EPON სისტემაში,OLTდაკავშირებულია მრავალჯერONUs(ოპტიკური ქსელის ერთეულები) POS-ის მეშვეობით (პასიური ოპტიკური გამყოფი). როგორც EPON-ის ბირთვი,OLTოპტიკური მოდულები პირდაპირ გავლენას მოახდენს მთელი 10G EPON სისტემის მუშაობაზე.
1.შესავალი 10G EPON სიმეტრიულიOLTოპტიკური მოდული
10G EPON სიმეტრიულიაOLTოპტიკური მოდული იყენებს აღმავალი ადიდებული მიმღების და დაღმავალი ბმულის უწყვეტი გადაცემის რეჟიმებს, რომლებიც ძირითადად გამოიყენება ოპტიკური/ელექტრული კონვერტაციისთვის 10G EPON სისტემებში.
მიმღები ნაწილი შედგება TIA (ტრანსიმპედანციის გამაძლიერებელი), APD (ზვავის ფოტოდიოდი) 1270/1310ნმ და ორი LA (შემზღუდავი გამაძლიერებელი) 1.25 და 10.3125 გბიტ/წმ სიჩქარით.
გადამცემი ბოლო შედგება 10 გ EML (ელექტროშთანთქმის მოდულაციის ლაზერი) და 1.25 გბიტ/წმ DFB (განაწილებული უკუკავშირის ლაზერი) და მისი ემისიის ტალღის სიგრძეებია, შესაბამისად, 1577 და 1490 ნმ.
მამოძრავებელი წრე მოიცავს ციფრულ APC (ავტომატური ოპტიკური სიმძლავრის კონტროლი) წრეს და TEC (ტემპერატურული კომპენსაციის) წრეს სტაბილური 10G ლაზერის ემისიის ტალღის სიგრძის შესანარჩუნებლად. გადამცემი და მიმღები პარამეტრების მონიტორინგი ხორციელდება ერთი ჩიპური მიკროკომპიუტერის მიერ SFF-8077iv4.5 პროტოკოლის მიხედვით.
რადგან მიმღები დასასრულიOLTოპტიკური მოდული იყენებს ადიდებულ მიღებას, მიღების დაყენების დრო განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია. თუ მიღების დარეგულირების დრო გრძელია, ეს დიდად იმოქმედებს მგრძნობელობაზე და შეიძლება გამოიწვიოს ადიდებული მიღების გამართულად მუშაობა. IEEE 802.3av პროტოკოლის მოთხოვნების შესაბამისად, 1.25 გბიტ/წმ ადიდებული მიღების დადგენის დრო უნდა იყოს <400 ns, ხოლო ადიდებული მიღების მგრძნობელობა უნდა იყოს <-29.78 dBm ბიტის შეცდომის სიხშირით 10-12; და 10,3125 გბიტი/წმ ადიდებული მიღების დაყენების დრო უნდა იყოს <800 ns, ხოლო ადიდებული მიღების მგრძნობელობა უნდა იყოს <-28,0 dBm ბიტის შეცდომის სიხშირით 10-3.
2.10G EPON სიმეტრიულიOLTოპტიკური მოდულის დიზაინი
2.1 დიზაინის სქემა
10G EPON სიმეტრიულიაOLTოპტიკური მოდული შედგება ტრიპლექსერისაგან (ერთ ბოჭკოვანი სამმხრივი მოდული), გადამცემი, მიმღები და მონიტორინგი. ტრიპლექსერი მოიცავს ორ ლაზერს და დეტექტორს. გადაცემული შუქი და მიღებული შუქი ინტეგრირებულია ოპტიკურ მოწყობილობაში WDM (Wavelength Division Multiplexer) მეშვეობით, რათა მიაღწიოს ერთ-ბოჭკოვანი ორმხრივი გადაცემას. მისი სტრუქტურა ნაჩვენებია სურათზე 1.
