EPON sisteminde,OKTbirden çok şeye bağlıONU'lar(optik ağ birimleri) bir POS (pasif optik ayırıcı) aracılığıyla. EPON'un özü olarak,OKToptik modüller tüm 10G EPON sisteminin çalışmasını doğrudan etkileyecektir.
1. 10G EPON simetrik'e girişOKToptik modül
10G EPON simetrikOKToptik modül, esas olarak 10G EPON sistemlerinde optik/elektrik dönüşümü için kullanılan yukarı bağlantı patlama alımı ve aşağı bağlantı sürekli iletim modlarını kullanır.
Alıcı kısım, 1270/1310nm'de bir TIA (transempedans amplifikatörü), bir APD (Avalanche Photodiode) ve 1,25 ve 10,3125 Gbit/s hızlarında iki LA'dan (sınırlayıcı amplifikatör) oluşur.
Verici uç, 10G EML (elektro-absorbsiyon modülasyon lazeri) ve 1,25 Gbit/s DFB'den (dağıtılmış geri besleme lazeri) oluşur ve emisyon dalga boyları sırasıyla 1577 ve 1490 nm'dir.
Sürüş devresi, sabit bir 10G lazer emisyon dalga boyunu korumak için bir dijital APC (Otomatik Optik Güç Kontrolü) devresi ve bir TEC (Sıcaklık Telafisi) devresi içerir. Verici ve alıcı parametre izleme, SFF-8077iv4.5 protokolüne göre tek çipli mikro bilgisayar tarafından gerçekleştirilir.
Çünkü alıcı tarafOKToptik modül seri alım kullandığından, alım kurulum süresi özellikle önemlidir. Alımın yerleşme süresi uzunsa, hassasiyeti büyük ölçüde etkileyecektir ve hatta seri alımın düzgün çalışmamasına neden olabilir. IEEE 802.3av protokolünün gerekliliklerine göre, 1,25Gbit/s'lik bir patlama alımının kuruluş süresi <400 ns olmalı ve patlama alımı hassasiyeti 10-12 bit hata oranıyla <-29,78 dBm olmalıdır; ve 10.3125 Gbit/s Seri çekim alım kurulum süresi <800ns olmalı ve seri alım hassasiyeti 10-3 bit hata oranıyla <-28.0 dBm olmalıdır.
2.10G EPON simetrikOKToptik modül tasarımı
2.1 Tasarım şeması
10G EPON simetrikOKToptik modül, bir triplexer (tek fiber üç yollu modül), iletim, alma ve izlemeden oluşur. Triplekser iki lazer ve bir dedektör içerir. İletilen ışık ve alınan ışık, tek fiberli çift yönlü iletim elde etmek için WDM (Dalga Boyu Bölmeli Çoklayıcı) aracılığıyla optik cihaza entegre edilir. Yapısı Şekil 1'de gösterilmektedir.
Verici kısım, ana işlevi sırasıyla 1G ve 10G elektrik sinyallerini optik sinyallere dönüştürmek ve dijital bir APC devresi aracılığıyla kapalı döngü durumunda optik güç stabilitesini korumak olan iki lazerden oluşur. Aynı zamanda tek çipli mikro bilgisayar, sistemin gerektirdiği sönüm oranını elde etmek için modülasyon akımının büyüklüğünü kontrol eder. TEC devresi, 10G lazerin çıkış dalga boyunu büyük ölçüde stabilize eden 10G iletim devresine eklenir. Alıcı kısım, tespit edilen çoğuşma optik sinyalini bir elektrik sinyaline dönüştürmek için APD'yi kullanır ve bunu amplifikasyon ve şekillendirmeden sonra çıkarır. Hassasiyetin ideal aralığa ulaşabilmesi için APD'ye farklı sıcaklıklarda stabil bir yüksek basınç sağlanması gerekmektedir. Tek çipli bilgisayar bu amaca APD yüksek voltaj devresini kontrol ederek ulaşır.
