EPON sistemojeOLTyra prijungtas prie keliųONU(optinio tinklo įrenginiai) per POS (pasyvus optinis skirstytuvas). Kaip EPON branduolys,OLToptiniai moduliai tiesiogiai paveiks visos 10G EPON sistemos veikimą.
1. Įvadas į 10G EPON simetriškąOLToptinis modulis
10G EPON simetriškasOLToptinis modulis naudoja uplink serijos priėmimo ir nuolatinio perdavimo režimus, kurie daugiausia naudojami optiniam / elektriniam konvertavimui 10G EPON sistemose.
Priėmimo dalį sudaro TIA (transimpedanso stiprintuvas), APD (lavinos fotodiodas) esant 1270 / 1310 nm, ir du LA (ribojantys stiprintuvai), kurių dažnis yra 1,25 ir 10,3125 Gbit / s.
Perdavimo galas sudarytas iš 10G EML (elektro-absorbcijos moduliacijos lazerio) ir 1,25 Gbit/s DFB (paskirstyto grįžtamojo ryšio lazerio), o jo emisijos bangos ilgiai yra atitinkamai 1577 ir 1490 nm.
Vairavimo grandinę sudaro skaitmeninė APC (automatinio optinio galios valdymo) grandinė ir TEC (temperatūros kompensavimo) grandinė, skirta stabiliam 10G lazerio spinduliuotės bangos ilgiui palaikyti. Siuntimo ir priėmimo parametrų stebėjimas vykdomas vieno lusto mikrokompiuteriu pagal SFF-8077iv4.5 protokolą.
Kadangi priėmimo pabaigojeOLToptinis modulis naudoja serijos priėmimą, priėmimo nustatymo laikas yra ypač svarbus. Jei priėmimo nusistovėjimo laikas yra ilgas, tai labai paveiks jautrumą ir netgi gali netinkamai veikti serijiniu būdu. Pagal IEEE 802.3av protokolo reikalavimus 1,25 Gbit / s serijos priėmimo nustatymo laikas turi būti <400 ns, o serijos priėmimo jautrumas turi būti <-29,78 dBm, o bitų klaidų dažnis 10-12; ir 10,3125 Gbit / s. Srauto priėmimo sąrankos laikas turi būti <800 ns, o serijų priėmimo jautrumas turi būti <-28,0 dBm, o bitų klaidų dažnis yra 10-3.
2.10G EPON simetriškasOLToptinio modulio projektavimas
2.1 Projektavimo schema
10G EPON simetriškasOLToptinis modulis susideda iš triplekserio (vieno pluošto trijų krypčių modulio), perduodančio, priimančio ir stebinčio. Triplekserį sudaro du lazeriai ir detektorius. Perduodama šviesa ir gaunama šviesa integruojamos į optinį įrenginį per WDM (bangos ilgio padalijimo multiplekserį), kad būtų pasiektas vieno pluošto dvikryptis perdavimas. Jo struktūra parodyta 1 paveiksle.
Perdavimo dalis susideda iš dviejų lazerių, kurių pagrindinė funkcija yra atitinkamai konvertuoti 1G ir 10G elektrinius signalus į optinius signalus ir palaikyti optinės galios stabilumą uždaro ciklo būsenoje per skaitmeninę APC grandinę. Tuo pačiu metu vieno lusto mikrokompiuteris kontroliuoja moduliavimo srovės dydį, kad gautų sistemos reikalaujamą išnykimo santykį. TEC grandinė pridedama prie 10G perdavimo grandinės, kuri labai stabilizuoja 10G lazerio išėjimo bangos ilgį. Priimančioji dalis naudoja APD, kad aptiktą serijos optinį signalą paverstų elektriniu signalu ir išveda jį po stiprinimo ir formavimo. Siekiant užtikrinti, kad jautrumas galėtų pasiekti idealų diapazoną, būtina užtikrinti stabilų aukštą APD slėgį esant skirtingoms temperatūroms. Vieno lusto kompiuteris pasiekia šį tikslą valdydamas APD aukštos įtampos grandinę.
