一、10G EPON对称光模块
工作模式:上行突发接收、下行连续发射。
工作原理:当需要发送信号时,系统信号通过光模块的电接口把信号传送到驱动芯片,芯片处理后,驱动激光器发出调制光信号,经光纤发到远端;当需要接收信号时,光模块通过光探测二极管将光信号转变为电信号,经过内部的放大器处理后通过电接口发给系统。
组成:单纤三向组件(2个发射器件、一个接收器件)、发射电路、接收电路、控制电路。其中,发射器件有波长为1577nm的10.3125G的电吸收激光调制器、波长为1490nm的1.25G的分布反馈激光器。接收器件有雪崩二极管(APD)、兼容10G\1G的跨阻放大器(TIA)。
发送波长:1577nm\1490nm;接收波长:1270nm\1310nm。
协议指标要求:
二、接收原理与发送原理
1.接收原理
接收采用时分多址,在同一时间下,只发一种速率的光信号。接收结构图如下:
光电二极管:PIN光电二极管、雪崩光电二极管。PIN管响应慢,价格便宜,使用电压不高,过载不易烧管;APD响应快,但是需要偏置电路,反向电压30~100V,输入光功率过大时容易饱和或者损坏。
2.发射原理
组成:1G激光器驱动电路、10G激光器驱动电路、激光器、TEC控制、EAM控制。发射结构图如下:
激光器的温度特性:其与二极管类似,温度升高,阈值电流增大,斜效率S降低。为了保证恒定的光功率和消光比,当温度升高时,调制电流和偏置电流会增大,光功率也增大;当温度继续升高,接近结温时,偏置电流会减小,光功率会降低,光眼图会塌陷。
3.数字诊断
通过IIC与上位机进行通信,主要完成以下数字诊断功能:
(1)实现光模块的实时工作状态、内部各项参数以及告警信号的上报;
(2)调整模块的发射接收参数和告警阈值,包括发射光功率、消光比、眼图、APD
高压、Rx输出幅度等参数和温度、发射功率、供电、Rx_Los等告警阈值;
(3)对EEPROM信息进行读写操作
3.测试指标
根据IEEE 802.3av协议的要求,1.25Gb/s的发射光功率在2~7dbm,突发接收灵敏度在误码率10^(-12)的条件下必须下<-29.78dbm;而10.3125 Gb/s发射光功率在2~5dbm,且突发接收灵敏度要在误码率10^(-3)条件下小于-28dbm。具体可以从发射眼图、波长、灵敏度来评估光模块的性能。1.25G接收采用7位随机码测试,10G接收采用31位随机码测试。10G发射眼图和光谱如下: