կազմված է R4 և R5 (R6 և R7) ռեզիստորներից և 2.0 V DC լարման աղբյուրից՝ 10G (1G) LA-ով դիֆերենցիալ ազդանշանի ելքի միջոցով: էլեկտրական ազդանշան.
2.4 Գործարկման բաժին
10G EPON-ի սիմետրիկ հաղորդիչ մասըOLTօպտիկական մոդուլը հիմնականում բաժանված է 1.25 և 10G հաղորդիչ երկու մասի, որոնք համապատասխանաբար 1490 և 1577 նմ ալիքի երկարությամբ ազդանշաններ են ուղարկում դեպի ներքևի կապ: Որպես օրինակ վերցնելով 10G հաղորդիչ մասը՝ 10G դիֆերենցիալ ազդանշանների զույգը մտնում է CDR (Ժամացույցի ձևավորում) չիպ, AC-ով զուգակցվում է 10G վարորդի չիպի հետ և վերջապես դիֆերենցիալ մուտքագրվում է 10G լազերի մեջ: Քանի որ ջերմաստիճանի փոփոխությունը մեծ ազդեցություն կունենա լազերային արտանետման ալիքի երկարության վրա, որպեսզի կայունացվի ալիքի երկարությունը արձանագրությամբ պահանջվող մակարդակին (արձանագրությունը պահանջում է 1575 ~ 1580 նմ), անհրաժեշտ է կարգավորել TEC շղթայի աշխատանքային հոսանքը։ որ ելքային ալիքի երկարությունը կարելի է լավ կառավարել։
3. Փորձարկման արդյունքներ և վերլուծություն
10G EPON սիմետրիկ փորձարկման հիմնական ցուցանիշներըOLTօպտիկական մոդուլը ներառում է ընդունիչի տեղադրման ժամանակը, ընդունիչի զգայունությունը և փոխանցման աչքի դիագրամը: Հատուկ թեստերը հետևյալն են.
(1) Ստացեք տեղադրման ժամանակը
-24,0 dBm վերընթաց պոռթկման օպտիկական հզորության նորմալ աշխատանքային միջավայրում պայթյունի լույսի աղբյուրից արձակված օպտիկական ազդանշանն օգտագործվում է որպես չափման ելակետ, և մոդուլը ստանում և հաստատում է ամբողջական էլեկտրական ազդանշան՝ որպես չափման վերջնակետ՝ անտեսելով Թեստի մանրաթելում լույսի ժամանակի հետաձգումը: 1G պոռթկումի ընդունման չափված ժամանակը 76,7 ns է, որը համապատասխանում է <400 ns միջազգային ստանդարտին; 10G պայթյունի ընդունման տեղադրման ժամանակը 241,8 ns է, որը նաև համապատասխանում է <800 ns միջազգային ստանդարտին:
3. Փորձարկման արդյունքներ և վերլուծություն
10G EPON սիմետրիկ փորձարկման հիմնական ցուցանիշներըOLTօպտիկական մոդուլը ներառում է ընդունիչի տեղադրման ժամանակը, ընդունիչի զգայունությունը և փոխանցման աչքի դիագրամը: Հատուկ թեստերը հետևյալն են.
(1) Ստացեք տեղադրման ժամանակը
-24,0 dBm վերընթաց պոռթկման օպտիկական հզորության նորմալ աշխատանքային միջավայրում պայթյունի լույսի աղբյուրից արձակված օպտիկական ազդանշանն օգտագործվում է որպես չափման ելակետ, և մոդուլը ստանում և հաստատում է ամբողջական էլեկտրական ազդանշան՝ որպես չափման վերջնակետ՝ անտեսելով փորձարկման մանրաթելում լույսի ժամանակի հետաձգում: 1G պոռթկումի ընդունման չափված ժամանակը 76,7 ns է, որը համապատասխանում է <400 ns միջազգային ստանդարտին; 10G պայթյունի ընդունման տեղադրման ժամանակը 241,8 ns է, որը նաև համապատասխանում է <800 ns միջազգային ստանդարտին:
