EPON системдOLTолонтой холбогдсон байнаONUs(оптик сүлжээний нэгжүүд) POS (идэвхгүй оптик задлагч). EPON-ийн гол цөм болохын хувьд,OLTоптик модулиуд нь бүхэл бүтэн 10G EPON системийн үйл ажиллагаанд шууд нөлөөлнө.
1. 10G EPON тэгш хэмтэй танилцуулгаOLTоптик модуль
10G EPON тэгш хэмтэйOLTоптик модуль нь 10G EPON системд оптик/цахилгаан хөрвүүлэхэд голчлон ашиглагддаг uplink тэсрэлт хүлээн авах болон доош холболтын тасралтгүй дамжуулах горимуудыг ашигладаг.
Хүлээн авах хэсэг нь TIA (трансимпеданс өсгөгч), APD (Нас нуранги фотодиод) 1270 / 1310 нм, 1.25 ба 10.3125 Гбит / с хурдтай хоёр LA (хязгаарлалтын өсгөгч) -ээс бүрдэнэ.
Дамжуулах төгсгөл нь 10G EML (цахилгаан шингээлтийн модуляцын лазер) ба 1.25 Гбит/с DFB (тархсан санал хүсэлтийн лазер) -ээс бүрдэх ба түүний ялгаруулах долгионы урт нь 1577 ба 1490 нм байна.
Жолоодлогын хэлхээнд 10G лазерын цацрагийн долгионы уртыг тогтвортой байлгах дижитал APC (Автомат оптик тэжээлийн хяналт) хэлхээ ба TEC (температурын нөхөн олговор) хэлхээ багтана. Дамжуулах болон хүлээн авах параметрийн хяналтыг SFF-8077iv4.5 протоколын дагуу нэг чиптэй микрокомпьютерээр гүйцэтгэдэг.
Учир нь хүлээн авах төгсгөл ньOLTОптик модуль нь тэсрэлт хүлээн авалтыг ашигладаг тул хүлээн авах тохиргооны хугацаа онцгой чухал юм. Хэрэв хүлээн авалтын суулт хийх хугацаа урт бол энэ нь мэдрэмтгий байдалд ихээхэн нөлөөлнө, тэр ч байтугай тэсрэлт хүлээн авалт зөв ажиллахгүй болно. IEEE 802.3av протоколын шаардлагын дагуу 1.25Gbit/s тэсрэлт хүлээн авах тохиргооны хугацаа <400 ns, тэсрэлт хүлээн авах мэдрэмж <-29.78 dBm, битийн алдааны түвшин 10-12 байх ёстой; болон 10.3125 Гбит/с. тэсрэлт хүлээн авах тохиргооны хугацаа <800 нс, тэсрэлт хүлээн авах мэдрэмж нь <-28.0 дБм, битийн алдааны хувь 10-3 байх ёстой.
2.10G EPON тэгш хэмтэйOLTоптик модулийн дизайн
2.1 Дизайн схем
10G EPON тэгш хэмтэйOLTоптик модуль нь дамжуулах, хүлээн авах, хянах гурван талт модуль (нэг шилэн гурван талын модуль) -аас бүрдэнэ. Triplexer нь хоёр лазер, детектортой. Дамжуулсан гэрэл болон хүлээн авсан гэрлийг WDM (Wavelength Division Multiplexer)-ээр дамжуулан оптик төхөөрөмжид нэгтгэж, нэг шилэн хоёр чиглэлтэй дамжуулалтыг бий болгодог. Түүний бүтцийг 1-р зурагт үзүүлэв.
Дамжуулах хэсэг нь хоёр лазераас бүрдэх бөгөөд гол үүрэг нь 1G ба 10G цахилгаан дохиог оптик дохио болгон хувиргах, дижитал APC хэлхээгээр дамжуулан битүү хэлхээний төлөвт оптик тэжээлийн тогтвортой байдлыг хадгалах явдал юм. Үүний зэрэгцээ нэг чиптэй микрокомпьютер нь системд шаардлагатай устах харьцааг олж авахын тулд модуляцийн гүйдлийн хэмжээг хянадаг. TEC хэлхээг 10G дамжуулагч хэлхээнд нэмсэн бөгөөд энэ нь 10G лазерын гаралтын долгионы уртыг ихээхэн тогтворжуулдаг. Хүлээн авагч хэсэг нь илрүүлсэн тэсрэлт оптик дохиог цахилгаан дохио болгон хөрвүүлэхийн тулд APD-г ашигладаг бөгөөд олшруулж, хэлбэржүүлсний дараа гаргана. Мэдрэмжийг хамгийн тохиромжтой хязгаарт хүрэхийн тулд янз бүрийн температурт APD-д тогтвортой өндөр даралтыг хангах шаардлагатай. Нэг чиптэй компьютер нь APD өндөр хүчдэлийн хэлхээг удирдах замаар энэ зорилгодоо хүрдэг.