2.2 Çift oranlı patlama alımının uygulanması
10G EPON simetrikinin alıcı kısmıOKToptik modül bir patlama alma yöntemini kullanır. 1,25 ve 10,3125 Gbit/s olmak üzere iki farklı hızda patlama sinyali alması gerekmektedir, bu da kararlı çıkışlı elektrik sinyalleri elde edebilmek için alıcı kısmın bu iki farklı hızdaki optik sinyalleri iyi bir şekilde ayırt edebilmesini gerektirir. Çift oranlı patlama alımını uygulamaya yönelik iki şemaOKTBurada optik modüller önerilmektedir.
Giriş optik sinyali TDMA (Zaman Bölmeli Çoklu Erişim) teknolojisini kullandığından, aynı anda yalnızca tek bir patlama ışığı hızı mevcut olabilir. Giriş sinyali, Şekil 2'de gösterildiği gibi 1: 2 optik ayırıcı aracılığıyla optik alanda ayrılabilir. Veya 1G ve 10G optik sinyallerini zayıf elektrik sinyallerine dönüştürmek için yalnızca yüksek hızlı bir dedektör kullanın ve ardından iki elektrik sinyalini ayırın. Şekil 3'te gösterildiği gibi daha büyük bir bant genişliği TIA aracılığıyla farklı hızlara sahip sinyaller.
Şekil 2'de gösterilen ilk şema, ışık, giriş optik sinyalini yükseltmesi gereken 1: 2 optik ayırıcıdan geçtiğinde belirli bir ekleme kaybı getirecektir, böylece optik ayırıcının önüne bir optik amplifikatör takılır. Ayrılan optik sinyaller daha sonra farklı hızlardaki dedektörler tarafından optik/elektrik dönüşümüne tabi tutulur ve son olarak iki tür kararlı elektriksel sinyal çıkışı elde edilir. Bu çözümün en büyük dezavantajı, bir optik amplifikatör ve 1:2 optik ayırıcı kullanılması ve optik sinyali dönüştürmek için iki dedektöre ihtiyaç duyulmasıdır, bu da uygulamanın karmaşıklığını arttırır ve maliyeti artırır.
Şekil 2'de gösterilen ikinci şemada. Şekil 3'te, elektrik alanında ayrım sağlamak için giriş optik sinyalinin yalnızca bir detektörden ve bir TIA'dan geçmesi gerekir. Bu çözümün özü, TIA'nın 1 ~ 10Gbit/s bant genişliğine sahip olmasını gerektiren ve aynı zamanda TIA'nın bu bant genişliği dahilinde hızlı yanıta sahip olmasını gerektiren TIA seçiminde yatmaktadır. Yalnızca TIA'nın mevcut parametresi aracılığıyla yanıt değerini hızlı bir şekilde alabilir, alma hassasiyeti iyi bir şekilde garanti edilebilir. Bu çözüm, uygulamanın karmaşıklığını büyük ölçüde azaltır ve maliyetleri kontrol altında tutar. Gerçek tasarımda, çift oranlı çoğuşma alımını elde etmek için genellikle ikinci düzeni seçiyoruz.
2.3 Alıcı uçtaki donanım devresinin tasarımı
Şekil 4 patlama alma kısmının donanım devresidir. Bir patlama optik girişi olduğunda APD, optik sinyali zayıf bir elektrik sinyaline dönüştürür ve bunu TIA'ya gönderir. Sinyal, TIA tarafından 10G veya 1G elektrik sinyaline yükseltilir. 10G elektrik sinyali, TIA'nın pozitif bağlanması yoluyla 10G LA'ya girilir ve 1G elektrik sinyali, TIA'nın negatif bağlanması yoluyla 1G LA'ya girilir. Kondansatörler C2 ve C3, 10G ve 1G AC bağlantılı çıkış elde etmek için kullanılan birleştirme kapasitörleridir. AC-bağlantılı yöntem, DC-bağlı yönteme göre daha basit olduğu için seçilmiştir.
Ancak AC kuplajında kondansatörün şarj ve deşarjı vardır ve sinyale tepki hızı, şarj ve deşarj zaman sabitinden etkilenir, yani sinyale zamanında yanıt verilemez. Bu özelliğin belirli bir miktarda alım yerleşme süresini kaybetmesi kaçınılmazdır, bu nedenle AC birleştirme kapasitörünün ne kadar büyük olduğunu seçmek önemlidir. Daha küçük bir bağlantı kapasitörü seçilirse, yerleşme süresi kısaltılabilir ve sinyal,ONUAlımın yerleşme süresi çok uzun olduğundan ve bir sonraki zaman aralığının gelişinden dolayı, her zaman aralığındaki alım etkisi etkilenmeden tamamen alınabilir.
