CN105635860A - 一种用于epon/olt中的三网融合光路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,该结构包括Triplexer、发射、接收和监控4部分。所述Triplexer包括两个激光器和一个探测器,所述发射单元由两个激光器组成,用于将1G和10G电信号转化为光信号,并通过数字APC电路,在闭环状态下保持光功率的稳定。所述接收单元包括跨阻放大器、雪崩光电二极管和限幅放大器,所述监控单元用于实时检测光路结构的工作状态。发射的光和接收的光通过WDM集成到光器件中,实现单纤双向传输。与此同时,MCU控制模块控制调制电流的大小,进而得到系统所需要的消光比该结构简单,鲁棒性强,保持光功率稳定的同时,能够得到系统所需要的消光比,具有较强的光线通信领域工程应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种光路结构,属于光纤通信技术领域,特别的涉及一种用于EPON/OLT中的三网融合光路结构。
背景技术
目前,高速率的光纤传输技术已广泛应用于各个主干网络中。EPON(以太网无源光网络)由于其成本低和技术成熟可靠已经成为相关运营商的首选方案。而10Gbit/s(以下简称10G)EPON系统是1GEPON系统的平滑升级,即兼顾1G和10G业务,同时10GEPON对称OLT(光线路终端)光模块也是10GEPON非对称OLT光模块的升级,它直接将上行速率提升到10.3125Gbit/s,极大地满足了用户对上行带宽的需求,因此备受运营商的青睐。作为EPON的核心,OLT光模块将直接影响整个10GEPON系统的运行。而目前的OLT光模块在上行速率提升到10.3125Gbit/s时,稳定性会降低,严重制约了用户对高速率数据的要求。
因此,设计出一种价格低廉,性能鲁棒,满足高速率传输要求的EPON系统下OLT光路结构,并成为了一种新的技术需求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,该结构包括Triplexer、发射、接收和监控4部分。发射的光和接收的光通过WDM集成到光器件中,实现单纤双向传输。发射部分由两个激光器组成,主要功能是分别将1G和10G电信号转化为光信号,并通过数字APC电路,在闭环状态下保持光功率的稳定。与此同时,MCU控制模块控制调制电流的大小,进而得到系统所需要的消光比。在10G发射电路中增加了TEC电路,极大地稳定了10G激光器输出波长。
(二)技术方案
本发明提出的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构包括Triplexer、发射单元、接收单元和监控单元。
优选的,所述Triplexer包括两个激光器和一个探测器。
进一步的,发射的光和接收的光通过波分复用器集成到光器件中,实现单纤双向传输。
优选的,所述发射单元包括两个激光器,主要功能是分别将1G和10G电信号转化为光信号。
进一步的,所述激光器通过数字APC电路,在闭环状态下保持光功率的稳定。
进一步的,MCU控制模块控制调制电流的大小,进而得到系统所需要的消光比。
优选的,所述接收单元包括跨阻放大器、雪崩光电二极管和限幅放大器。
进一步的,所述限幅放大器的速率分别为1.25和10.3125Gbit/s。
优选的,所述MCU控制模块电连接到数字APC,数字APC电连接到10G激光器驱动。
优选的,所述10G激光器驱动连接到10G激光器,MCU控制模块电连接1G激光器驱动和高压电路。
优选的,所述1G激光器驱动连接到1G激光器,所述高压电路电连接到探测器APD和TIA。
优选的,所述探测器APD和TIA电连接到10G限幅放大器和1G限幅放大器,TEC电路电连接背光探测器MPD,且TEC电路连接10G激光器,背光探测器MPD连接1G激光器,10G激光器和1G激光器连接到WDM波分复用器,并与外围光纤连接。
优选的,10G限幅放大器和1G限幅放大器分别与10GRD输出和1GRD输出连接,SDA与MCU控制模块双向连接,SCL连接到MCU控制模块,10GTD连接到10G激光器驱动,1GTD连接到1G激光器驱动。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出,本发明提出的基于EPON的对称OLT光路结构能够产生积极的有益效果,该结构简单,鲁棒性强,保持光功率稳定的同时,能够得到系统所需要的消光比,具有较强的光线通信领域工程应用价值。
