Sa sistema ng EPON, angOLTay konektado sa maramihangMga ONU(optical network units) sa pamamagitan ng POS (passive optical splitter). Bilang core ng EPON,OLTAng mga optical module ay direktang makakaapekto sa operasyon ng buong 10G EPON system.
1. Panimula sa 10G EPON simetrikoOLToptical module
Ang 10G EPON simetrikoOLTAng optical module ay gumagamit ng uplink burst reception at downlink continuous transmission modes, na pangunahing ginagamit para sa optical / electrical conversion sa 10G EPON system.
Ang receiving part ay binubuo ng isang TIA (transimpedance amplifier), isang APD (Avalanche Photodiode) sa 1270 / 1310nm, at dalawang LA (limiting amplifiers) sa 1.25 at 10.3125 Gbit / s na mga rate.
Ang dulo ng pagpapadala ay binubuo ng 10G EML (electro-absorption modulation laser) at 1.25 Gbit/s DFB (distributed feedback laser), at ang mga wavelength ng emission nito ay 1577 at 1490nm, ayon sa pagkakabanggit.
Ang driving circuit ay may kasamang digital APC (Automatic Optical Power Control) circuit at isang TEC (Temperature Compensation) circuit para sa pagpapanatili ng stable na 10G laser emission wavelength. Ang pagsubaybay sa pagpapadala at pagtanggap ng parameter ay ipinapatupad ng isang chip microcomputer ayon sa SFF-8077iv4.5 protocol.
Dahil ang pagtanggap ng dulo ngOLTAng optical module ay gumagamit ng burst reception, ang oras ng pag-setup ng reception ay partikular na mahalaga. Kung ang oras ng pag-aayos ng reception ay mahaba, ito ay lubos na makakaapekto sa sensitivity, at maaaring maging sanhi ng pagsabog na pagtanggap upang hindi gumana nang maayos. Ayon sa mga kinakailangan ng IEEE 802.3av protocol, ang oras ng pagtatatag ng isang 1.25Gbit / s burst reception ay dapat na <400 ns, at ang burst reception sensitivity ay dapat na <-29.78 dBm na may kaunting error rate na 10-12; at 10.3125 Gbit / s Ang burst reception setup time ay dapat na <800ns, at ang burst reception sensitivity ay dapat <-28.0 dBm na may kaunting error rate na 10-3.
2.10G EPON simetrikoOLTdisenyo ng optical module
2.1 Iskema ng disenyo
Ang 10G EPON simetrikoOLTAng optical module ay binubuo ng isang triplexer (single-fiber three-way module), pagpapadala, pagtanggap, at pagsubaybay. Kasama sa triplexer ang dalawang laser at isang detektor. Ang ipinadalang ilaw at ang natanggap na ilaw ay isinama sa optical device sa pamamagitan ng WDM (Wavelength Division Multiplexer) upang makamit ang single-fiber bidirectional transmission. Ang istraktura nito ay ipinapakita sa Figure 1.
Ang bahagi ng pagpapadala ay binubuo ng dalawang laser, na ang pangunahing function ay upang i-convert ang 1G at 10G na mga de-koryenteng signal sa optical signal, ayon sa pagkakabanggit, at upang mapanatili ang optical power stability sa closed loop na estado sa pamamagitan ng digital APC circuit. Kasabay nito, kinokontrol ng single-chip microcomputer ang magnitude ng modulation current upang makuha ang extinction ratio na kinakailangan ng system. Ang TEC circuit ay idinagdag sa 10G transmitting circuit, na lubos na nagpapatatag sa output wavelength ng 10G laser. Ang receiving part ay gumagamit ng APD para i-convert ang nakitang burst optical signal sa isang electrical signal, at inilalabas ito pagkatapos ng amplification at paghubog. Upang matiyak na ang sensitivity ay maaaring maabot ang perpektong hanay, ito ay kinakailangan upang magbigay ng isang matatag na mataas na presyon sa APD sa iba't ibang mga temperatura. Naabot ng one-chip na computer ang layuning ito sa pamamagitan ng pagkontrol sa APD high-voltage circuit.
