CN105207732A - 一种自带mac的10g比特无源光网络终端sfp+ - Google Patents

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陈志勇
陈硕
李志坚
唐智爽
姚贵清
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Abstract

本发明涉及一种自带mac的10G比特无源光网络终端SFP+。包括集成于同一SFP+封装内的PON协议处理模块、同步模块、光电转换模块、串行数据传输模块及SFP接口模块。本发明提供的无源光网络终端将普通光网络终端的光电转换电路与无源光网络的PON协议处理电路和同步以太网功能电路集成到一个封装内，简化了光纤通信网络的组网方式，使得系统对光电转换电路的控制更加方便；同时本发明提供的无源光网络终端还可集成有TOD模块，从而为用户提供1PPS+TOD的时间同步服务。

Description

一种自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+
技术领域
本发明涉及一种自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+。
背景技术
随着数据业务对带宽的需求不断增加，3G/4G网络和应用的不断普及，网络和业务的全IP化发展，新的业务和新的应用会对网络的同步性能提出更高的要求。随着这些应用包括高清IPTV广播以及多媒体发布系统，无线基站数据回传和时间同步等，XG-PON技术得到了广泛的应用。主要应用结构图1所示，局端OLT通过光分路器分别接到ONT盒子上，ONT盒子根据用户交换机的要求提供网口或光纤接口，并以同步以太网的方式提供时钟同步服务。用户交换机设计了SFP+插口，可选插入电口SFP+或光电转换的SFP+模块。
简写说明：
(ONTOpticalNetworkTermination)；
(SFPSmallFormFactorPluggable)；
(MACMediaAccessControl)；
(OLTOpticalLineTermination)；
(XG-PON10-Gigabit-capablepassiveopticalnetwork)。
图1这种应用结构较好的利用了现有交换设备，但增加了布网的复杂度，交换机无法对ONT盒子进行管理，使得使用和管理该ONT的功能分别存在于两套系统，不利于系统更好的工作。同时这种结构中ONT没有办法给交换机提供1PPS+TOD的时间同步服务。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+。本发明可以将网络布线结构从图1简化到图2，只需将交换机插口内的SFP+模块替换为本发明的产品即可使用。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+，其特征在于，包括，
PON协议处理模块，用于对数据信号完成PON协议的处理;
同步模块，用于将接收到的信号进行以太网同步。
光电转换模块，用于将接收到的光信号转换为电信号，并将电信号经同步模块传送至PON协议处理模块；或将经PON协议处理模块处理的电信号转换为光信号并发送；
串行数据传输模块，同时与所述PON协议处理模块及所述同步模块连接，用于将自PON协议处理模块传输来的数据信号与自同步模块传输来的时钟信号结合后传输至SFP接口模块（SFPInterface）；或，接收来自SFP接口模块（在光电模块领域SFP接口和SFP+接口相同，即SFP接口模块与SFP+接口模块等同）的上行信号并将其传送至所述PON协议处理模块；
所述PON协议处理模块、同步模块、光电转换模块、串行数据传输模块均与SFP接口模块集成于同一SFP+封装内。
进一步的，还包括TOD模块，所述TOD模块同时与所述SFP接口模块及所述同步模块连接，其用于为用户提供1PPS+TOD时间同步。
某些实施例中，所述TOD模块为单一模块，而在另外一些实施例中，所述TOD模块功能由OMCI集成实现。
进一步的，所述同步模块包括依次连接的CDR模块及频率变换模块(FrequencyConversion)；所述频率变换模块用于接收所述CDR模块恢复出的线路时钟(LineCLK)，并将该线路时钟按照预设的频率变换出串行数据传输模块所需的参考时钟REFCLK，并将其输出至所述串行数据传输模块。
进一步的，所述串行数据传输模块为串并转换芯片SERDES和/或SGMII模块，用户可自由选择使用SERDES方式或SGMII方式进行数据传输。
进一步的，所述光电转换模块光收发器(BOSA)，激光驱动器(LDD)，限幅放大器(LA)和主控单元(MCU)；
所述光收发器用于将接收到的光信号转换为电信号后传输至所述限幅放大器；所述限幅放大器将该电信号放大后传输至所述同步模块；同时，所述激光驱动器对来自所述PON协议处理模块的电信号进行驱动后，由所述光收发器将其转换为光信号发出；
所述主控单元通过I2C接口完成对所述激光驱动器和所述限幅放大器的管理，读取数字诊断监测值，存入内部寄存器，并提供2路I2C接口分别供外部读取和所述PON协议处理模块读取。
进一步的，所述限幅放大器集成有光接收器偏置电压接口，其用于监测接收光功率；所述限幅放大器同时还进行芯片温度、工作电压的监测；
进一步的，所述光电转换模块设置有TX_BURST信号、TX_FAULT信号、Los信号及TX_DIS信号；所述TX_BURST信号是激光器突发使能信号，所述TX_FAULT信号是激光器失效告警，所述Los信号是接收光信号低于阈值的告警，所述TX_DIS信号是强制关激光器的信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供的无源光网络终端将普通光网络终端的光电转换电路与无源光网络的PON协议处理电路和同步以太网功能电路集成到一个SFP+封装内，简化了光纤通信网络的组网方式，使得系统对光电转换电路的控制更加方便；同时本发明提供的无源光网络终端还可集成有TOD模块，从而为用户提供1PPS+TOD的时间同步服务。