Bununla birlikte, çok küçük kapasitans, bağlantı etkisini etkileyecek ve alım kararlılığını büyük ölçüde azaltacaktır. Daha büyük kapasitans, sistem titreşimini azaltabilir ve alıcı ucun hassasiyetini artırabilir. Bu nedenle alım yerleşme süresini ve alım hassasiyetini hesaba katmak için uygun bağlantı kapasitörleri C2 ve C3'ün seçilmesi gerekir. Ek olarak, giriş elektrik sinyalinin kararlılığını sağlamak için LA'nın negatif terminaline bir kuplaj kapasitörü ve 50Ω dirençli bir eşleştirme direnci bağlanır.
LVPECL (Düşük Gerilim Pozitif Verici Bağlantı Mantığı) devresi, R4 ve R5 (R6 ve R7) dirençlerinden ve 10G (1G) LA ile diferansiyel sinyal çıkışı yoluyla 2,0 V DC voltaj kaynağından oluşur. elektrik sinyali.
2.4 Başlatma bölümü
10G EPON simetrikinin verici kısmıOKToptik modül esas olarak 1.25 ve 10G iletimli iki parçaya bölünmüştür; bunlar sırasıyla aşağı bağlantıya 1490 ve 1577 nm dalga boyunda sinyaller gönderir. 10G iletim parçasını örnek olarak alırsak, bir çift 10G diferansiyel sinyal bir CDR (Saat Şekillendirme) çipine girer, bir 10G sürücü çipine AC ile bağlanır ve son olarak bir 10G lazere diferansiyel olarak girilir. Sıcaklık değişiminin lazer emisyon dalga boyu üzerinde büyük bir etkisi olacağından, dalga boyunu protokolün gerektirdiği seviyeye sabitlemek için (protokol 1575 ~ 1580 nm gerektirir), TEC devresinin çalışma akımının ayarlanması gerekir, bu nedenle Çıkış dalga boyunun iyi kontrol edilebilmesi.
3. Test sonuçları ve analiz
10G EPON simetrik ana test göstergeleriOKTOptik modül, alıcı kurulum süresini, alıcı hassasiyetini ve iletim göz diyagramını içerir. Spesifik testler aşağıdaki gibidir:
(1) Kurulum süresini alma
-24,0 dBm'lik uplink patlama optik gücünün normal çalışma ortamında, patlama ışık kaynağı tarafından yayılan optik sinyal, ölçüm başlangıç noktası olarak kullanılır ve modül, ölçüm bitiş noktası olarak tam bir elektrik sinyali alır ve kurar; test fiberindeki ışığın zaman gecikmesi. Ölçülen 1G patlama alım kurulum süresi 76,7 ns'dir; bu, <400 ns'lik uluslararası standardı karşılar; 10G seri çekim alım kurulum süresi 241,8 ns'dir ve bu aynı zamanda <800 ns uluslararası standardını da karşılar.
3. Test sonuçları ve analiz
10G EPON simetrik ana test göstergeleriOKTOptik modül, alıcı kurulum süresini, alıcı hassasiyetini ve iletim göz diyagramını içerir. Spesifik testler aşağıdaki gibidir:
(1) Kurulum süresini alma
-24,0 dBm'lik uplink patlama optik gücünün normal çalışma ortamında, patlama ışık kaynağı tarafından yayılan optik sinyal, ölçüm başlangıç noktası olarak kullanılır ve modül, ölçüm bitiş noktası olarak tam bir elektrik sinyali alır ve kurar; test fiberindeki ışığın zaman gecikmesi. Ölçülen 1G patlama alım kurulum süresi 76,7 ns'dir; bu, <400 ns'lik uluslararası standardı karşılar; 10G seri çekim alım kurulum süresi 241,8 ns'dir ve bu aynı zamanda <800 ns'lik uluslararası standardı da karşılar.
