Optisk sender / mottaker-design for TDM-PON-er
Den optiske senderen (sender og mottaker) som brukes til optisk-til-elektrisk konvertering er en nøkkelkomponent i optiske kommunikasjonssystemer. I et PON-system er en optisk sender og mottaker ved den optiske linjeterminalen (OLT) eller optiske nettverksenheter (ONUer) vanligvis pakket sammen for å danne en toveis optisk underenhet (BOSA).
Figuren nedenfor viser arkitekturen til optisk sender / mottaker for en OLT og ONUs. Den optiske transmitteren til senderen (TOSA) består av en halvlederlaser (Fabry-Perot laser eller DFB laser) og en laserdriver. Den optiske mottagerens underenhet (ROSA) inkluderer en fotodiode (PIN eller APD), en transimpedansforsterker, en begrensende forsterker og en klokke- og datagjenopprettingskrets. I tillegg til TOSA og ROSA, brukes en dupleks eller tripex (WDM-filter) for å skille bølgelengder oppstrøms og nedstrøms. Dupleksen eller triplexen er vanligvis et tynnfilmfilter, men optiske filtre (f.eks. Bragg-gitter eller et Mach-Zehnder-interferometer) basert på plane lysbøllekretser blir et foretrukket alternativ, ettersom plannar lysbøllekretser er mer kompakte, mer pålitelig og lettere å montere med TOSA og ROSA. Ettersom TDM PON-er blir distribuert i stor skala, har det blitt lagt ned betydelig innsats for å designe en optisk sender / mottaker med forbedret ytelse, lavere kostnader og bedre pålitelighet. De viktigste utfordringene i å utvikle optisk sender / mottaker for FTTx-applikasjoner er et høyere integrasjonsnivå, kostnadseffektiv emballasje og burst-mode optisk overføringsteknologi i oppstrømslenken. For integrering og emballasje utvikler optiske sendere mot plannar lysbølgesirkler og monolitiske fotoniske integrerte kretsløp.
Optisk overføring av burst-mode
I et TDM PON-system deler alle brukerne den samme fiberinfrastrukturen fra en OLT til distribusjonsnoden. I downsream-retningen sendes datapakker til alle ONU-er. OLT-sendere og ONU-mottakere opererer i en kontinuerlig modus, der synkroniseringen til enhver tid opprettholdes. Selv om det ikke er data å sende til ONU-er, må OLT-senderen overføre tomgangsbitemønster slik at ONU-mottakeren kan hente klokken kontinuerlig fra nedstrøms-signalet. Imidlertid, i oppstrøms retning, må alle brukere unngås i oppstrømssendingen, så når som helst er det bare en pakke (fra en ONU) som har lov til å nå sentralen. OLT koordinerer oppstrøms overføring og planlegger overføringstid for hver ONU. Når en ONU ønsker å sende data til OLT, overfører den et utbrudd med data i tiden som er tilordnet av OLT og slår deretter av senderen helt for å unngå å forstyrre andre ONUs oppstrøms overføring. Utbrudd av data fra forskjellige ONU-er som følger hverandre til mottakeren på sentralen skilles ut med en viss vakttid. Denne typen overføring kalles burst-mode transmission.
Her er en figur som sammenligner dataformatene for kontinuerlig og burst-modus overføring. Burst-modus sender på hver ONU og en burst-mode mottaker på sentralen er uunnværlig. En burst-mode mottaker på sentralen er påkrevd for å ha forskjellige rimelige inngangsområder og raske klokkelåsetider. På den annen side må en burst-mode-sender, som ligger på brukersiden, vise rask påslagstid og god strømundertrykkelse under hviletilstand. Å designe høyhastighets burst-mode optisk sender / mottaker er nødvendig og utfordrende når du distribuerer passive optiske nettverk.
Burst-modus laserdrivere
En burst-mode-sender må vise rask innkoplingstid samt god strømundertrykkelse. Designutfordringene for burst-mode laser / modulator drivere er stignings- og falltider og automatisk effektkontroll. Konvensjonelle driverkretser er designet for å opprettholde en konstant forspenningsstrøm og spenning. God optisk strømundertrykkelse i hviletilstand krever imidlertid at skjevheten raskt slås av. Førerkretser må utformes for å ha kort ytelse / av / på. For automatisk kraftkontroll bruker konvensjonelle kretsløp ofte tregmonitorfotodiode og / eller analoge filtre for å gjennomsnittlig signalet og en analog kontrollsløyfe til analoge kontrollløkker. Det er nødvendig å overvåke optisk utgang som er prøvetatt på passende punkter i burst waveform.
Burst-modus mottakere
Konvensjonelle optiske mottakere kan ikke brukes til deteksjon av burst-modus fordi de ikke er i stand til å håndtere forskjellige pakker som ankommer med store forskjeller i optisk kraft og fasejustering. Det er derfor nødvendig å designe mottakere som kan tilpasse seg variasjonen i optisk kraft og fasejustering på en pakke-for-pakke-basis. Designutfordringene for burst-mode mottakere er dynamisk sensitivitetsgjenoppretting, nivågjenoppretting og rask klokkegjenoppretting.
Når en svak burst følger en sterk burst, er det vanskelig å oppdage det svake signalet. Dynamisk sensitivitetsgjenoppretting er nødvendig for å detektere det svake signalet. Gjenvinningen av det svake utbruddet er begrenset av fotodiode-bærertransporteffekter, forsterkerens sluke- og ladningshastigheter og utilsiktede automatiske forsterkningsreguleringseffekter.
For nivågjenoppretting kan en burst-mode mottaker designes med en tilbakemelding eller fremadrettet struktur. For tilbakemeldingskonstruksjonen danner en differensiell inngang / utgang transimpedansforsterker og toppdeteksjonskrets en tilbakekoblingssløyfe, mens signalet fra forforsterkeren i fremoverutformingen føres videre inn i en toppdeteksjonskrets. Begge designene er implementert i praksis. En tilbakemeldingsstruktur gjør at mottakeren kan arbeide mer pålitelig, men en annen for- / utgangsforforsterker er nødvendig. En fremadrettet mottaker har en raskere responstid og en konvensjonell tilkoblet forforsterker kan brukes, men kretsløpet må utformes nøye for å forhindre svingning i reveiveren. Nivågjenopprettingskretser med enkel og robust design og god ytelse er fremdeles en åpen sak som krever nærmere undersøkelser.
FOCC er en OEM-produsent av fiber-mottaker-moduler. Vi tilbyr optisk sender / mottaker ikke bare for TDM-PON-er, vi tilbyr også kompatible sendemoduler over hele verden. Velkommen til å besøke vår hjemmeside hvor du kan finne modulene du ønsker å kjøpe. Våre optiske moduler kan være kompatible med alle merker, for eksempel SFP-modulene: GLC-LH-SM Cisco , HP J4858A , JX-SFP-1FE-FX (Juniper kompatibel), etc.
