Optisk sändtagardesign för TDM-PON
Den optiska sändtagaren (sändare och mottagare) som används för optisk till elektrisk omvandling är en nyckelkomponent i optiska kommunikationssystem. I ett PON-system är en optisk sändare och mottagare vid den optiska linjeterminalen (OLT) eller optiska nätverksenheter (ONU) vanligtvis förpackade tillsammans för att bilda en dubbelriktad optisk underenhet (BOSA).
Figuren nedan visar den optiska sändtagarens arkitektur för en OLT och ONUs. Den sändaroptiska underenheten (TOSA) består av en halvledarlaser (Fabry-Perot-laser eller DFB-laser) och en laserdrivare. Den optiska underenheten för mottagaren (ROSA) inkluderar en fotodiode (PIN eller APD), en transimpedansförstärkare, en begränsande förstärkare och en klock- och dataåterhämtningskrets. Förutom TOSA och ROSA, används ett duplex eller tripex (WDM-filter) för att separera uppströms och nedströms våglängder. Duplexen eller triplexen är vanligtvis ett tunnfilmsfilter, men optiska filter (t.ex. Bragg-gitter eller en Mach-Zehnder-interferometer) baserade på plana ljusvågskretsar blir ett föredraget alternativ, eftersom plannar ljusvågskretsar är mer kompakta, mer pålitlig och lättare att montera med TOSA och ROSA. Eftersom TDM-PON-apparater distribueras i stor skala har betydande ansträngningar gjorts för att designa en optisk sändtagare med förbättrad prestanda, lägre kostnad och bättre tillförlitlighet. De viktigaste utmaningarna i utvecklingen av optisk sändtagare för FTTx-applikationer är en högre nivå av integration, kostnadseffektiv förpackning och burst-mode optisk överföringsteknologi i uppströmslänken. För integration och förpackning utvecklas optiska sändtagare mot plannar ljusvågskretsar och monolitiska foton integrerade kretsar.
Optisk överföring av burst-mode
I ett TDM PON-system delar alla användare samma fiberinfrastruktur från en OLT till distributionsnoden. I nedströmsriktningen sänds datapaket till alla ONU: er. OLT-sändare och ONU-mottagare arbetar i ett kontinuerligt läge, där synkroniseringen upprätthålls hela tiden. Även om det inte finns några data att skicka till ONU: er måste OLT-sändaren överföra tomgångsmönster så att ONU: s mottagare kan hämta klockan kontinuerligt från nedströmsignalen. Men i uppströmsriktningen måste alla användare undvikas i uppströmsöverföringen, så vid varje given tidpunkt får endast ett paket (från en ONU) komma till centralkontoret. OLT koordinerar uppströmsöverföringen och schemalagger överföringstiden för varje ONU. När en ONU vill skicka data till OLT, sänder den en skur av data under tiden som tilldelats av OLT och stänger sedan av sin sändare helt för att undvika att störa andra ONU: s uppströmsöverföring. Bursts av data från olika ONUs som följer varandra till mottagaren på centralkontoret separeras av en viss vakttid. Denna typ av överföring kallas burst-mode transmission.
Här är en siffra som jämför dataformaten för kontinuerlig och burst-läge överföring. Burst-mode-sändare vid varje ONU och en burst-mode-mottagare på centralen är oumbärliga. En burst-lägesmottagare på centralkontoret krävs för att ha olika prisvärda ingångsområden och snabba klocklåsningstider. Å andra sidan måste en burst-lägesändare, som ligger på användarsidan, visa snabb starttid och god strömavtryckning under viloläge. Att designa hög hastighet burst-mode optisk sändtagare är nödvändig och utmanande när man distribuerar passiva optiska nätverk.
Burst-läsardrivrutiner
En sändare med burst-läge måste visa snabb starttid och bra strömavtryckning. Designutmaningarna för burst-mode laser / modulator-drivrutiner är stig- och falltid och automatisk effektkontroll. Konventionella förarkretsar är utformade för att upprätthålla en konstant förspänningsström och spänning. Men bra optisk effektundertryckning i viloläge kräver att förspänningen stängs av snabbt. Förarkretsar måste utformas så att de har kort start / av-prestanda. För automatisk effektreglering använder konventionella kretsar ofta långsam bildfotodiod och / eller analoga filter för att medelvärde signalen och en analog styrslinga till analoga styröglor. Det är nödvändigt att övervaka optisk utgång som samplats vid lämpliga punkter i burstvågform.
Burst-läge mottagare
Konventionella optiska mottagare kan inte användas för burst-mode-upptäckt eftersom de inte direkt kan hantera olika paket som anländer med stora skillnader i optisk effekt och fasinriktning. Det är därför nödvändigt att utforma mottagare som kan anpassa sig till variationen i optisk effekt och fasinriktning på paket-för-paketbasis. Designutmaningarna för burst-mode-mottagare är dynamisk känslighetsåterhämtning, nivååterhämtning och snabb klockåterställning.
När en svag burst följer en stark burst, är det svårt att upptäcka den svaga signalen. Dynamisk känslighetsåterhämtning är nödvändig för att detektera den svaga signalen. Återställningen av den svaga sprängen begränsas av fotodiodbärartransporteffekter, förstärkningsslam och laddningshastigheter och oavsiktliga automatiska förstärkningseffekter.
För nivååterhämtning kan en burst-läge-mottagare utformas med en feedback eller framåtstruktur. För återkopplingskonstruktionen bildar en differentiell ingångs- / utgångstransimpedansförstärkare och toppdetekteringskrets en återkopplingsslinga, medan signalen från förförstärkaren vid framåtriktad konstruktion matas framåt till en toppdetekteringskrets. Båda konstruktionerna har implementerats i praktiken. En återkopplingsstruktur gör det möjligt för mottagaren att arbeta mer pålitligt, men en annan ingångs- / utgångsförförstärkare behövs. En framåtriktad mottagare har en snabbare responstid och en konventionell förgrenad förförstärkare kan användas, men kretsarna måste utformas noggrant för att förhindra svängning i reveiveren. Nivåer för återhämtning med enkel och robust design och bra prestanda är fortfarande en öppen fråga som kräver ytterligare utredning.
FOCC är en OEM-tillverkare av fiber-sändtagarmoduler. Vi tillhandahåller optisk sändtagare inte bara för TDM-PON, vi erbjuder också kompatibla sändtagarmoduler över hela världen. Välkommen att besöka vår webbplats där du kan hitta de moduler du vill köpa. Våra optiska moduler kan vara kompatibla med alla märken, till exempel SFP-modulerna: GLC-LH-SM Cisco , HP J4858A , JX-SFP-1FE-FX (Juniper kompatibel), etc.