附图说明：
图1为现有PON技术主要应用结构所示。
图2为将网络布线结构从图1简化的本发明应用示意图。
图3为本发明实施例1的技术方案示意图。
图4为本发明实施例2的技术方案示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1:如图3所示，在本发明的实施案例中，包括，PON协议处理模块2（为图3，图4中的协议处理模块2），用于对数据信号完成PON协议的处理;本实施例中，所述PON协议处理模块2可以完成XG-PON协议ITU-TG987.1、ITU-TG987.2、ITU-TG987.3、ITU-TG987.4的处理；
同步模块，用于将接收到的信号进行以太网同步；本实施例中，所述同步模块包括依次连接的CDR模块31及频率变换模块（FrequencyConversion）32；所述频率变换模块32用于接收所述CDR模块31恢复出的线路时钟LineCLK，并将该线路时钟按照预设的频率变换出串行数据传输模块所需的参考时钟REFCLK，并将其输出至所述串行数据传输模块6（本实施例中串行数据传输模块为如图3中所示的串并转换芯片SERDES及SGMII模块），所述频率变换模块32通常采用锁相环芯片通过倍频或分频芯片实现，如当CDR模块31输出的是8KHz信号，而串行传输模块6需要的参考时钟频率是25MHz，则所述频率变换模块32可通过预设变换率得到所述串行传输模块6所需的25M时钟。
光电转换模块1，用于将接收到的光信号转换为电信号（高速差分信号），并将电信号经同步模块传送至PON协议处理模块2；或将经PON协议处理模块2处理的电信号（高速差分信号）转换为光信号并发送；本实施例中，所述光电转换模块1与普通ONT光电转换模块相同，包括光收发器(BOSA)11，激光驱动器(LDD)12，限幅放大器(LA)13和主控单元(MCU)14。光发送器内置背光电流检测,激光器驱动器12监测激光器的发光光功率和激光器偏置电流；限幅放大器13集成了光接收器11偏置电压接口，监测接收光功率。限幅放大器13同时还可进行芯片温度，工作电压的监测。主控单元(MCU)14通过I2C接口完成对LDD和LA的管理，读取上述5个数字诊断监测值，存入内部寄存器，主控单元(MCU)14同时还提供2路I2C接口分别供外部读取和所述PON协议处理模块2读取。
所述光电转换模块1设置有TX_BURST信号、TX_FAULT信号、Los信号及TX_DIS信号；所述TX_BURST信号是激光器突发使能信号，所述TX_FAULT信号是激光器失效告警，所述Los信号是接收光信号低于阈值的告警，所述TX_DIS信号是强制关激光器的信号；所述DyingGasp信号为掉电告警信号。
串行数据传输模块6，同时与所述PON协议处理模块及所述同步模块连接，用于将自PON协议处理模块2传输来的数据信号与自同步模块传输来的时钟信号REFCLK结合后传输至SFP接口模块5；或，接收来自SFP接口模块5（SFPInterface）的上行信号并将其传送至所述PON协议处理模块；本实施例中，所述串行数据传输模块6同时包括串并转换芯片SERDES及SGMII模块，用于采用SGMII或SERDES通信方式向SFP接口输出和输入高速差分信号。
所述PON协议处理模块2、同步模块、光电转换模块1、串行数据传输模块6均与SFP接口模块5集成于同一SFP+封装内。
所述CDR模块31恢复出的线路时钟，经适当的频率变换后输出与线路时钟同步的时钟，该输出时钟作为PONMAC芯片的以太网SGMII模块的参考时钟，同步时钟信号再通过SGMII模块的高速差分线路传递到下一级设备，从而完成同步以太网的功能。
本实施例中，上行方向LDD对高速信号进行驱动，BOSA转换成1310nm光信号输出；下行方向BOSA将OLT输出的1490nm光信号转换成电信号，经LA放大后输出高速差分电信号。所述高速差分信号中的数据信息经同步模块中的CDR31及PON协议处理模块2后传送至串行数据传输模块6；而高速差分信号中的时钟信息经同步模块中的CDR模块31及频率变换模块32进行同步恢复后传送至所述串行数据传输模块6进行合并输出。
应注意的是，本实施例中，所述PON协议处理模块2、CDR模块31均集成于同一PONMOC芯片内。所述串行数据传输模块6可选择同时与所述PON协议处理模块2、CDR模块集成与该PONMAC芯片内或，所述串行数据传输模块6单独设置与所述PONMAC芯片外。
实施例2：如图4所示，与实施例1不同点在于，本实施例中，所述无源光网络终端SFP+还包括TOD模块，所述TOD模块同时与所述SFP接口模块5及所述同步模块连接，其用于为用户提供1PPS+TOD时间同步，具体的，如图4所示，本实施例中，所示TOD模块功能由OMCI集成实现（图4中TOD是为方便读者理解OMCI在此处所实现功能而设立，而非表示独立模块）所述OMCI与同步模块中的CRD模块31连接，并接收其发送的数据信息，经过所述OMCI中集成的1PPS+TOD时间同步功能将数据中的时间数据恢复后传送至SFP接口模块5。
应注意的是，本实施例中，所述PON协议处理模块2、CDR模块31及OMCI（包含TOD模块功能）均集成于同一PONMOC芯片内。所述串行数据传输模块6可选择同时与所述PON协议处理模块2、同步模块集成与该PONMAC芯片内或，串行数据传输模块6单独设置与改PONMAC芯片之外。
实施例3：本实施例中，与实施例1不同点在于，所述串行数据传输模块6仅包括串并转换芯片SERDES。
实施例4：本实施例中，与实施例1不同点在于，所述串行数据传输模块6仅包括SGMII模块。