2.2 Dviejų tarifų serijų priėmimo įgyvendinimas
10G EPON simetriška priėmimo dalisOLToptinis modulis naudoja serijos priėmimo metodą. Jis turi priimti dviejų skirtingų 1,25 ir 10,3125 Gbit / s spartų eigos signalus, todėl priimančioji dalis turi gerai atskirti šių dviejų skirtingų spartų optinius signalus, kad gautų stabilius išėjimo elektrinius signalus. Dvi schemos, skirtos dviejų dažnių serijų priėmimui įgyvendintiOLTČia siūlomi optiniai moduliai.
Kadangi įvesties optinis signalas naudoja TDMA (daugialaikės prieigos) technologiją, tuo pačiu metu gali būti tik vieno dažnio šviesos dažnis. Įvesties signalą galima atskirti optinėje srityje naudojant 1:2 optinį skirstytuvą, kaip parodyta 2 paveiksle. Arba naudokite tik didelės spartos detektorių, kad 1G ir 10G optinius signalus paverstumėte silpnais elektriniais signalais, o tada atskirkite du elektrinius signalus. signalai su skirtingu greičiu per didesnio pralaidumo TIA, kaip parodyta 3 paveiksle.
Pirmoji schema, parodyta 2 paveiksle, atneš tam tikrus įterpimo nuostolius, kai šviesa praeis per 1: 2 optinį skirstytuvą, kuris turi sustiprinti įvesties optinį signalą, todėl prieš optinį skirstytuvą yra sumontuotas optinis stiprintuvas. Tada atskirti optiniai signalai yra optiškai / elektriniai konvertuojami skirtingų dažnių detektoriais ir galiausiai gaunami dviejų rūšių stabilūs elektriniai signalai. Didžiausias šio sprendimo trūkumas yra tai, kad naudojamas optinis stiprintuvas ir 1:2 optinis skirstytuvas, o optiniam signalui konvertuoti reikalingi du detektoriai, o tai padidina įgyvendinimo sudėtingumą ir padidina išlaidas.
Antroje schemoje, parodytoje Fig. 3, įvesties optinis signalas turi praeiti tik per detektorių ir TIA, kad būtų pasiektas atskyrimas elektros srityje. Šio sprendimo esmė slypi TIA pasirinkime, kuris reikalauja, kad TIA būtų 1–10 Gbit/s pralaidumo, o tuo pačiu metu TIA turi greitą atsaką per šį dažnių juostos plotį. Tik naudojant dabartinį TIA parametrą galima greitai gauti atsako reikšmę, o priėmimo jautrumas gali būti gerai garantuotas. Šis sprendimas labai sumažina diegimo sudėtingumą ir kontroliuoja išlaidas. Realiame projekte paprastai pasirenkame antrąją schemą, kad gautume dviejų dažnių serijų priėmimą.
2.3 Techninės įrangos grandinės projektavimas priėmimo gale
Fig. 4 yra serijos priėmimo dalies aparatinė grandinė. Kai yra optinė įvestis, APD konvertuoja optinį signalą į silpną elektrinį signalą ir siunčia jį į TIA. TIA sustiprina signalą į 10G arba 1G elektrinį signalą. 10G elektrinis signalas įvedamas į 10G LA per teigiamą TIA jungtį, o 1G elektrinis signalas įvedamas į 1G LA per neigiamą TIA jungtį. Kondensatoriai C2 ir C3 yra jungiamieji kondensatoriai, naudojami 10G ir 1G kintamosios srovės išėjimui pasiekti. AC sujungimo metodas pasirinktas, nes jis yra paprastesnis nei DC sujungimo metodas.
Tačiau kintamosios srovės jungtis turi kondensatoriaus įkrovimą ir iškrovimą, o atsako greitį į signalą įtakoja įkrovimo ir iškrovimo laiko konstanta, tai yra, į signalą negalima reaguoti laiku. Ši funkcija neabejotinai praranda tam tikrą priėmimo nusistovėjimo laiką, todėl svarbu pasirinkti, kokio dydžio kintamosios srovės jungties kondensatorius. Jei pasirenkamas mažesnis jungiamasis kondensatorius, nusistojimo laikas gali būti sutrumpintas ir signalas perduodamasONUgali būti visiškai priimti kiekviename laiko tarpsnyje, nedarant įtakos priėmimo efektui, nes priėmimo nustatymo laikas yra per ilgas ir ateina kitas laiko tarpas.
