epon物理層關鍵技術及其實現(xiàn)

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1、EPON物理層關鍵技術及其實現(xiàn)摘要簡耍介紹了EPON物理層，對具屮的突發(fā)光功率控制、突發(fā)接收判決門限恢復、突發(fā)吋鐘同步等關鍵技術進行了討論，并給出了實用的解決方案。關鍵詞EPON突發(fā)發(fā)送突發(fā)接收突發(fā)光功率控制1引言隨著網絡業(yè)務的不斷發(fā)展，在骨干網不斷提速擴容的同時，接入網越來越成為高速信息網絡的瓶頸。無源光網絡(PON)正是解決接入網問題的方法么一，EPON避免了界步轉移模式(ATM)復雜和昂貴的設備，和以太網實現(xiàn)無縫連接，成為傳輸IP數(shù)據(jù)的最佳平臺，是實現(xiàn)真」E的三網合一的解決方案。本文將簡要介紹EPON技術，對其物理層(主要是PMD層)的關鍵技術做出討論，并

2、給出解決方案。2EPON物理層關鍵技術2.1突發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送EPON的點對多點(P2MP)的特殊結構和時分多址(TDMA)的接入方式決定了ONU發(fā)送機工作在突發(fā)發(fā)送的模式下。這就對激光器的響應速度，更重要的是對發(fā)射機輸出光功率控制電路捉出了新的要求。傳統(tǒng)APC電路針對連續(xù)傳輸設計，其偏置電流在整個傳輸過程屮恒定不變。然而在突發(fā)模式屮，激光器被不斷地打開和關閉，具偏置電流必須能快速地響應變化。否則很可能在總流偏置還沒有調整到指定值之詢，ONU的發(fā)送已經結束，激光器又要關閉，直流偏置重新歸零，這導致自動功率控制回路無法正常工作。因此，傳統(tǒng)連續(xù)模式的自動功率控制回路是無法

3、正常工作在突發(fā)模式卞的。針對這種情況捉出兩種解決方案：方案一是采用數(shù)字APC電路的方法。在每個ONU突發(fā)發(fā)送期間特定時間點對激光器的輸出光信號進行采樣，根據(jù)激光器輸出光功率的具體樣值，按一定的算法對激光器的直流偏置進行調整。采樣值在兩段數(shù)據(jù)發(fā)送時間間隔內保存，這就解決突發(fā)模式下的自動功率控制問題。但是數(shù)字APC存在一些缺點，如它需耍一個微控制器的參與，并需耍一塊高速的RAM,不利于模塊的集成，且對微控制器的速率要求較高。方案二是對傳統(tǒng)連續(xù)模式口動功率控制電路進行修改，使其能工作丁突發(fā)模式Z下。連續(xù)模式的自動功率控制回路Z所以不能止常工作在突發(fā)模式下，是由于當激光

4、器關閉時?，直流偏置切斷，當激光器被重新打開時，白動功率控制回路已丟失了原來的狀態(tài)，直流偏置呈現(xiàn)不連續(xù)的變化。只要能在激光器關閉期間保持自動功率控制回路的狀態(tài)不變，當激光器被重新打開時，自動功率控制回路就能在前一個突發(fā)間隔結束狀態(tài)的基礎上繼續(xù)進行工作，直流偏置的變化將是一個連續(xù)的過程，因而口動功率控制回路將能穩(wěn)定工作在突發(fā)模式下。自動功率控制回路主要是通過一個模擬開關和一個運放來實現(xiàn)。圖小模擬開關COM引腳連接激光器APC控制的反饋冋路，IN引腳連接激光器的控制信號，低電平時選通激光器。當輸入信號IN為高電平時，輸岀COM與輸入NO連通；當輸入信號為低電平時，輸

5、出COM與輸入NC連通。通過利用運放近似無窮大的輸入阻抗，在激光器關閉期間來保持電容CAPC上的電荷不被釋放掉，同時保持激光器CAPC引腳的電壓不變，從而實現(xiàn)在激光器關閉時,“記憶”白動功率控制回路的直流偏宜值來滿足突發(fā)工作要求。經過實驗比較，使用激光驅動芯片自帶的Enable引腳開關激光器典型值為：打開延遲250ns,關斷延遲34ns0而通過方案二所示的APC穩(wěn)定電路控制激光器直流偏置，激光器從截至狀態(tài)過渡（光功率為0）到打開狀態(tài)（光功率穩(wěn)定）需要約10ns,從穩(wěn)定的打開狀態(tài)到截至狀態(tài)僅需要5ns,完全滿足1.25Gb/s速率下突發(fā)傳送的要求。方案二結構簡單、

6、效果好，并易于集成。2.2突發(fā)數(shù)據(jù)接收在EPON系統(tǒng)中，上行數(shù)據(jù)流由各個ONU以突發(fā)形式到達OLT。由于突發(fā)信號的不確定性，0碼和I碼在整個上行信道上的不均衡性以及每個ONU和OLT之間的不同傳輸距離等各種因素造成各個OLT接收到的各個ONU的信號強度各不相同。在極限情況下，從最近ONU發(fā)來的代表0信號的光強度英至比從最遠ONU傳來的代表I信號的光強度還要大。為了正確恢復出原冇數(shù)據(jù)，OLT必須根據(jù)每個ONU的信號強度實時調整接收機的判決門限?，F(xiàn)冇的突發(fā)模式接收機分為直接耦合方式和交流耦合兩大類?？偭黢詈夏Ｊ降幕緲嬎?依據(jù)接收的突發(fā)信號，通過測量其光功率而做出相

7、應的調節(jié)。根據(jù)反饋方式不同乂可以分為自動增益控制（后向反饋模式）（如圖4）和自動門限控制（前向反饋模式）兩種方式。肓流耦合模式接收機在整個信元時間內動態(tài)調整判決電平，如果為了提高傳輸效率而減小自適應閥值控制電路放電時間，但這樣會使誤碼性能下降，因此會引入傳輸容量代價，而且在一個信元時間內閾值的抖動也會引入靈敏度代價。如果通過在信頭插入一定的比特位來確定判決閾值，則引入了傳輸容量代價，并且噪聲對閾值的影響會引入靈敏度代價。交流耦合模式的基本構思：山于接收到的高速數(shù)據(jù)流被看做是高頻信號的話，麗后兩個數(shù)據(jù)流Z間平均功率的變化對以認為是低頻信號，因此，只需耍一個高通濾波

8、器濾除低頻信號就可以完成