Claims (8)

1.一种自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+，其特征在于，包括，
PON协议处理模块，用于对数据信号完成PON协议的处理;
同步模块，用于将接收到的信号进行以太网同步；
光电转换模块，用于将接收到的光信号转换为电信号，并将电信号经同步模块传送至PON协议处理模块；或将经PON协议处理模块处理的电信号转换为光信号并发送；
串行数据传输模块，同时与所述PON协议处理模块及所述同步模块连接，用于将自PON协议处理模块传输来的数据信号与自同步模块传输来的时钟信号结合后传输至SFP接口模块；或，接收来自SFP接口模块的上行信号并将其传送至所述PON协议处理模块；
所述PON协议处理模块、同步模块、光电转换模块、串行数据传输模块均与SFP接口模块集成于同一SFP+封装内。
2.如权利要求1所述的自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+，其特征在于，还包括TOD模块，所述TOD模块同时与所述SFP接口模块及所述同步模块连接，其用于为用户提供1PPS+TOD时间同步。
3.如权利要求2所述的自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+，其特征在于，所述TOD模块功能由OMCI集成实现。
4.如权利要求1所述的自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+，其特征在于，所述同步模块包括依次连接的CDR模块及频率变换模块；所述频率变换模块用于接收所述CDR模块恢复出的线路时钟，并将该线路时钟按照预设的频率变换后输出至所述串行数据传输模块。
5.如权利要求1所述的自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+，其特征在于，所述串行数据传输模块为串并转换芯片SERDES和/或SGMII模块。
6.如权利要求1所述的自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+，其特征在于，所述光电转换模块包括光收发器、激光驱动器、限幅放大器和主控单元；
所述光收发器用于将接收到的光信号转换为电信号后传输至所述限幅放大器；所述限幅放大器将该电信号放大后传输至所述同步模块；同时，所述激光驱动器对来自所述PON协议处理模块的电信号进行驱动后，由所述光收发器将其转换为光信号发出；
所述主控单元通过I2C接口完成对所述激光驱动器和所述限幅放大器的管理，读取数字诊断监测值，存入内部寄存器，并提供2路I2C接口分别供外部读取和所述PON协议处理模块读取。
7.如权利要求6所述的自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+，其特征在于，所述限幅放大器集成有光接收器偏置电压接口，其用于监测接收光功率；所述限幅放大器同时还进行芯片温度、工作电压的监测。
8.如权利要求6所述的自带MAC的10G比特无源光网络终端SFP+，其特征在于，所述光电转换模块设置有TX_BURST信号、TX_FAULT信号、Los信号及TX_DIS信号；所述TX_BURST信号是激光器突发使能信号，所述TX_FAULT信号是激光器失效告警，所述Los信号是接收光信号低于阈值的告警，所述TX_DIS信号是强制关激光器的信号。
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