突发模式GEPON系统物理层使能技术

收问题，一个方法是调整ONU 的发送功率,使得OLT接收到的各ONU信号功率电平相等。但这种方法将使得ONU端发送机的设计变得更为复杂, 发送功率调整后还可能对信号抗干扰性能有负面的影响, 同时也使得OLT和ONU之间的控制协议复杂化, 对系统的整体性能带来较大的影响。另一种方法是在OLT端使用突发接收机, 采用各种突发接收技术来接收突发信号,如直流耦合、交流耦合，目前的OLT端光收发器件基本采用这种方法。

由于突发信号的不确定性和在整个上行信道上的不均衡性以及每个ONU到OLT之间的不同传输距离等各种因素造成OLT接收到的各个ONU的信号强度各不相同。为了支持GEPON系统的灵活配置和网络设计，OLT光收发器件必须支持突发模式、

10－12误码率条件下正确接收不同ONU发来的、信号光强度差别高达20dB左右的光信号，同时保证来自不同ONU的突发信号可在最大400ns的间隔内正确接收，如图4所示[1]。

现有的突发模式接收机分为直接耦合方式和交流耦合两大类，直流耦合模式的基本构思是依据接收的突发信号通过测量其光功率而做出相应的调节。根据反馈方式不同又可以分为自动增益控制（AGC）和自动门限控制（ATC）两种方式。直流耦合模式接收机在整个信元时间内动态调整判决电平，如果为了提高传输效率而减小自适应阀值控制电路放电时间，但这样会使误码性能下降，因此会引入传输容量代价。而且在一个信元时间内阈值的抖动也会引入灵敏度代价。如果通过在信头插入一定的比特位来确定判决阈值，则引入了传输容量代价，并且噪声对阈值的影响会引入灵敏度代价。交流耦合模式采用一个高通滤波器滤除低频信号就可以完成判决门限恢复，经过交流耦合的信号即转换成可以用0电平作为门限电压的信号[4,5,6]。

从外部接口和突发模式下跨阻放大器阈值电平调整方式的不同，支持突发模式的OLT光收发器件又可分为不带Reset功能（Resetless）的OLT光收发器件和具有Reset功能的OLT光收发器件，其电路示意图与阈值电平控制示意图如图5、6所示[5,7]。

4.GEPON系统对光收发器件的要求

从GEPON系统设计的角度而言，由于ONU端系统主要面向最终用户，必须考虑其成本问题，因此目前适合实际系统应用的ONU端光收发器件主要采用FP激光器的解决方案，并且从系统链路预算考虑，ONU端光收发器件必须具有较高的灵敏度（优于-26dBm）。

OLT端光收发器件在整个系统物理层设计上是一个关键器件，也是一个难点。适合实际系统设计需要的OLT光收发器件必须在较高灵敏度条件下支持大于20dB的系统动态工作范围（对于支持20km传输的系统，其灵敏度必须优于-30dBm），并且在整个动态工作范围内要满足小于400ns的动态阈值电平调整时隙要求。采用Resetless功能的OLT光收发器件可以简化系统设计要求，同时也可满足IEEE 802.3ah标准对OLT端光收发器件突发工作时序的要求（<400ns）。因此性能优良的OLT光收发器件采用Resetless方式。

5．结论

本文综述了突发模式GEPON光收发器件的关键技术和实现方式，并对实际应用中的一些问题进行讨论。GEPON系统是未来光接入领域最有前途的技术，解决GEPON光收发器件突发模式下的接收和发射实现技术及GEPON光收发器件的产业化，是当前光器件发展的重点。

参考文献：

1.IEEE802.3ah-2004

2.Eduard Sackinger et al., A 15-mW, 155-Mb/s CMOS Burst-Mode Laser Driver with Automatic Power Control and End-of-Life Detection, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 34, NO. 12, DECEMBER 1999

3.P. KREHLIK, Modeling of dynamic performance of semiconductor laser under threshold biasing, OPTO-ELECTRONICS REVIEW 12(2), 187-192 (2004)

4.Chao Su, Theory of Burst-Mode Receiver and Its Applications in Optical Multiaccess Networks, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 15, NO. 4, APRIL 1997

5.田中貴之, GE-PON OLT/ONU 一芯光トランシーバの開発, 沖テクニカルレビュー, 2004年1月／第197号Vol.71 No.1

6.Quan Le et al., Burst-mode receiver for 1.25Gb/s Ethernet PON with AGC and internally created reset signal, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY (Unpublished)

7.http://www.fiberxon.com