附图说明
图1显示了本发明提出的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构原理示意图;
图2显示了本发明优选实施例的光域下双速率突发接收原理框图;
图3显示了本发明优选实施例的电域下双速率突发接收原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1显示了本发明提出的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构原理示意图。
如图1所示,本发明提出的基于EPON的对称OLT光路结构中,10GEPON对称OLT光模块采用的是上行突发接收和下行连续发射模式,主要用于10GEPON系统中光/电转换。接收部分由TIA(跨阻放大器)、1270/1310nm的APD(雪崩光电二极管),以及两个速率分别为1.25和10.3125Gbit/s的LA(限幅放大器)组成。发射端由一个10G的EML(电吸收调制激光器)和一个1.25Gbit/s的DFB(分布反馈激光器)组成,其发射波长分别为1577和1490nm。驱动电路包括数字APC(自动光功率控制)电路和用于保持10G激光器发射波长稳定的TEC(温度补偿)电路。发射和接收参数监控是根据SFF-8077iv4.5协议由MCU控制模块实现,其中所述的MCU控制模块主要包括单片机以及外围电路。由于OLT光模块接收端采用的是突发接收,所以接收建立时间就显得尤为重要。若接收建立时间较长,将对灵敏度产生很大影响,甚至可能导致突发接收无法正常工作。根据IEEEStd802.3av协议的要求,1.25Gbit/s突发接收的建立时间必须<400ns,且突发接收灵敏度在误码率为10-12的条件下必须<-29.78dBm;而10.3125Gbit/s突发接收的建立时间必须<800ns,且突发接收灵敏度在误码率为10-3的条件下必须<-28.0dBm。
10GEPON对称OLT光模块由Triplexer(单纤三向组件)、发射、接收和监控4部分组成,其中Triplexer部分包括两个激光器和一个探测器。发射的光和接收的光通过WDM(波分复用器)集成到光器件中,实现单纤双向传输。发射部分由两个激光器组成,主要功能是分别将1G和10G电信号转化为光信号,并通过数字APC电路,在闭环状态下保持光功率的稳定。与此同时,单片机控制调制电流的大小,进而得到系统所需要的消光比。在10G发射电路中增加了TEC电路,极大地稳定了10G激光器输出波长。接收部分采用APD将探测的突发光信号转换成电信号,放大整形后输出。为了保证灵敏度能够达到理想变化范围,需在不同温度下对APD提供稳定高压。单片机通过控制APD高压电路来实现这一目标。
图1中,所述MCU控制模块电连接到数字APC,数字APC电连接到10G激光器驱动,而所述10G激光器驱动连接到10G激光器,MCU控制模块电连接1G激光器驱动和高压电路,所述1G激光器驱动连接到1G激光器,所述高压电路电连接到探测器APD和TIA,所述探测器APD和TIA电连接到10G限幅放大器和1G限幅放大器,TEC电路电连接背光探测器MPD,且TEC电路连接10G激光器,背光探测器MPD连接1G激光器,10G激光器和1G激光器连接到WDM波分复用器,并与外围光纤连接,而10G限幅放大器和1G限幅放大器分别与10GRD输出和1GRD输出连接,SDA与MCU控制模块双向连接,SCL连接到MCU控制模块,10GTD连接到10G激光器驱动,1GTD连接到1G激光器驱动。
图2显示了本发明优选实施例的光域下双速率突发接收原理框图。
如图2和图3所示,10GEPON对称OLT光模块的接收部分采用的是突发接收方式。它要接收1.25和10.3125Gbit/s两种不同速率的突发信号,这就要求接收部分能够很好地区分这两种不同速率的光信号,以获得稳定输出的电信号。这里提出两种实现OLT光模块双速率突发接收的方案。由于输入光信号采用的是TDMA(时分多址)技术,所以在同一时刻只可能存在一种速率的突发光,可以通过一个1∶2的分光器对输入信号在光域下进行分离。图2所示的第1种方案,当光通过1∶2的分光器时会带来一定的插入损耗,这就必须要对输入的光信号进行放大,因此在分光器前安装一个光放大器。分离后的光信号再通过不同速率的探测器进行光/电转换,最后得到稳定的两种电信号输出。这套方案最大的缺点是多用了一个光放大器和一个1∶2的分光器,且需要两个探测器对光信号进行转换,既增加了实现的复杂度,又提高了成本。
