1、光发射组件（TOSA） • 光发射模块是由将带有信息的电信号转换 成光信号的转换装置和将光信号送入光纤 的传输装置组成。法布里-帕罗型激光二极 管(FP-LD)和分布反馈激光二极管(DFB-LD) 是光通信设备中最常用的半导体光发射器 件。 • 在设计驱动、放大电路时需要考虑ATC、 APC控制。
深圳市共进电子有限公司
光纤通信基础 1、光纤的构造
光纤呈园柱形，它由纤芯、包层与涂敷层三大部分组成。
深圳市共进电子有限公司
• 纤芯 core：纤芯位于光纤的中心部位（直径d1 约9～50 微米，单模光纤：9um，多模光纤： 50/62.5um），折射率较高，用来传送光 • 包层 coating：包层位于纤芯的周围（其直径d2 约125 微米），折射率较低，与纤芯一起形成全 反射条件 • 涂敷层：增加光纤的机械强度与可弯曲性。一般 涂敷后的光纤外径约1.5 厘米
6、光功率单位 1. dB = 10 log10 ( Pout / Pin ) Pout :输出功率 ; Pin :输入功率 2. dBm = 10 log10 ( P / 1mw) 是通信工程中广泛使用的单位； 通常表示以1毫瓦为参考的光功率； example: –10dBm表示光功率等于100uw。 3. dBu = 10 log10 ( P / 1uw) 根据上面的公式可计算分离器的衰减值： 1：n分路器衰减值：10lg（n/1） 如1：4衰减6dB，1：8衰减光接收组件（ROSA） • 光接收模块的作用是把经过传输后的微弱光信号转换为电 信号,并放大、整形恢复为原输入的电信号 • 光接收器件是利用光电效应把通信中光信号转换为电信号 的光电检测器 • 光纤通信中常用的光电检测器是PIN光电二极管和雪崩光 电二极管(APD) • 为了保证足够的动态范围，光接收组件（ROSA）必须包 含AGC控制。 • 为了降低系统成本、提升设备的竞争力，现在国内外推出 的所有PON光模块，都是做成单纤双向收发一体的 • 单纤双向光组件（BOSA）是收发一体光模块中的重要部 件，包括ROSA和TOSA。
深圳市共进电子有限公司
5、光纤连接器 • 在表示尾纤接头的标注中，我们常能见到 “FC/PC”，“SC/APC”等，其含义如下： • “/”前面部分表示尾纤的连接器型号； • “/”后面表明光纤接头截面工艺，即研磨方式
FC type
SC type
深圳市共进电子有限公司
深圳市共进电子有限公司
EPON系统
深圳市共进电子有限公司
EPON参考模型
深圳市共进电子有限公司
EPON工作原理
以太网无源光网络（EPON）是一种采用点到多点（P2MP）结 构的单纤双向光接入网络，其典型拓扑结构为树型。 EPON系统由局侧的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单 元（ONU）和光分配网络（ODN）组成，为单纤双向系统。 在下行方向（OLT到ONU），OLT发送的信号通过ODN到达各 个ONU。 OLT的发送部分和ONU的接收部分都是连续工作方 式。 在上行方向（ONU到OLT），ONU发送的信号只会到达OLT， 而不会到达其他ONU。为了避免数据冲突并提高网络利用效率， 上行方向采用TDMA多址接入方式并对各ONU的数据发送进行 仲裁。 OLT的接收部分和ONU的发送部分都是突发模式工作。 ODN由光纤和一个或多个无源光分路器等无源光器件组成，在 OLT和ONU间提供光通道。
深圳市共进电子有限公司
PON的介绍
1、名词：PON（Passive Optical Network ） OLT （Optical Line Termination）光线路终端,有时又叫局端 ONU（Optical Network Unit）、ONT（ Optical Network Termination ）光网络单元,有时称做远端或用户端 ODN (Optical Distribution Network)光分配网络 2、类别： --APON（ATM PON） --BPON（Broadband PON） --EPON（Ethernet PON） --GPON（Gigabit-capable PON） 3、主要区别： --APON、BPON、GPON是ITU-T规范的技术标准 --EPON是IEEE规范的技术标准， 采用IEEE Std 802.3ah-2004 4、主要共同点：都是瞄准电信接入网的技术
深圳市共进电子有限公司
2、光纤的分类
按折射率分布分类──阶跃光纤与渐变光纤 按传播模式分类──多模光纤与单模光纤 当光纤的几何尺寸（主要是纤芯直径d1）远远大于光波 波长时（约1 微米），光纤中会存在着几十种乃至几百 种传播模式。当光纤的几何尺寸（主要是芯径）可以与 光波长相比拟时，光纤只允许一种模式（基模HE11） 在其中传播 按工作波长分类──短波长光纤（0.6-0.9um）与长波长 光纤（1.0-2.0um） 按套塑类型分类──紧套光纤与松套光纤
深圳市共进电子有限公司
EPON关键技术
