Disseny del transceptor òptic per a tons TDM
El transceptor òptic (transmissor i receptor) utilitzat per a la conversió òptica a elèctrica és un component clau en els sistemes de comunicació òptica. En un sistema PON, un transmissor i un receptor òptics del terminal de línia òptica (OLT) o de les unitats de xarxa òptica (ONUs) es solen empaquetar junts per formar un subassemblatge òptic bidireccional (BOSA).
La figura següent mostra l'arquitectura del transceptor òptic per a un OLT i ONU. El subassemblatge òptic del transmissor (TOSA) consisteix en un làser semiconductor (làser Fabry-Perot o làser DFB) i un controlador làser. El subassemblatge òptic del receptor (ROSA) inclou un fotodiode (PIN o APD), un amplificador de transimpedància, un amplificador de limitació i un circuit de rellotge i recuperació de dades. A més de TOSA i ROSA, s'utilitza un dúplex o un tripex (filtre WDM) per separar les longituds d'ona aigües amunt i a baix. El dúplex o el triplex sol ser un filtre de pel·lícula fina, però els filtres òptics (per exemple, la reixa de Bragg o un interferòmetre de Mach-Zehnder) basats en circuits d'ona de llum plana es converteixen en una opció preferida, ja que els circuits d'ona de la planificació són més compactes, més fiable i fàcil de muntar amb TOSA i ROSA. A mesura que s’estan desplegant PONs TDM a gran escala, s’ha fet un esforç important per dissenyar un transceptor òptic amb millors rendiment, menor cost i una millor fiabilitat. Els reptes clau en el desenvolupament d’un transceptor òptic per a aplicacions FTTx són un nivell d’integració més elevat, un envasament rendible i les tecnologies de transmissió òptica en mode ràfega en l’enllaç amunt. Per a la integració i l'envasament, els transceptors òptics estan evolucionant cap a planificar cirsuits d'ones de llum i circuits integrats monònics fotònics.
Transmissió òptica en mode explosió
En un sistema PON TDM, tots els usuaris comparteixen la mateixa infraestructura de fibra des d’una OLT fins al node de distribució. A la direcció de baixada, els paquets de dades s'emeten a totes les ONU. Els transmissors OLT i els receptors ONU funcionen en mode continu, on es manté la sincronització en tot moment. Fins i tot si no hi ha dades per enviar a ONU, el transmissor OLT ha de transmetre patrons de bits a la pausa per tal que el receptor de les ONU pugui recuperar el rellotge contínuament del senyal descendent. Tot i això, en sentit amunt, s'ha d'evitar a tots els usuaris en la transmissió amunt, de manera que en un moment donat, només un paquet (d'una ONU) és autoritzat a arribar a l'oficina central. L’OLT coordina la transmissió amunt i programa el temps de transmissió per a cada ONU. Quan una ONU vol enviar dades a l’OLT, transmet una ràpida de dades en el temps assignat per l’OLT i desactiva el transmissor completament per evitar que interfereixi amb la transmissió a l’alçada d’altres ONUs. Les ràpides de dades de diferents ONU que se succeeixen al receptor de l'oficina central estan separades per un cert temps de guàrdia. Aquest tipus de transmissió s’anomena transmissió en mode explosió.
A continuació, es mostra una figura que compara els formats de dades de transmissió en mode continu i de ràfega. És imprescindible un transmissor en mode explosió a cada ONU i un receptor en mode de ràfega a l'oficina central. Un receptor en mode de ràfega a l'oficina central està obligat a tenir diversos rangs d'entrada assequibles i temps de bloqueig ràpids. D'altra banda, un transmissor en mode de ràfega, situat al costat de l'usuari, ha de mostrar un temps d'encesa ràpid, així com una bona supressió de potència durant un estat inactiu. El disseny d’un transceptor òptic en mode ràfega d’alta velocitat és necessari i difícil desafiar quan es implementen xarxes òptiques passives.
Controladors làser en mode explosió
Un transmissor en mode explosió ha de mostrar un temps d’encesa ràpid, així com una bona supressió d’energia. Els reptes de disseny dels controladors làser / moduladors en mode de ràfega són temps de pujada i caiguda i control automàtic de la potència. Els circuits de control convencionals estan dissenyats per mantenir un corrent i una tensió de biaix constant. Tot i això, una bona supressió de la potència òptica en estat inactiu requereix que el biaix s'apagui ràpidament. Els circuits dels controladors han d'estar dissenyats per tenir un rendiment d'encesa / apagat curt. Per al control automàtic de la potència, els circuits convencionals sovint utilitzen filtres de fotodiode i / o analògics de monitor lent per promediar el senyal i un bucle de control analògic als bucles de control analògic. És necessari controlar la sortida òptica mostrada en els punts adequats en forma d'ona de ràfega.
Receptors en mode de ràfega
Els receptors òptics convencionals no es poden utilitzar per a la detecció en mode de ràfega, ja que no són capaços de manejar de forma instantània diversos paquets que arriben amb grans diferències de potència òptica i alineació de fase. Per tant, és necessari dissenyar receptors que s’adaptin a la variació de la potència òptica i l’alineació de fase de forma paquet per paquet. Els reptes de disseny dels receptors en mode explosió són la recuperació dinàmica de la sensibilitat, la recuperació de nivell i la recuperació ràpida del rellotge.
Quan una ràfega feble segueix una ràfega forta, és difícil detectar el senyal feble. La recuperació dinàmica de sensibilitat és necessària per a la detecció del senyal feble. La recuperació de l'explosió feble està limitada per efectes de transport del portador de fotodiodes, taxes de càrrega del trànsit amplificador i efectes de control de guany automàtics involuntaris.
Per a la recuperació de nivells, es pot dissenyar un receptor en mode explosió amb una estructura de retroalimentació o d’alimentació. Per al disseny de retroalimentació, un amplificador de transimpedància diferencial d’entrada / sortida i un circuit de detecció de pico formen un bucle de retroalimentació, mentre que en el disseny d’avanç, el senyal del preamplificador és avançat en un circuit de detecció de pic. Tots dos dissenys han estat implementats a la pràctica. Una estructura de retroalimentació permet al receptor treballar de manera més fiable, però cal un preamplificador d’entrada / sortida diferent. Un receptor de transmissió avançada té un temps de resposta més ràpid i es pot utilitzar un preamplificador dccoblat convencional, però cal que el circuit s'ha de dissenyar amb cura per evitar l'oscil·lació al receptor. Els circuits de recuperació de nivells amb un disseny senzill i robust i un bon rendiment són encara un tema obert que requereix més investigacions.
FOCC és un fabricant OEM de mòduls transceiver de fibra. Proporcionem un transceptor òptic no només per PONs TDM, sinó que oferim mòduls transceiver compatibles a tot el món. Benvingut a visitar el nostre lloc web on podeu trobar els mòduls que voleu comprar. Els nostres mòduls òptics poden ser compatibles amb totes les marques, com ara els mòduls SFP: GLC-LH-SM Cisco , HP J4858A , JX-SFP-1FE-FX (Juniper compatible), etc.