2.2 Pagpapatupad ng dual-rate burst reception
Ang tumatanggap na bahagi ng 10G EPON symmetricOLTang optical module ay gumagamit ng burst receiving method. Kailangan nitong makatanggap ng mga signal ng pagsabog ng dalawang magkaibang rate na 1.25 at 10.3125 Gbit / s, na nangangailangan ng bahagi ng pagtanggap upang matukoy nang mabuti ang mga optical signal ng dalawang magkaibang rate na ito upang makakuha ng matatag na output na mga electrical signal. Dalawang scheme para sa pagpapatupad ng dual-rate burst reception ngOLTang mga optical module ay iminungkahi dito.
Dahil ang input optical signal ay gumagamit ng TDMA (Time Division Multiple Access) na teknolohiya, isang rate lang ng burst light ang maaaring umiral sa parehong oras. Maaaring paghiwalayin ang input signal sa optical domain sa pamamagitan ng 1: 2 optical splitter, gaya ng Ipinapakita sa Figure 2. O gumamit lang ng high-speed detector para i-convert ang 1G at 10G optical signal sa mahinang electrical signal, at pagkatapos ay paghiwalayin ang dalawang electrical. signal na may iba't ibang mga rate sa pamamagitan ng mas malaking bandwidth TIA, tulad ng ipinapakita sa Figure 3.
Ang unang scheme na ipinapakita sa Figure 2 ay magdadala ng isang tiyak na pagkawala ng pagpapasok kapag ang ilaw ay dumaan sa 1: 2 optical splitter, na dapat na palakasin ang input optical signal, kaya ang isang optical amplifier ay naka-install sa harap ng optical splitter. Ang mga hiwalay na optical signal ay sasailalim sa optical / electrical conversion ng mga detector ng iba't ibang mga rate, at sa wakas ay nakuha ang dalawang uri ng stable na electrical signal output. Ang pinakamalaking kawalan ng solusyon na ito ay ang isang optical amplifier at isang 1: 2 optical splitter ay ginagamit, at dalawang detektor ang kailangan upang i-convert ang optical signal, na nagpapataas ng pagiging kumplikado ng pagpapatupad at nagpapataas ng gastos.
Sa pangalawang pamamaraan na ipinapakita sa FIG. 3, ang input optical signal ay kailangan lamang na dumaan sa isang detektor at isang TIA upang makamit ang paghihiwalay sa electric domain. Ang core ng solusyon na ito ay nakasalalay sa pagpili ng TIA, na nangangailangan ng TIA na magkaroon ng bandwidth na 1 ~ 10Gbit / s, at sa parehong oras ang TIA ay may mabilis na tugon sa loob ng bandwidth na ito. Sa pamamagitan lamang ng kasalukuyang parameter ng TIA ay makakakuha ng mabilis na halaga ng tugon, ang sensitivity ng pagtanggap ay maaaring matiyak na mabuti. Ang solusyong ito ay lubos na nakakabawas sa pagiging kumplikado ng pagpapatupad at pinapanatili ang mga gastos sa ilalim ng kontrol. Sa aktwal na disenyo, karaniwang pinipili namin ang pangalawang pamamaraan upang makamit ang dual-rate na pagtanggap ng pagsabog.
2.3 Disenyo ng hardware circuit sa receiving end
Ang Fig. 4 ay ang hardware circuit ng burst receiving part. Kapag may burst optical input, pinapalitan ng APD ang optical signal sa mahinang electrical signal at ipinapadala ito sa TIA. Ang signal ay pinalakas ng TIA sa isang 10G o 1G electrical signal. Ang 10G electrical signal ay input sa 10G LA sa pamamagitan ng positive coupling ng TIA, at ang 1G electrical signal ay input sa 1G LA sa pamamagitan ng negative coupling ng TIA. Ang mga capacitor C2 at C3 ay mga coupling capacitor na ginagamit upang makamit ang 10G at 1G AC-coupled na output. Ang AC-coupled method ay pinili dahil ito ay mas simple kaysa sa DC-coupled method.
Gayunpaman, ang AC coupling ay may charge at discharge ng capacitor, at ang bilis ng pagtugon sa signal ay apektado ng charge at discharge time constant, iyon ay, ang signal ay hindi maaaring tumugon sa oras. Ang tampok na ito ay tiyak na mawawalan ng isang tiyak na halaga ng oras ng pag-aayos ng pagtanggap, kaya mahalagang piliin kung gaano kalaki ang AC coupling capacitor. Kung pipiliin ang isang mas maliit na coupling capacitor, ang oras ng pag-aayos ay maaaring paikliin, at ang signal na ipinadala ngONUsa bawat puwang ng oras ay maaaring ganap na matanggap nang hindi naaapektuhan ang epekto ng pagtanggap dahil masyadong mahaba ang oras ng pag-aayos sa pagtanggap at ang pagdating ng susunod na puwang ng oras.