2.2 Давхар хурдтай тэсрэлт хүлээн авах ажиллагааг хэрэгжүүлэх
10G EPON тэгш хэмийн хүлээн авах хэсэгOLTоптик модуль нь тэсрэлт хүлээн авах аргыг ашигладаг. Энэ нь 1.25 ба 10.3125 Гбит/с гэсэн хоёр өөр хурдтай тэсрэлт дохиог хүлээн авах шаардлагатай бөгөөд энэ нь тогтвортой гаралтын цахилгаан дохиог авахын тулд хүлээн авагч хэсэг нь эдгээр хоёр өөр хурдны оптик дохиог сайн ялгах чадвартай байхыг шаарддаг. Давхар хурдтай тэсрэлт хүлээн авах хоёр схемOLTоптик модулиудыг энд санал болгож байна.
Оролтын оптик дохио нь TDMA (Time Division Multiple Access) технологийг ашигладаг тул нэгэн зэрэг тэсрэх гэрлийн зөвхөн нэг хурдтай байж болно. Оролтын дохиог Зураг 2-т үзүүлсэн шиг 1: 2 оптик задлагчаар дамжуулан оптик мужид тусгаарлаж болно. Эсвэл 1G болон 10G оптик дохиог сул цахилгаан дохио болгон хөрвүүлэхийн тулд зөвхөн өндөр хурдны детектор ашиглан, дараа нь хоёр цахилгаан дохиог салгаж болно. Зураг 3-т үзүүлсэн шиг TIA том зурвасын өргөнөөр дамжуулан өөр өөр хурдтай дохио.
Зураг 2-т үзүүлсэн эхний схем нь 1: 2 оптик задлагчаар гэрэл өнгөрөхөд тодорхой оруулгын алдагдлыг авчрах бөгөөд энэ нь оролтын оптик дохиог нэмэгдүүлэх ёстой тул оптик задлагчийн өмнө оптик өсгөгч суурилуулсан болно. Дараа нь тусгаарлагдсан оптик дохиог өөр өөр хурдтай детекторуудаар оптик / цахилгаан хувиргалт хийж, эцэст нь хоёр төрлийн тогтвортой цахилгаан дохионы гаралтыг олж авдаг. Энэхүү шийдлийн хамгийн том сул тал бол оптик өсгөгч ба 1: 2 оптик задлагчийг ашигладаг бөгөөд оптик дохиог хөрвүүлэхийн тулд хоёр детектор шаардлагатай бөгөөд энэ нь хэрэгжилтийн нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлж, зардлыг нэмэгдүүлдэг.
Зураг дээр үзүүлсэн хоёр дахь схемд. 3, оролтын оптик дохио нь зөвхөн детектор болон TIA-ээр дамжин цахилгаан домайнд салгах шаардлагатай. Энэхүү шийдлийн гол цөм нь TIA-г сонгоход оршдог бөгөөд TIA нь 1 ~ 10Gbit/s зурвасын өргөнтэй байхыг шаарддаг бөгөөд TIA нь энэ зурвасын өргөнд хурдан хариу үйлдэл үзүүлдэг. Зөвхөн TIA-ийн одоогийн параметрээр дамжуулан хариултын утгыг хурдан авах боломжтой бөгөөд хүлээн авагчийн мэдрэмжийг сайн баталгаажуулж чадна. Энэхүү шийдэл нь хэрэгжилтийн нарийн төвөгтэй байдлыг эрс багасгаж, зардлыг хяналтанд байлгадаг. Бодит загварт бид ерөнхийдөө хос хурдтай тэсрэлт хүлээн авахын тулд хоёр дахь схемийг сонгодог.
2.3 Хүлээн авах төгсгөлийн техник хангамжийн хэлхээний дизайн
Зураг 4 нь тэсрэлт хүлээн авах хэсгийн техник хангамжийн хэлхээ юм. Тэсрэлттэй оптик оролт байгаа үед APD нь оптик дохиог сул цахилгаан дохио болгон хувиргаж, TIA руу илгээдэг. Сигналыг TIA-аар 10G эсвэл 1G цахилгаан дохио болгон өсгөдөг. 10G цахилгаан дохио нь TIA-ийн эерэг холболтоор 10G LA-д, харин 1G цахилгаан дохио нь TIA-ийн сөрөг холболтоор 1G LA-д ордог. C2 ба C3 конденсаторууд нь 10G ба 1G хувьсах гүйдлийн холболттой гаралтыг бий болгоход ашигладаг холболтын конденсатор юм. Хувьсах гүйдлийн холболтын аргыг тогтмол гүйдлийн холболттой аргыг бодвол илүү хялбар тул сонгосон.
Гэсэн хэдий ч хувьсах гүйдлийн холболт нь конденсаторын цэнэг ба цэнэгтэй бөгөөд дохионы хариу өгөх хурд нь цэнэг ба цэнэгийн хугацааны тогтмолоос хамаардаг, өөрөөр хэлбэл дохиог цаг тухайд нь хариу өгөх боломжгүй байдаг. Энэ функц нь хүлээн авах тунгаах хугацааг тодорхой хэмжээгээр алддаг тул хувьсах гүйдлийн холболтын конденсаторыг сонгох нь чухал юм. Хэрэв бага оврын холболтын конденсатор сонговол тунгаах хугацааг богиносгож, дохиог дамжуулж болно.ONUХүлээн авалтын тооцооны хугацаа хэт урт, дараагийн цаг ирэх үед хүлээн авалтын үр дүнд нөлөөлөхгүйгээр цаг бүрийг хүлээн авах боломжтой.