გადამცემი ნაწილი შედგება ორი ლაზერისგან, რომელთა ძირითადი ფუნქციაა 1G და 10G ელექტრული სიგნალების გარდაქმნა ოპტიკურ სიგნალებად, შესაბამისად და შეინარჩუნოს ოპტიკური ენერგიის სტაბილურობა დახურულ მარყუჟის მდგომარეობაში ციფრული APC მიკროსქემის მეშვეობით. ამავდროულად, ერთი ჩიპიანი მიკროკომპიუტერი აკონტროლებს მოდულაციის დენის სიდიდეს, რათა მიიღოს სისტემის მიერ მოთხოვნილი ჩაქრობის კოეფიციენტი. TEC წრე ემატება 10G გადამცემ წრეს, რაც მნიშვნელოვნად ასტაბილურებს 10G ლაზერის გამომავალი ტალღის სიგრძეს. მიმღები ნაწილი იყენებს APD-ს აღმოჩენილი ადიდებული ოპტიკური სიგნალის ელექტრულ სიგნალად გადასაყვანად და გამოსცემს მას გაძლიერებისა და ფორმირების შემდეგ. იმისათვის, რომ მგრძნობელობამ მიაღწიოს იდეალურ დიაპაზონს, აუცილებელია APD-ზე სტაბილური მაღალი წნევის უზრუნველყოფა სხვადასხვა ტემპერატურაზე. ერთჩიპიანი კომპიუტერი ამ მიზანს აღწევს APD მაღალი ძაბვის მიკროსქემის კონტროლით.
2.2 ორმაგი სიჩქარის ადიდებული მიღების განხორციელება
10G EPON-ის მიმღები ნაწილი სიმეტრიულიაOLTოპტიკური მოდული იყენებს ადიდებული მიღების მეთოდს. მას სჭირდება ორი განსხვავებული სიჩქარის ადიდებული სიგნალის მიღება 1.25 და 10.3125 გბიტი/წმ, რაც მოითხოვს მიმღებ ნაწილს კარგად განასხვავოს ამ ორი განსხვავებული სიჩქარის ოპტიკური სიგნალები, რათა მიიღოს სტაბილური გამომავალი ელექტრული სიგნალები. ორი სქემა განხორციელების ორმაგი განაკვეთი ადიდებული მიღებისOLTაქ შემოთავაზებულია ოპტიკური მოდულები.
იმის გამო, რომ შემავალი ოპტიკური სიგნალი იყენებს TDMA (Time Division Multiple Access) ტექნოლოგიას, ადიდებული სინათლის მხოლოდ ერთი სიხშირე შეიძლება არსებობდეს ერთდროულად. შეყვანის სიგნალი შეიძლება განცალკევდეს ოპტიკურ დომენში 1:2 ოპტიკური გამყოფის საშუალებით, როგორიცაა ნაჩვენებია 2-ში. ან გამოიყენეთ მხოლოდ მაღალსიჩქარიანი დეტექტორი 1G და 10G ოპტიკური სიგნალების სუსტ ელექტრულ სიგნალებად გადასაყვანად, შემდეგ კი ორი ელექტრული სიგნალის გამოყოფისთვის. სიგნალები განსხვავებული სიჩქარით უფრო დიდი გამტარუნარიანობის TIA-ს მეშვეობით, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 3.
2-ზე ნაჩვენები პირველი სქემა მოიტანს გარკვეულ დანაკარგს, როდესაც შუქი გაივლის 1: 2 ოპტიკურ გამყოფს, რომელმაც უნდა გააძლიეროს შემავალი ოპტიკური სიგნალი, ამიტომ ოპტიკური გამაძლიერებელი დამონტაჟებულია ოპტიკური გამყოფის წინ. განცალკევებული ოპტიკური სიგნალები შემდეგ ექვემდებარება ოპტიკურ/ელექტრო კონვერტაციას სხვადასხვა სიჩქარის დეტექტორებით და საბოლოოდ მიიღება ორი სახის სტაბილური ელექტრული სიგნალის გამომავალი. ამ გადაწყვეტის ყველაზე დიდი მინუსი არის ის, რომ გამოიყენება ოპტიკური გამაძლიერებელი და 1: 2 ოპტიკური გამყოფი, ხოლო ოპტიკური სიგნალის გადასაყვანად საჭიროა ორი დეტექტორი, რაც ზრდის განხორციელების სირთულეს და ზრდის ღირებულებას.