测距、动态带宽分配DBA、突发信号同步
ONU认证功能
1、基于MAC 地址的认证 OLT应支持基于ONU的MAC地址对ONU合法性进行认证 的能力，应拒绝非法ONU的接入。OLT应支持对该功能的 开启和关闭配置。对于已被拒绝注册的非法ONU，仍然给 该ONU一定的尝试注册的机会。CTC标准规定注册请求 的发起时间间隔为60s。 2、基于类802.1x 的ONU 认证 主要是基于ONU ID、类型和Password的类802.1x的ONU 认证功能。
深圳市共进电子有限公司
根据光的反射定律，反射角等于入射角。 根据光的折射定律： n1Sinө1 = n2Sinө2 其中n1 为纤芯的折射率，n2 为包层的折射率。 显然，若n1>n2，则会有θ2>θ1。如果n1 与n2 的比值增大到一定程度，则 会使折射角θ2≥90°，此时的折射光线不再进入包层，而会在纤芯与 包层的分界面上掠过（θ2=90°时），或者重返回到纤芯中进行传播 （θ2>90°时）。这种现象叫做光的全反射现象
PON基础知识
冉启阳
深圳市共进电子有限公司
主要内容
PON的概念 光纤通信基础 光模块工作原理 PON测试内容
深圳市共进电子有限公司
PON的概念
通信网络中从共享网络分配到最终用户端的网络 叫做接入网； 接入有多种方式— 点对点（以太网）、铜线、 XDSL、无线（WLAN）、XPON等； PON （Passive Optical Network）作为一种点到多 点的光网络，指的是信号的通道从源头到目的节 点间都是通过无源器件完成的，这些无源的器件 包括单模光纤光缆、无源光分束器/耦合器、连接 器和接头等 。
深圳市共进电子有限公司
7、使用光纤注意事项 光纤虽有一定的强度和抗张能力，但经不起过大 的侧压力与拉伸力； 注意防水防潮和工作温度； 注意光纤端面的整洁度(习惯用完后加上套帽)； 不要将光纤头直接对着人眼，可见光范围为 350nm-750nm，而光纤所用光波长为800nm1600nm； 最小弯曲半径30mm；
深圳市共进电子有限公司
3、光纤的导光原理
光是一种频率极高的电磁波，而光纤本身是一种介质 波导，因此光在光纤中的传输理论是十分复杂的。光纤中 光的传输基于光的全反射原理。 我们知道，当光线在均匀介质中传播时是以直线方向 进行的，但在到达两种不同介质的分界面时，会发生反射 与折射现象。
深圳市共进电子有限公司
了解了光的全反射原理之后，不难画出光在阶跃光纤 中的传播轨迹，即按“之”字形传播及沿纤芯与包层的分 界面掠过。
深圳市共进电子有限公司
• 通常人们希望用入射光与光纤顶端面的夹角θc 来衡量光 纤接收光的能力，于是产生了光纤数值孔径NA 的概念。 • 因为光在空气中的折射率n0=1，于是多次应用光的折射定 律可得：
n2 2 ) NA n1
n2 n1
深圳市共进电子有限公司
4、光纤的特性与参数 衰减 在光纤中的衰减：指由除了在开始时没有满足全内反射条 件外的原因所造成的能量损耗。 衰减分为弯曲、散射、吸收。 色散 当一个光脉冲从光纤输入，经过一段长度的光纤传输之后 ，其输出端的光脉冲会变宽，甚至有了明显的失真。这说 明光纤对光脉冲有展宽作用，即光纤存在着色散（色散是 沿用了光学中的名词）。 色散分为模式色散、材料色散、波导色散。
n0 sin c n1 sin 3 n1 sin(90o 1)
• 为保证光在光纤中的全反射，则应有 1 k，且
sin k
于是有
sin c n1 sin(90o k ) n1 cosk n1 1 (
• 因此，阶跃光纤数值孔径NA 的物理意义是：能使光在光 纤内以全反射形式进行传播的接收角θc 之正弦值。 • NA 越大，虽然光纤接收光的能力越强，但光纤的模式色 散也越厉害。CCITT 建议光纤的NA=0.18～0.23。
深圳市共进电子有限公司
EPON的参数
• 按照ONU 在接入网中所处的位置不同，EPON 系统可以 有几种网络应用类型：光纤到交接箱（FTTCab）、光纤 到楼宇/分线盒（FTTB/C）、光纤到家庭用户（FTTH） 、光纤到公司/办公室（FTTO）。 • EPON系统应使用符合ITU-T G.652要求的单模光纤。 • EPON系统为单纤双向系统，上、下行应分别使用不同的 波长，其中上行应使用1260nm～1360nm波长，下行应使 用1480nm～1500nm波长，如果采用第三波长方式实现 CATV业务的的承载，则应使用1540nm～1560nm波长。 • EPON系统的物理层接口应采用1000BASE-PX20。 • EPON的传输码型是8B/10B码，上、下行速率都是 1.25Gbps。
深圳市共进电子有限公司
2、激光二极管LD • LD 的发光机理是受激发光，即利用LD 中的谐振腔发生 振荡而激发出许许多多的频率相同的光子，从而形成激光。 • LD的优点： 发光谱线窄， 仅有1～5nm。从而大大降低了光纤的色散， 增大了光纤的传输带宽。 与光纤的耦合效率高。 • LD的缺点： 温度特性较差 线性度较差 工作寿命较短