10g光模块介绍

一技术背景 光纤通信由于其大容量、高速率、受电磁干扰的影响小等优点，从其一出现便受到了人们 的青睐。目前，高速率的光纤传输技术已广泛应用于各个主干网络中。以太网无源光网络 （EPON）由于其低成本的可分时为用户提供高性能的接入也而成为相关运营商的首选方案， 为人们在信息的世界中遨游，提供了必要条件。如今，视频聊天，电话会议，网络互动游 戏，数字点播，高清电视等越来越多的视频业务和交互式业务开始走进了千家万户。 然而伴随着多业务的发展，人们对网络带宽的需求也提出了新的需求。目前用于光纤到户 （FTTx）的 EPON 接入系统，所提供的带宽已经影响了终端用户的上网需求及体验，不能很 好的满足人们对视频信号更清晰以及其他传输数据更快速的要求。 随着 1Gbps 光纤到户技术在接入网中部署速度的加快，电信运营商和相关产业链已开始寻 求可满足下一代光网络应用的新技术。10G-EPON 技术(即为被提议的 IEEE 标准 802.3av)是 满足更高带宽要求的一种新技术选择。10G-EPON 把光纤接入网络下行带宽提高了 10 倍(达 10Gbps)，且与目前 1G EPON 方案的网络协议和拓扑结构兼容。IEEE 802.3av 标准的制定 从 2006 年开始，经过近三年的不断完善，目前 10G-EPON 的标准已趋于完备，主要的技术 内容及细节已经确立，该标准计划于 2009 年 9 月正式颁布。 二10G-EPON 对光模块的要求 10G-EPON 在标准定义上，充分考虑了与 1G EPON 的网络共存，并按照上、下行速率的带 宽，定义了两类模式，即：非对称和对称模式。所谓对称模式，是指在网络中使用单模光 纤，上、下行传输的都是 10G 速率数据的工作模式；非对称模式是指在网络中使用单模光 纤，下行传输 10G 数据，上行传输 1G 数据的工作模式。IEEE802.3av 草案中，对两类光模 块的传输速率和使用波长进行了定义，如下表所示： 表 1 IEEE802.3av 草案中定义的光模块使用的波长和传输速率 三10G-EPON 光模块技术的研发和实现 经过多年的研发和技术突破，海信宽带多媒体技术有限公司在 2007 年底推出了 10G 非对 称 EPON 光模块，并于 2008 年相继推出了 10G 对称 EPON ONU 和 OLT 光模块。模块采用国际 标准的 XFI 高速电接口，分 L-XFP 封装和 XFP 封装两种结构（如图 1 所示）。L-XFP 结构 的产品可以实现 10G EPON 与 1G EPON 的并存，可以完成多达 4 路信号的光电转换，满足 FTTH 的单纤输出要求。XFP 结构的产品由于其小巧的体积也受到广大客户的青睐。 非对称 10G-EPON 光模块。 图 2 是一个典型的非对称 10G-EPON 系统框图。海信在 2007 年推出的 10G-EPON OLT 光模 块和 ONU 光模块，能够满足 IEEE802.3av 中关于 PRX30 的需求，在 1:128 分路系统下，传 输距离可达到 20 公里。OLT 模块利用波分集成技术，集成了 1310nm/1490nm/1577nm 三个 波长，其中 1490nm 和 1577nm 用于下行，分别传输连续 1.25G 和 10.3125G 信号，1310nm 用于上行接收，可以接收来自 ONU 端的突发信号。在 ONU 端的每个节点，我们分别设计了 ONU a 和 ONU b 两种类型的光模块，可以为终端分配 10G 和 1.25G 两种接入带宽。其中 ONU a 模块为 10G 非对称 EPON ONU 模块，可以接收 10G 1577nm 下行信号和突发上传 1310nm 的 1.25G 信号；ONU b 模块为传统 1.25G 速率 EPON 模块，接收 1.25G 1490nm 下行信号和突 发上传 1310nm 的 1.25G。