მეორე სქემაში ნაჩვენებია ნახ. 3, შეყვანის ოპტიკურ სიგნალს მხოლოდ დეტექტორისა და TIA-ის გავლით სჭირდება ელექტრო დომენში განცალკევების მისაღწევად. ამ გადაწყვეტის არსი მდგომარეობს TIA-ს შერჩევაში, რომელიც მოითხოვს TIA-ს ჰქონდეს გამტარობა 1 ~ 10 გბიტი/წმ, და ამავე დროს TIA-ს აქვს სწრაფი რეაგირება ამ გამტარუნარიანობის ფარგლებში. მხოლოდ TIA-ს მიმდინარე პარამეტრით შეიძლება სწრაფად მიიღოთ პასუხის მნიშვნელობა, მიმღების მგრძნობელობა შეიძლება იყოს გარანტირებული. ეს გამოსავალი მნიშვნელოვნად ამცირებს განხორციელების სირთულეს და აკონტროლებს ხარჯებს. რეალურ დიზაინში, ჩვენ ზოგადად ვირჩევთ მეორე სქემას ორმაგი სიჩქარის ადიდებული მიღების მისაღწევად.
2.3 აპარატურის სქემის დიზაინი მიმღების ბოლოში
ნახ. 4 არის ადიდებული მიმღები ნაწილის აპარატურის წრე. როდესაც არის ადიდებული ოპტიკური შეყვანა, APD გარდაქმნის ოპტიკურ სიგნალს სუსტ ელექტრულ სიგნალად და აგზავნის მას TIA-ში. სიგნალი გაძლიერებულია TIA-ს მიერ 10G ან 1G ელექტრო სიგნალად. 10G ელექტრული სიგნალი შედის 10G LA-ში TIA-ს დადებითი შეერთების მეშვეობით, ხოლო 1G ელექტრული სიგნალი შედის 1G LA-ში TIA-ს უარყოფითი შეერთების მეშვეობით. კონდენსატორები C2 და C3 არის დამაკავშირებელი კონდენსატორები, რომლებიც გამოიყენება 10G და 1G AC-შეწყვილებული გამოსავლის მისაღწევად. AC-დაწყვილებული მეთოდი არჩეულია, რადგან ის უფრო მარტივია, ვიდრე DC-დაწყვილებული მეთოდი.
ამასთან, AC დაწყვილებას აქვს კონდენსატორის დამუხტვა და განმუხტვა, ხოლო სიგნალზე რეაგირების სიჩქარეზე გავლენას ახდენს დამუხტვის და განმუხტვის დროის მუდმივი, ანუ სიგნალზე დროულად რეაგირება შეუძლებელია. ეს ფუნქცია აუცილებლად დაკარგავს მიმღების დაყენების დროის გარკვეულ რაოდენობას, ამიტომ მნიშვნელოვანია აირჩიოთ რამდენად დიდია AC დაწყვილების კონდენსატორი. თუ არჩეულია უფრო პატარა დაწყვილების კონდენსატორი, დაყენების დრო შეიძლება შემცირდეს და სიგნალი გადაიცესONUთითოეულ დროის სლოტში შეიძლება მთლიანად მიიღოთ მიღების ეფექტზე გავლენის გარეშე, რადგან მიღების დარეგულირების დრო ძალიან გრძელია და შემდეგი დროის მონაკვეთის მოსვლა.
თუმცა, ძალიან მცირე ტევადობა იმოქმედებს დაწყვილების ეფექტზე და მნიშვნელოვნად შეამცირებს მიღების სტაბილურობას. უფრო დიდ ტევადობას შეუძლია შეამციროს სისტემის რხევა და გააუმჯობესოს მიმღების მგრძნობელობა. ამიტომ, მიღების დაწესების დროისა და მიღების მგრძნობელობის გათვალისწინების მიზნით, უნდა შეირჩეს შესაბამისი დაწყვილების კონდენსატორები C2 და C3. გარდა ამისა, შეყვანის ელექტრული სიგნალის მდგრადობის უზრუნველსაყოფად, LA-ს უარყოფით ტერმინალს უკავშირდება შემაერთებელი კონდენსატორი და შესაბამისი რეზისტორი, რომლის წინააღმდეგობაა 50Ω.