图3显示了本发明优选实施例的电域下双速率突发接收原理框图。
如图3所示,本发明优选实施例的电域下双速率突发接收原理框图中只使用一个高速探测器,将1G和10G光信号转化为微弱的电信号,再通过带宽较大的TIA分离出两种不同速率的电信号,图3所示的第2种方案,输入光信号只需通过一个探测器和一个TIA,便可实现在电域下的分离。这套方案的核心在于TIA的选取,它要求TIA具有1~10Gbit/s的带宽,同时TIA在该带宽内具有快速的响应度。只有通过TIA的电流参数能够快速得到响应值,接收灵敏度才能得到很好的保障。这套方案极大地降低了实现的复杂度,并使成本得到了很好的控制。本发明优选实施例中选取第2种方案来实现双速率突发接收。
综上所述,本发明提供了一种用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,该结构包括Triplexer、发射、接收和监控4部分。发射的光和接收的光通过WDM集成到光器件中,实现单纤双向传输。发射部分由两个激光器组成,主要功能是分别将1G和10G电信号转化为光信号,并通过数字APC电路,在闭环状态下保持光功率的稳定。与此同时,单片机控制调制电流的大小,进而得到系统所需要的消光比。在10G发射电路中增加了TEC电路,极大地稳定了10G激光器输出波长。
应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,包括Triplexer、发射单元、接收单元和监控单元,其特征在于:
所述Triplexer包括两个激光器和一个探测器;
所述发射单元用于将1G和10G电信号转化为光信号;
所述接收单元包括跨阻放大器、雪崩光电二极管和限幅放大器;
所述监控单元用于实时检测光路结构的工作状态。
2.根据权利要求1所述的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,其特征在于:所述Triplexer中发射的光和接收的光通过波分复用器集成到光器件中,实现单纤双向传输。
3.根据权利要求1所述的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,其特征在于:所述激光器通过数字APC电路,在闭环状态下保持光功率的稳定。
4.根据权利要求3所述的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,其特征在于:MCU控制模块控制调制电流的大小,进而得到系统所需要的消光比。
5.根据权利要求1所述的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,其特征在于:所述限幅放大器的速率分别为1.25和10.3125Gbit/s。
6.根据权利要求1所述的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,其特征在于:所述MCU控制模块电连接到数字APC,数字APC电连接到10G激光器驱动。
7.根据权利要求1所述的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,其特征在于:所述10G激光器驱动连接到10G激光器,MCU控制模块电连接1G激光器驱动和高压电路。
8.根据权利要求1所述的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,其特征在于:所述1G激光器驱动连接到1G激光器,所述高压电路电连接到探测器APD和TIA。
9.根据权利要求1所述的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,其特征在于:所述探测器APD和TIA电连接到10G限幅放大器和1G限幅放大器,TEC电路电连接背光探测器MPD,且TEC电路连接10G激光器,背光探测器MPD连接1G激光器,10G激光器和1G激光器连接到WDM波分复用器,并与外围光纤连接。
10.根据权利要求1所述的用于EPON/OLT中的三网融合光路结构,其特征在于:所述10G限幅放大器和1G限幅放大器分别与10GRD输出和1GRD输出连接,SDA与MCU控制模块双向连接,SCL连接到MCU控制模块,10GTD连接到10G激光器驱动,1GTD连接到1G激光器驱动。
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