7/7/2008, 青岛海信宽带多媒体技术股份有限 公司正式发布业界首款商用 10G EPON 光模块，包括用于光纤线 路终端器（OLT）和光纤网络终端 （ONT ）的单纤双向突发模式的光 模块。 该系列光模块参照 10G EPON 标 准草案和 GEPON 技术标准等进行设 计，实现 1G/10G 同时共存，电接口 采用类似 XFP 的电气连接方式，符 合 IEEE802.3av 预标准（1.1 版草案）。产品采用高性能高可靠性的激光器和探测器光组件， 关键芯片采用行业主流方案，保证了设计方案的科学性和可靠性，满足 BELLCORE-468 相 关要求，目前该系列产品已通过客户验证，进入小批量生产阶段，并能接受客户定制。 凭借美国 LIGENT 团队前瞻性的技术领先优势，海信宽带多媒体公司的研发团队在第一 时间把握客户产品需求，不断提升开发效率，新产品开发和上市速度领先于主要竞争对手。 业界首款商用 10G EPON OLT/ONU 光模块的研制成功，是在研发策略上坚持“突围，前瞻， 差异化，性价比”十字方针的具体实现，标志着海信始终保持了 FTTH 产品线光模块核心技 术上的行业领先地位。 李大伟： 10G PON 模块现状及发展趋势 2009-9-5 7:45:33 讯石光通讯咨询网 作者：iccsz 摘要:3G、HDTV、云计算等新概念在不知不觉中进入人们的视线，随即引发了新一轮的带宽危机。目前， 10G PON 技术被认为是满足更高带宽要求的一种新技术选择，海信宽带则走在了 10G PON 技术发展的 最前沿，其 10G PON 光模块已经开始量产。在讯石第八届研讨会上，海信宽带 CTO 李大伟博士以“10G PON 模块现状及发展趋势”为主题，围绕 10G PON 技术的标准、10G PON 光模块 MSA 进展、10G- EPON 产品介绍以及 10G-EPON 解决方案，为大家展示了 10G PON 模块技术上的不断进步和未来广阔 的发展前景。 【讯石光通讯咨询网】3G、HDTV、云计算等新概念在不知不觉中进入人们的视线，随即 引发了新一轮的带宽危机。目前， 10G PON 技术被认为是满足更高带宽要求的一种新技 术选择，海信宽带则走在了 10G PON 技术发展的最前沿，其 10G PON 光模块已经开始 量产。在讯石第八届研讨会上，海信宽带 CTO 李大伟博士以“ 10G PON 模块现状及发展趋 势”为主题，围绕 10G PON 技术的标准、 10G PON 光模块 MSA 进展、10G-EPON 产品 介绍以及 10G-EPON 解决方案，为大家展示了 10G PON 模块技术上的不断进步和未来广 阔的发展前景。 10G PON 技术的标准 从 APON、BPON 到 EPON、GPON 再到 WDM-PON，PON 技术经历了自己的蜕 化与演进，不断走向成熟，在应用上不断扩展。在人们对速度的不断追求下， 10G PON 应运而生。国内很多厂商日益关注 10G PON 的发展，跃跃欲试。 李博士对于 10G-EPON 的标准进展十分关注，他告诉大家，IEEE 早在 2006 年就开 始进行 10G-EPON 标准 IEEE 802.3av 的研究和制订工作，并将于 2009 年 9 月正式发布。 此外，他特别对 10G-EPON 的波长进行了详细分析。 10G PON 光模块 MSA 进展 所谓 MSA 是指多厂家协议，李博士认为这非常有必要。 10G PON 模块市场需要整 个产业链共同推动，需要上下游企业的高度合作。他告诉大家，中国电信近期在进行测试， 而华为中兴也已经采用了海信宽带的 10G PON 产品。从标准制定来看，框架已经完成， 但光模块具体形式还未完全确定，许多细节工作正在进行。 