Tačiau per maža talpa turės įtakos sujungimo efektui ir labai sumažins priėmimo stabilumą. Didesnė talpa gali sumažinti sistemos virpėjimą ir pagerinti priėmimo galo jautrumą. Todėl, norint atsižvelgti į priėmimo nusistovėjimo laiką ir priėmimo jautrumą, reikia pasirinkti atitinkamus sujungimo kondensatorius C2 ir C3. Be to, siekiant užtikrinti įvesties elektrinio signalo stabilumą, prie neigiamo LA gnybto prijungiamas jungiamasis kondensatorius ir atitinkamas rezistorius, kurio varža 50Ω.
LVPECL (žemos įtampos teigiamo emiterio sujungimo logika) grandinė, sudaryta iš rezistorių R4 ir R5 (R6 ir R7) ir 2,0 V nuolatinės srovės įtampos šaltinio per diferencialinį signalo išvestį 10G (1G) LA. elektrinis signalas.
2.4 Paleidimo skyrius
Simetriška 10G EPON perdavimo dalisOLTOptinis modulis daugiausia yra padalintas į dvi 1,25 ir 10G perdavimo dalis, kurios atitinkamai siunčia signalus, kurių bangos ilgis yra 1490 ir 1577 nm. Pavyzdžiui, 10G siųstuvo dalis, 10G diferencialinių signalų pora patenka į CDR (laikrodžio formavimo) lustą, kintamosios srovės ryšiu sujungiama su 10G tvarkyklės lustu ir galiausiai diferencijuotai įvedama į 10G lazerį. Kadangi temperatūros pokytis turės didelę įtaką lazerio emisijos bangos ilgiui, norint stabilizuoti bangos ilgį iki protokole reikalaujamo lygio (protokolui reikia 1575 ~ 1580 nm), reikia reguliuoti TEC grandinės darbinę srovę, todėl kad išėjimo bangos ilgį galima gerai valdyti.
3. Bandymų rezultatai ir analizė
Pagrindiniai 10G EPON simetrinio bandymo rodikliaiOLToptinis modulis apima imtuvo nustatymo laiką, imtuvo jautrumą ir perdavimo akies diagramą. Konkretūs testai yra tokie:
(1) Gaukite nustatymo laikas
Esant normaliai darbo aplinkai, kai aukštyn siųstuvo serijos optinė galia yra -24,0 dBm, serijos šviesos šaltinio skleidžiamas optinis signalas naudojamas kaip matavimo pradžios taškas, o modulis priima ir nustato visą elektrinį signalą kaip matavimo pabaigos tašką, nepaisydamas šviesos uždelsimas bandomajame pluošte. Išmatuotas 1G serijos priėmimo nustatymo laikas yra 76,7 ns, o tai atitinka tarptautinį <400 ns standartą; 10G serijos priėmimo sąrankos laikas yra 241,8 ns, o tai taip pat atitinka tarptautinį <800 ns standartą.
3. Bandymų rezultatai ir analizė
Pagrindiniai 10G EPON simetrinio bandymo rodikliaiOLToptinis modulis apima imtuvo nustatymo laiką, imtuvo jautrumą ir perdavimo akies diagramą. Konkretūs testai yra tokie:
(1) Gaukite nustatymo laikas
Esant normaliai darbo aplinkai, kai aukštyn siųstuvo serijos optinė galia yra -24,0 dBm, serijos šviesos šaltinio skleidžiamas optinis signalas naudojamas kaip matavimo pradžios taškas, o modulis priima ir nustato visą elektrinį signalą kaip matavimo pabaigos tašką, nepaisydamas šviesos vėlavimo laikas bandomajame pluošte. Išmatuotas 1G serijos priėmimo nustatymo laikas yra 76,7 ns, o tai atitinka tarptautinį <400 ns standartą; 10G serijos priėmimo sąrankos laikas yra 241,8 ns, o tai taip pat atitinka tarptautinį <800 ns standartą.
