10g epon onu非对称单纤双向光组件设计

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1、10GEPONONU非对称单纤双向光组件设计刘成刚郑林王迪王进华徐红春光纤通信技术和网络国家重点实验室（筹）武汉电信器件有限公司，湖北武汉430074摘要10GEPON是下一代宽带接入网的发展趋势和重要解决方案。本文对10GEPONONU非对称单纤双向组件（BOSA）进行了研究，系统地描述了器件的设计要点。测试结果表明，单纤双向组件的整体性能达到了国内外同类产品的先进水平，可直接应用于SFP光收发合一模块。关键词10GEPON；非对称；单纤双向中图分类号TN248.4文献标识码AStudyon10GEPONO

2、NUAsymmetricSingleFiberBi-directionalOptoelectronicDeviceLiuChenggangZhengLinWangDiWangJinhuaXuHongchunStateKeyLaboratoryofOpticalCommunicationTechnologiesandNetworksWuhanTelecommunicationDevicesCo.Ltd.WuhanHubei430074ChinaAbstract10GEPONistheimportantsolut

3、ionandtendencyinthenextgenerationbroadband.Thispaperinvolvesastudyon10GEPONONUasymmetricsinglefiberBi-directionaloptoelectronicdeviceandasystematicaldescriptionofthekeypointsinthedesign.Thefinaltestshowstheperformanceoftheassemblykeepswellcompatiblewiththeo

4、neofthoseadvancedlevelproductsovertheworld.ItcanbedirectlyadoptedbySFPtransceivermodule.Keywords10GEPONAsymmetricSinglefiberBi-directional1前言为了满足网络用户对网络带宽需求的日渐增长，下一代接入网技术市场正在迅速升温。在10GEPON、NGAPON、WDM-PON、Long-reachPON和PON/RoF融合等技术百家争鸣的背景下，10GEPON技术以其独特的优势脱颖而

5、出，走在了1下一代接入网的最前列。10GEPON标准由国际标准组织IEEE于2009年9月112日正式发布，可在保持现有ODN网络结构不变情况下，实现EPON网络平滑升级3到10GEPON网络，并且具备GEPON/10GEPON网络混合组网能力，最大限度地保护了运营商的投资。4567近期，与10GEPON相关的芯片技术、器件技术、模块技术倍受关注，作为10GEPON方案中核心器件之一的单纤双向光组件已成为当今光通信市场的一个亮点，引起了越来越广泛的关注。实现该组件的自主研发对降低成本和提高国内光器件制造商的竞

6、争力具有深远意义。本文作者对该组件的光学结构和高频电性能等核心部分进行深入分析和优化设计，研制出了可直接应用于SFP光收发合一模块的非对称单纤双向光组件，其整体性能处于业内同类产品的先进水平。2单纤双向组件的设计8按IEEE802.3av物理层标准，10GEPONONU非对称单纤双向光组件的发射端采用分布反馈式布拉格（DFB）激光器，工作波长为1310nm，速率为1.25Gbps，突发模式；接收端采用雪崩光电二极管（APD）与跨阻放大器（TIA），接收波长为1577nm，速率为10.3Gbps，连续模式。器件

7、的外形图和原理图分别如图1和图2所示。器件主要的技术难点如下：（1）器件结构、光路设计：由于模块为SFP封装，因此在保证器件高耦合效率和稳定的可靠性的同时，要求器件体积小、结构紧凑。（2）接收端高频电性能分析：接收端工作速率为10.3Gbps，且要求高灵敏度，在此高频电性能中的阻抗匹配和相位匹配显得尤为重要。（3）器件的串扰优化设计：由于将1.25Gbps激光器和10.3Gbps探测器封装在同一只器件中，因此二者的光串扰和电串扰指标不容忽视。图110G/1GEPONONUBOSA外形图图210G/1GEPON

8、ONUBOSA原理图2.1光学分析与设计利用内置WDM滤光片的方法，将1310nm发射光和1577nm接收光在器件内部分离开。根据IEEE802.3av，器件发射端功率要求为-1～4dBm，依据激光器芯片斜效率和高频调制时所需偏流大小，通过计算，采用非球面透镜耦合可满足要求。为减小端面反射造成发射端的信号质量劣化，采用斜8度光纤端面耦合。对于10GEPONONU非对称单纤双向光组件，10.3Gbps