10G-EPON 产品介绍 IEEE 于 2007 年发布首个 10G EPON 标准草案，海信宽带全程参与了标准的制定和 审定工作，并利用光模块领域多年的技术积累突破了 10G-EPON 关键技术瓶颈。海信 10G PON 光模块采用国际标准的 XFI 高速电接口，分 L-XFP 封装和 XFP 封装两种结构。 L-XFP 结构的产品可以实现 10G EPON 与 1G EPON 的并存，可以完成多达 4 路信号的 光电转换，满足 FTTH 的单纤输出要求。 10G-EPON 产业链及关键技术 在高带宽业务的驱动下，国内外电信运营商如日本 NTT、KDDI，韩国 KT 等，都对 10 G EPON 发展保持了足够的关注和兴趣。EPON 芯片厂商也不遗余力地开发和创新 10 GPON 技术。此外，目前 10G EPON 光模块技术基本成熟，已经有一些厂商提供相关光 模块。 演讲进行到最后，李博士对于 10-EPON 的优势、发展现状与趋势进行了精辟的总 结。他认为，10G-EPON 带宽优势显著，后向兼容性强，可以满足未来带宽需求。同时， 10G-EPON 的国际标准即将公布，10G-EPON 光器件及光模块已趋于成熟。 李大伟先生简介： 李大伟先生现任美国 Ligent 首席技术官和海信宽带多媒体技术公司副总经理 。 李大 伟先生分别获得山东大学电子工程学士，北京航空航天大学电子工程硕士，电子科技大学 和美国休斯顿大学自然科学博士学位。曾先后担任电子科技大学副教授，香港中文大学访 问学者，美国德克萨斯超导研究中心研究员，美国 Epsilon Lambda 电子公司高级顾问和 技术部主任，美国 Molex 光通讯公司主任设计师。2002 年创办美国 Ligent 光电公司。 李博士在光通信、毫米波通信和雷达系统领域有近二十年的工作经验，在光通讯和雷 达领域发表论文 30 余篇，获多项美国专利和国内专利。从 2000 年开始，李博士参与了 IEEE802.3ae、IEEE802.3ah、IEEE802.3av、IEEE802.3ba 等多项国际标准的制定工作， 领导了国际上首批商用的 10G LX4，GPON OLT，10G-EPON，10G-GPON 等多项高速 光通信模块的开发和推进工作。 10G EPON 产业蓄势待发 2009-07-10 作者：马壮（中兴通讯） 目前全球光纤接入市场正处于飞速发展阶段，作为下一代光纤接入的热门技术，10G EPON 的产业链 也呈现出欣欣向荣的蓬勃发展姿态。 MAC 芯片厂商 目前 EPON 的 MAC 芯片厂商都在积极参与 10G EPON MAC 芯片的研发，PMC- Sierra、Teknovus、Cortina、Opulan 等都有具体的 10G EPON 芯片研发路线图。2007 年 5 月，PMC- Sierra 公司在业界推出首款 10G EPON 非对称样机；2008 年 3 月，PMC 公司宣布推出业界首款 10G EPON 对称样机。 Teknovus 也在 2007 年下半年推出了 10G EPON 非对称演示样机。Cortina 公司和 Opulan 公司也分别研发 了 10G EPON 样机，并计划参加 2009 年 5 月的中国电信 10G EPON 芯片级互通测试。在 ASIC 芯片的推出时 间方面，在 2009 年下半年业界将有数款 10G EPON 的 ONU ASIC 芯片面世，在 2010 年一季度，业界将有多 家 OLT 的 ASIC 芯片面世。 光模块厂商 在 10G EPON 的光模块研发方面，目前有多个厂商正在积极参与。海信光电在国内最早参与 10G EPON 光模块的标准制定和研发，目前海信光电已经可以提供全套 10G EPON 的非对称和对称光模块。 