Gayunpaman, ang masyadong maliit na kapasidad ay makakaapekto sa epekto ng pagkabit at lubos na mabawasan ang katatagan ng pagtanggap. Maaaring mabawasan ng mas malaking kapasidad ang system jitter at mapabuti ang sensitivity ng receiving end. Samakatuwid, upang isaalang-alang ang oras ng pag-aayos ng pagtanggap at pagiging sensitibo sa pagtanggap, kailangang mapili ang naaangkop na mga coupling capacitor na C2 at C3. Bilang karagdagan, upang matiyak ang katatagan ng input electrical signal, isang coupling capacitor at isang katugmang risistor na may resistensya na 50Ω ay konektado sa negatibong terminal ng LA.
LVPECL (Low Voltage Positive Emitter Coupling Logic) circuit na binubuo ng mga resistors R4 at R5 (R6 at R7) at isang 2.0 V DC na pinagmumulan ng boltahe sa pamamagitan ng differential signal output ng 10G (1G) LA. signal ng kuryente.
2.4 Seksyon ng paglunsad
Ang nagpapadalang bahagi ng 10G EPON symmetricOLTAng optical module ay pangunahing nahahati sa dalawang bahagi ng 1.25 at 10G na pagpapadala, na ayon sa pagkakabanggit ay nagpapadala ng mga signal na may wavelength na 1490 at 1577 nm sa downlink. Kung isinasaalang-alang ang 10G transmitting part bilang isang halimbawa, ang isang pares ng 10G differential signal ay pumapasok sa isang CDR (Clock Shaping) chip, ay AC-coupled sa isang 10G driver chip, at sa wakas ay differentially input sa isang 10G laser. Dahil ang pagbabago ng temperatura ay magkakaroon ng malaking impluwensya sa wavelength ng laser emission, upang patatagin ang wavelength sa antas na kinakailangan ng protocol (ang protocol ay nangangailangan ng 1575 ~ 1580nm), ang gumaganang kasalukuyang ng TEC circuit ay kailangang ayusin, kaya na ang output wavelength ay maaaring mahusay na kontrolado.
3. Mga resulta ng pagsusulit at pagsusuri
Ang pangunahing test indicator ng 10G EPON symmetricOLToptical module isama ang receiver setup time, receiver sensitivity, at transmit eye diagram. Ang mga tiyak na pagsubok ay ang mga sumusunod:
(1) Tumanggap ng oras ng pag-setup
Sa ilalim ng normal na kapaligiran sa pagtatrabaho ng uplink burst optical power na -24.0 dBm, ang optical signal na ibinubuga ng burst light source ay ginagamit bilang panimulang punto ng pagsukat, at ang module ay tumatanggap at nagtatatag ng kumpletong electrical signal bilang ang end point ng pagsukat, hindi pinapansin ang oras ng pagkaantala ng liwanag sa test fiber. Ang sinusukat na 1G burst reception setup na oras ay 76.7 ns, na nakakatugon sa international standard na <400 ns; ang 10G burst reception setup time ay 241.8 ns, na nakakatugon din sa international standard na <800 ns.
3. Mga resulta ng pagsusulit at pagsusuri
Ang pangunahing test indicator ng 10G EPON symmetricOLToptical module isama ang receiver setup time, receiver sensitivity, at transmit eye diagram. Ang mga tiyak na pagsubok ay ang mga sumusunod:
(1) Tumanggap ng oras ng pag-setup
Sa ilalim ng normal na kapaligiran sa pagtatrabaho ng uplink burst optical power na -24.0 dBm, ang optical signal na ibinubuga ng burst light source ay ginagamit bilang panimulang punto ng pagsukat, at ang module ay tumatanggap at nagtatatag ng kumpletong electrical signal bilang ang end point ng pagsukat, hindi pinapansin ang oras ng pagkaantala ng liwanag sa test fiber. Ang sinusukat na 1G burst reception setup time ay 76.7 ns, na nakakatugon sa international standard na <400 ns; ang 10G burst reception setup time ay 241.8 ns, na nakakatugon din sa international standard na <800 ns.
