EPON OLT光模組RSSI問題分析報告

2021-10-24 23:24:28 字數 2237 閱讀 3373

olt光模組在工作時,下行採用廣播方式連續傳送資料流,每個onu都能接收到olt的訊號,而不管這個訊號是否是給它自己的,因此在下行方向olt的傳送是連續的,onu的接收也是連續的。由於上行採用tdma的復用方式,每個onu只在允許自己傳送的時間段才能傳送資料,因此在上行方向上,onu的傳送是突發的,olt的接收就要求是突發工作的,所以olt光模組的接收有嚴格的時序要求。 

epon olt的結構框圖如下:發射部分,採用nt25l90驅動1490nm的dfb雷射器;接收部分,採用限幅放大器sy88903alk把經過tia放大的電壓訊號進行電平轉換;控制電路部分,採用c8051f392微控制器,完成模組監控上報及其模組工作控制;公升壓部分,採用公升***217壓晶元給apd提供反向高壓偏置。

1 epon olt 

結構框圖

接收端原理圖,如圖2所示。apd高壓採用公升壓晶元***217倍壓提供,高壓經過ds3920映象管後,映象電壓輸出mirout腳接到apd管芯提供電流監控imirout, 映象電流輸出腳mir,輸出電流imir=1/5 imirout。epon olt需要外部trriger控制突發接收訊號的取樣。這裡採用ts5a4594dck 模擬開關對外部trriger控制。接收訊號強度監控rssi訊號,經過max4232aka運算放大器放大處理後給到mcu採集處理。mcu以trriger訊號上公升沿觸發,檢測到trigger訊號後,延遲1us後連續採集4次rssi ad值取平均。mcu並提供穩定的參考電壓vref來保持apd高壓的穩壓。

接收端原理圖

epon olt對時序有較高要求,時序控制如下圖3、圖4所示。 

a、測試光 onu1包長最小設定為1us,包間隔設定為512bits,前導512bits。 

b、干擾光 onu2包長最小設定為1us,包間隔設定為512bits,前導512bits。 

c、trigger 延時500ns, 寬度設定為不大於600ns。

epon olt的光功率接收範圍:-6dbm~-30dbm,rssi上報需要控制在±2db內。在樣機除錯中發現,模組rssi上報在接收小光-30dbm這個點會超出2db,取樣ad值會有1-2值的跳動。 

1、 檢測mcu的參考輸出電壓 vref=2.40v沒有跳動,vapd腳輸出電壓48.5v也沒有跳動。將olt模組上的公升壓電路斷開,採用其他光模組的公升壓電路提供高壓,發現rssi ad值也是在跳動。更換ts5a4594dck模擬開關,rssi ad值的跳動也沒改善。通過上面的檢測,可排除因公升壓電路雜訊對rssi的影響。 

2、在硬體電路圖2中將取樣保持電路取值 r50=6k,c47=22pf, rssi取樣7個點與對應ad擬合曲線如圖5。可以發現小光-30dbm到-26dbm之間ad變化只有幾個ad值,這樣會導致mcu採集到的ad偏差1-2個值rssi上報就會有較大的偏差。將取樣電阻r50增大,但會增加取樣電平下降時間,這兩者之間存在矛盾。mcu ad是10-bit adc,換高精度14-bit adc mcu就要重新換方案。此時問題出現了,如何在方案不動的情況下提高rssi採集的ad值?

在mcu方案不變的情況下,要使在小光部分放大rssi的採集ad值,提出採用兩級rssi訊號放大的rssi增益可變電路,如圖6所示。在運算放大器輸入腳之間加乙個模擬開關,接收小光時模擬開關斷開對rssi訊號採用大的放大倍數

小光  大光擬合曲線

epon olt接收端時序要求高,要做到高精度的rssi上報,需要對電源高壓雜訊、模擬開關雜訊、layout rssi走線等進行很好的控制。本方案在mcu只有10位 adc值,採用增益可變rssi放大電路很好的解決了ad採集小上報精度不夠問題。同時在lyout佈線中,盡量降低電源雜訊、模擬開關雜訊、高速訊號線tx/rx等其他訊號線對rssi的干擾,才能提高rssi的上報精度。

光模組引數

序號1 23工作波長 1310nm 1550nm 1550nm 封裝形式 sfp sfp sfp 速率10gbit s 9.95gbit s 11.1gbit s 9.95gbit s 10.31gbit s 最小輸出光功率 8.2dbm 4.7dbm 0dbm 最大輸出光功率 0.5dbm 4db...

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