LTX4301/LTX3401 为目前可以批量供货的 10G EPON 非对称 OLT/ONU 光模块，在 OLT 侧采用一体化封 装形式，集成了三个波长的 10G EPON 和 1G EPON 光收发模块，在 OLT 侧光模块直接出单纤的光接口，在 此光接口下可以实现在同一个 ODN 网中 10G EPON ONU 和 1G EPON ONU 的共存，最大限度保护运营商投资。 LTX5302/LTX3502 为一体化的 10G EPON 对称 OLT/ONU 光模块，LTX5302 光模块内部集成了 4 个波长的 光收发模块，该光模块可以实现 10G 下行和 10G 上行，以及 10G 下行和 1G 上行。海信光电的 10G EPON 光 模块完全满足 IEEE802.3av 要求，在光功率预算方面达到 PRX/PR30 等级。在日本也有多个厂商积极参与 10G EPON 光模块的研发，三菱公司在 2008 年 9 月的 FSAN 会议上推出了包含对称光模块的 10G EPON 对 称样机。台湾也有多家公司在进行 10G EPON 光模块的研发，APACOPTO 计划在 2009 年二季度推出对称 10G EPON 的光模块产品。在国内，优博创公司也计划在 2009 年下半年推出 10G EPON 的光模块产品。 突发模式收发器件厂商 由于 PON 技术的上行数据流采用时分复用方式，因此突发模式收发器件是必须解决的关键技术。目前 业界已经有川崎微电子和 Vitesse 可以提供 10G EPON 的突发模式收发器件。 川崎微电子(Kawasaki microelectronics， K-Micro or KME)已经开发出使用于 10G EPON OLT 的突 发模式 SERDES 测试晶片 CTXL1。 此 SERDES 测试晶片 CTXL1 同时支持下行 10G/上行 10G 对称模式和下行 10G/上行 1G 非对称模式。CTXL1 的锁定时间小于 100 纳秒，使系统的效率得以较大提升。 Vitesse 半导体公司在 2009 年 4 月宣布了业界首款用于 10G EPON 的全套物理媒体相关（PMD）芯片 组。该芯片组使用四个集成电路（IC），解决了网络中发送和接收路径问题。对于发送路径，Vitesse 公 司提供了业界首个 10G 突发模式驱动器组合：一个业内一流的 10 G 的直接调制激光二极管（DML）驱动器 VSC7981，它带有高度集成的激光突发模式控制器 VSC7960 。在接收方面，Vitesse 公司使用其 VSC7978 10Gbps 的跨导放大器（TIA）和 VSC7987 限幅后置放大器，提供高性能的连续模式解决方案。同时，该 10G EPON 芯片组符合 IEEE802.3av/D3.0 标准。 综上所述，10G EPON 产业链从芯片厂商、光模块厂商到突发模式收发器件厂商都已经可以提供全套 的解决方案。随着用户对接入带宽提出越来越高的要求，10G EPON 技术作为最适合下一代光纤接入的新 技术，必将在未来数年内得到大量部署，驱动 10G EPON 产业链步入良性发展阶段。 在 xPON 方式中则是 ONU 与 OLT 配套使用，一般说来 1 个 EPON OLT 最多可以对应 62 个 ONU，作为 全球领先的光收发模块供应商，Gigac 可以提供 xPON 系统光收发模块模块的系列解决方案及批量化模 块。 Gigac EPON ONU 端光模块具备如下的性能参数 n 热插拔 SFP 和非热插拔 SFF 2x5,2x6 种封装形式； n 利用 WDM 技术，实现单纤双向，对称上行和下行，达 1.25G n 1490nmDFB 连续模式发射 n 1310nm APD-TIA 突发模式接收器 n 集成 WDM Tx/Rx 滤波 n 在系统范围支持超过 20dB 的动态 n SC 或其它可选连接器 n SC 或其它可选连接器 n 符合 IEC - 60825 标准类激光安全标准 n 低功