Гэсэн хэдий ч хэт бага багтаамж нь холболтын нөлөөнд нөлөөлж, хүлээн авах тогтвортой байдлыг ихээхэн бууруулдаг. Илүү том багтаамж нь системийн чичиргээг багасгаж, хүлээн авагчийн мэдрэмжийг сайжруулдаг. Тиймээс хүлээн авах тунгаах хугацаа болон хүлээн авах мэдрэмжийг харгалзан үзэхийн тулд C2 ба C3 холболтын тохирох конденсаторыг сонгох шаардлагатай. Үүнээс гадна оролтын цахилгаан дохионы тогтвортой байдлыг хангахын тулд холбогч конденсатор ба 50Ω эсэргүүцэлтэй тохирох резисторыг LA-ийн сөрөг терминалд холбосон.
R4 ба R5 (R6 ба R7) резисторууд ба 10G (1G) LA-ийн дифференциал дохионы гаралтаар дамжин 2.0 В тогтмол хүчдэлийн эх үүсвэрээс бүрдэх LVPECL (Бага хүчдэлийн эерэг ялгаруулагчийн холболтын логик) хэлхээ. цахилгаан дохио.
2.4 Эхлүүлэх хэсэг
10G EPON тэгш хэмийн дамжуулагч хэсэгOLTОптик модуль нь үндсэндээ 1.25 ба 10G дамжуулагч гэсэн хоёр хэсэгт хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь 1490 ба 1577 нм долгионы урттай дохиог доод холбоос руу илгээдэг. 10G дамжуулагч хэсгийг жишээ болгон авч үзвэл, 10G дифференциал дохио нь CDR (Clock Shaping) чип рүү орж, 10G драйвер чиптэй хувьсах гүйдлээр холбогдож, эцэст нь 10G лазер руу дифференциал байдлаар оруулдаг. Температурын өөрчлөлт нь лазерын цацрагийн долгионы уртад ихээхэн нөлөө үзүүлэх тул долгионы уртыг протоколд заасан түвшинд (протоколд 1575 ~ 1580 нм шаардлагатай) тогтворжуулахын тулд TEC хэлхээний ажлын гүйдлийг тохируулах шаардлагатай байдаг. гаралтын долгионы уртыг сайн хянах боломжтой.
3. Туршилтын үр дүн, шинжилгээ
10G EPON тэгш хэмийн туршилтын үндсэн үзүүлэлтүүдOLTОптик модуль нь хүлээн авагчийг тохируулах цаг, хүлээн авагчийн мэдрэмж, дамжуулах нүдний диаграммыг агуулдаг. Тодорхой туршилтууд нь дараах байдалтай байна.
(1) Тохируулах цагийг хүлээн авах
-24.0 дБм-ийн дээд холболтын оптик чадлын хэвийн ажлын нөхцөлд тэсрэлт гэрлийн эх үүсвэрээс ялгарах оптик дохиог хэмжилтийн эхлэлийн цэг болгон ашигладаг бөгөөд модуль нь хэмжилтийн төгсгөлийн цэг болгон бүрэн цахилгаан дохиог хүлээн авч, тогтоодог. Туршилтын утас дахь гэрлийн саатал. Хэмжсэн 1G тэсрэлт хүлээн авах тохиргооны хугацаа нь 76.7 нс бөгөөд энэ нь олон улсын стандартын <400 ns-ийг хангасан; 10G тэсрэлт хүлээн авах тохиргооны хугацаа нь 241.8 нс бөгөөд энэ нь мөн <800 ns олон улсын стандартад нийцдэг.
3. Туршилтын үр дүн, шинжилгээ
10G EPON тэгш хэмийн туршилтын үндсэн үзүүлэлтүүдOLTОптик модуль нь хүлээн авагчийг тохируулах цаг, хүлээн авагчийн мэдрэмж, дамжуулах нүдний диаграммыг агуулдаг. Тодорхой туршилтууд нь дараах байдалтай байна.
(1) Тохируулах цагийг хүлээн авах
-24.0 дБм-ийн дээд холболтын оптик чадлын хэвийн ажлын нөхцөлд тэсрэлт гэрлийн эх үүсвэрээс ялгарах оптик дохиог хэмжилтийн эхлэлийн цэг болгон ашигладаг бөгөөд модуль нь хэмжилтийн төгсгөлийн цэг болгон бүрэн цахилгаан дохиог хүлээн авч, тогтоодог. туршилтын утас дахь гэрлийн саатал. Хэмжсэн 1G тэсрэлт хүлээн авах тохиргооны хугацаа нь 76.7 нс бөгөөд энэ нь <400 ns олон улсын стандартад нийцдэг; 10G тэсрэлт хүлээн авах тохиргооны хугацаа нь 241.8 нс бөгөөд энэ нь мөн <800 ns олон улсын стандартад нийцдэг.
