10Gb-s XFP光收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，以使用互聯(lián)網(wǎng)的影像傳送服務(wù)為代表的高速大容量通信系統(tǒng)的普及正在快速發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)這種大容量通信，對(duì)傳送速度達(dá)到10Gb/s的超高速光收發(fā)模塊的需求正日益增加。 在10Gb/s光收發(fā)模塊技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，先后出現(xiàn)了Transponder、Xenpak、Xpak、X2以及XFP（10—GigabitSmallForm—FactorPluggableTransceiver）等眾多技術(shù)，其中XFP是一種數(shù)據(jù)透明的多速率光收發(fā)模塊，

2、可處理電信業(yè)務(wù)STM—64、OUT—2（G．709）和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)10GE（10—GigabitEthernet）、10GFC（10—GigabitFiberChannel）。由于其應(yīng)用與協(xié)議無(wú)關(guān)，且具有價(jià)格低、小型化、可熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有前景的10Gb/s光模塊技術(shù)。因此，研究和開發(fā)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)腦FP光收發(fā)模塊成為了10Gb/s光收發(fā)模塊的發(fā)展趨勢(shì)。在光模塊市場(chǎng)強(qiáng)有力地推動(dòng)下，XFP光收發(fā)模塊的傳輸距離從最初的300m增加到了10

3、km、40km和80km。 本文首先詳細(xì)介紹了XFP光收發(fā)模塊的結(jié)構(gòu)、原理以及各部分的功能和具體實(shí)現(xiàn)方法，然后根據(jù)高速率遠(yuǎn)程光收發(fā)模塊的關(guān)鍵指標(biāo)，提出了本研究的整體設(shè)計(jì)方案，包括模塊的硬件電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)監(jiān)控程序、通信轉(zhuǎn)換程序以及上位機(jī)數(shù)字診斷軟件。在硬件電路設(shè)計(jì)中筆者采用電吸收外調(diào)制激光器和雪崩光電二極管作為光收發(fā)器件以減小激光器高速率調(diào)制的啁啾效應(yīng)和提高接收靈敏度；為支持?jǐn)?shù)字診斷功能，筆者采用單片機(jī)作為控制核心，結(jié)合D/A轉(zhuǎn)

4、換器、EEPROM等外圍芯片配置模塊的工作狀態(tài)、參數(shù)，實(shí)時(shí)獲取模塊的各種監(jiān)控信息。在軟件設(shè)計(jì)中，筆者采用增量式PID控制算法對(duì)激光器的工作溫度和雪崩光電二極管的溫度補(bǔ)償系數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制。本文為了方便上位機(jī)與光模塊通信，筆者還單獨(dú)開發(fā)了一套R(shí)S—232異步串行接口轉(zhuǎn)I2C總線的通信轉(zhuǎn)換卡。 最后為驗(yàn)證模塊的性能，筆者還給出了光收發(fā)模塊幾個(gè)重要參數(shù)的測(cè)試方案以及測(cè)試環(huán)境，通過(guò)測(cè)試，本設(shè)計(jì)方案制作的10Gb/s80kmXFP光收發(fā)模塊