LVPECL (დაბალი ძაბვის დადებითი ემიტერის დაწყვილების ლოგიკა) წრე, რომელიც შედგება რეზისტორებისგან R4 და R5 (R6 და R7) და 2.0 ვ DC ძაბვის წყაროსგან დიფერენციალური სიგნალის გამომავალი 10G (1G) LA-ით. ელექტრო სიგნალი.
2.4 გაშვების განყოფილება
10G EPON-ის გადამცემი ნაწილი სიმეტრიულიაOLTოპტიკური მოდული ძირითადად დაყოფილია ორ ნაწილად 1.25 და 10G გადამცემი, რომლებიც შესაბამისად აგზავნიან სიგნალებს 1490 და 1577 ნმ ტალღის სიგრძით ქვემო ბმულზე. მაგალითად, 10G გადამცემი ნაწილის გათვალისწინებით, 10G დიფერენციალური სიგნალის წყვილი შედის CDR (Clock Shaping) ჩიპში, AC-დაწყვილებულია 10G დრაივერის ჩიპთან და ბოლოს დიფერენციალურად შედის 10G ლაზერში. იმის გამო, რომ ტემპერატურის ცვლილება დიდ გავლენას მოახდენს ლაზერის ემისიის ტალღის სიგრძეზე, რათა დასტაბილურდეს ტალღის სიგრძე პროტოკოლით მოთხოვნილ დონეზე (პროტოკოლი მოითხოვს 1575 ~ 1580 ნმ), TEC წრედის სამუშაო დენი უნდა დარეგულირდეს. რომ გამომავალი ტალღის სიგრძე კარგად კონტროლდებოდეს.
3. ტესტის შედეგები და ანალიზი
10G EPON სიმეტრიის მთავარი ტესტის ინდიკატორებიOLTოპტიკური მოდული მოიცავს მიმღების დაყენების დროს, მიმღების მგრძნობელობას და გადაცემის თვალის დიაგრამას. სპეციფიკური ტესტები შემდეგია:
(1) დაყენების დრო
აღმავალი ადიდებული ოპტიკური სიმძლავრის ნორმალურ სამუშაო გარემოში -24.0 dBm, ადიდებული სინათლის წყაროს მიერ გამოსხივებული ოპტიკური სიგნალი გამოიყენება გაზომვის საწყის წერტილად და მოდული იღებს და ადგენს სრულ ელექტრულ სიგნალს, როგორც გაზომვის საბოლოო წერტილი, უგულებელყოფს სატესტო ბოჭკოში სინათლის დროის დაყოვნება. გაზომილი 1G ადიდებული მიღების დაყენების დრო არის 76.7 ns, რომელიც აკმაყოფილებს საერთაშორისო სტანდარტს <400 ns; 10G ადიდებული მიღების დაყენების დრო არის 241,8 ns, რომელიც ასევე აკმაყოფილებს საერთაშორისო სტანდარტს <800 ns.
3. ტესტის შედეგები და ანალიზი
10G EPON სიმეტრიის მთავარი ტესტის ინდიკატორებიOLTოპტიკური მოდული მოიცავს მიმღების დაყენების დროს, მიმღების მგრძნობელობას და გადაცემის თვალის დიაგრამას. სპეციფიკური ტესტები შემდეგია:
(1) დაყენების დრო
აღმავალი ადიდებული ოპტიკური სიმძლავრის ნორმალურ სამუშაო გარემოში -24.0 dBm, ადიდებული სინათლის წყაროს მიერ გამოსხივებული ოპტიკური სიგნალი გამოიყენება გაზომვის საწყის წერტილად და მოდული იღებს და ადგენს სრულ ელექტრულ სიგნალს, როგორც გაზომვის საბოლოო წერტილი, უგულებელყოფს ტესტის ბოჭკოში სინათლის დროის დაყოვნება. გაზომილი 1G ადიდებული მიღების დაყენების დრო არის 76,7 ns, რომელიც აკმაყოფილებს საერთაშორისო სტანდარტს <400 ns; 10G ადიდებული მიღების დაყენების დრო არის 241,8 ns, რომელიც ასევე აკმაყოფილებს საერთაშორისო სტანდარტს <800 ns.
