摘要：本文介绍了EPON（以太无源光网络）体系对ONU（光网络单元）收发一体模块的技能要求以及ONU收发一体模块的基本原理和规划办法，并给出了试验成果。
1.前语
跟着信息社会的快速开展，人们对信息的依靠程度越来越高，对信息量的需求越来越大。Internet事务的遍及和开展为人们供给了一种优秀的信息获取和沟通的渠道；此外，跟着人们对以高清晰度电视为代表的高带宽信息的需求越来越大，新式的宽带传输技能将越来越多的代替传统的窄带传输技能。在这些新技能中，因为传输带宽宽、对事务通明、易于保护和办理、晋级便当、本钱较低一级长处使得结合了老练的以太网技能和无源光网络技能的EPON（以太网无源光网络）体系成为一种很好的光纤宽带接入技能计划。
EPON体系由OLT（光线路终端-Optical Line Termination）、ONU（光网络单元-Optical Network Unit）和光纤配线单元组成，体系运用以太网协议。咱们称从OLT通过1：N光无源分路器到ONU的为下行信号，从ONU到OLT的为上行信号。EPON体系的数据通过不定长的数据包传输，数据包长度按照IEEE802.3以太网协议，最长为1518字节。下行信息选用播送方法从OLT发给多个ONU。每个包带着的信头仅有地标识数据所要抵达的特定ONU，此外有一些包发给一切的ONU，称为播送包，还有一些包是发给一组ONU的，称为多播包。数据流通过光分路器后分为N路独立的信号，每路信号都含有发给一切特定ONU的数据包。当ONU接纳到数据流时，只提取发给自己的数据包，将发给其他ONU的数据包丢掉。从各个ONU到OLT的上行数据通过时分多址（TDMA）方法同享信道进行传输，OLT为每个ONU都分配一个传输时隙。这些时隙是同步的，因而当数据包耦合到一根光纤中时，不同ONU的数据包之间不会发生磕碰。上行技能是EPON的中心技能，关于选用TDMA上行技能计划的EPON体系的首要技能包含：守时与往复延时补偿技能、TDMA复用技能、带宽动态分配技能、初始测距和即插即用技能。
本文介绍用于EPON体系中的上行信号传输的突发式光发射和用于下行的接连形式光接纳的ONU光收发一体模块。
2.EPON对光电模块的技能要求
由上述的介绍可知，EPON的下行是个典型的点对多点的体系，上行是多个ONU到OLT的TDMA体系。即下行能够运用传统的接连形式光传输技能即可，而上行则有必要运用突发形式光传输技能才干满意体系的要求。所以，EPON对光电模块的技能有如下的要求：
a)因为运用了无源光分路器使得光纤线路损耗添加许多，下行信号的发射光功率要满意的大、接纳灵敏度要满意的高，以满意20Km的传输间隔。
b)上行线路的OLT处将聚集各个ONU的光信号，为确保很低的误码率和必定的传输间隔，要求该处有较高的消光比；IEEE802.3ah要求各个ONU在没有向OLT传输数据时封闭该激光器并使得此刻的输出光功率小于-45dbm。
c)因为EPON的速率为GB/S，为充分利用发射时隙，要求上行的ONU的突发式光发射模块的敞开/封闭时刻小于512ns。
d)因为各个ONU的方位不同、间隔不同、光线路状况不同，抵达OLT的各个ONU光信号起伏纷歧，要求OLT的接纳部分为突发式、高动态规模。
e)因为ONU放置在用户端，所以要求ONU光电一体模块高牢靠、低功耗、低本钱。
3.ONU光收发一体模块规划
a)结构规划
为满意上述要求，ONU光收发一体模块的结构选用带尾纤的2*6 PIN的SFF（Small Form Factor ,小外型因数）结构，光接口为LC。
b)BiDi组件规划
BiDi（Bi-direction，单纤双向LD/PIN-TIA组件）是ONU光收发一体模块中的中心器材。有如下要求，其一为为满意低本钱要求，挑选FP-LD，其中心波长为1310nm，光谱宽度不大于3nm，作业温度规模在-45℃~+85℃，速率大于1.25Gb/S；其二为背探光探测器的响应速度较高，使LD器材合适突发形式作业；其三为PIN-TIA组件的速率到达1.25Gb/S，接纳灵敏度高于-24dbm；其四为小尺度、低本钱、高牢靠。咱们研发的样品通过了牢靠性查核彻底满意上述要求。
c)突发式光发射电路规划
与接连形式LD驱动电路不同，突发形式的LD驱动电路除了对驱动电流快速调制外，对LD的偏置电流也需求开关操控，因而LD的驱动单元共有4个驱动口。如图3所示。TD+、TD-为EPON体系ONU单元发给突发形式驱动电路的差分输入信号，EN+、EN-为体系操控LD的开关信号。即在需求该ONU发射光信号时，体系操控部分给EN+、EN-发来翻开信号使LD的偏置处于阈值电流以上，此刻，该ONU向OLT宣布正常的调制光信号；当体系操控部分给EN+、EN-发来封闭信号时，此刻，该ONU不再向OLT宣布光信号。此外，为确保输出光信号的安稳电路规划中还应考虑快速APC的规划。现在，已有IC供货商供给CMOS工艺的集成计划。
d)接纳电路规划
因为该部分是传统的接连形式光接纳方法，选用老练的PIN-TIA器材和集成的限幅放大器IC技能计划，在此不再累述。
e)测验成果
一切样品运用Agilent 86100A示波器、MP1605误码仪和SDA6020串行数据分析仪进行了测验。
4.定论
现在该模块现已通过小批量牢靠性查核；通过仪器测验和在EPON体系上的实际运用，证明该模块目标满意IEEE802.3ah的主张要求，首要技能目标到达了国外同时期同类产品水平，并且，模块体积更小，结构契合SFF协议，给用户的运用带来便利。
