10Gb-s XFP光收發(fā)模塊的設計與實現(xiàn).pdf

1、近年來，以使用互聯(lián)網的影像傳送服務為代表的高速大容量通信系統(tǒng)的普及正在快速發(fā)展，為了實現(xiàn)這種大容量通信，對傳送速度達到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)模塊技術發(fā)展過程中，先后出現(xiàn)了Transponder、Xenpak、Xpak、X2以及XFP（10—GigabitSmallForm—FactorPluggableTransceiver）等眾多技術，其中XFP是一種數(shù)據透明的多速率光收發(fā)模塊，

2、可處理電信業(yè)務STM—64、OUT—2（G．709）和數(shù)據業(yè)務10GE（10—GigabitEthernet）、10GFC（10—GigabitFiberChannel）。由于其應用與協(xié)議無關，且具有價格低、小型化、可熱插拔等優(yōu)點，被認為是最有前景的10Gb/s光模塊技術。因此，研究和開發(fā)遠距離傳輸?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。在光模塊市場強有力地推動下，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。 本文首先詳細介紹了XFP光收發(fā)模塊的結構、原理以及各部分的功能和具體實現(xiàn)方法，然后根據高速率遠程光收發(fā)模塊的關鍵指標，提出了本研究的整體設計方案，包括模塊的硬件電路設計、單片機監(jiān)控程序、通信轉換程序以及上位機數(shù)字診斷軟件。在硬件電路設計中筆者采用電吸收外調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制的啁啾效應和提高接收靈敏度；為支持數(shù)字診斷功能，筆者采用單片機作為控制核心，結合D/A轉

4、換器、EEPROM等外圍芯片配置模塊的工作狀態(tài)、參數(shù)，實時獲取模塊的各種監(jiān)控信息。在軟件設計中，筆者采用增量式PID控制算法對激光器的工作溫度和雪崩光電二極管的溫度補償系數(shù)進行自動控制。本文為了方便上位機與光模塊通信，筆者還單獨開發(fā)了一套RS—232異步串行接口轉I2C總線的通信轉換卡。 最后為驗證模塊的性能，筆者還給出了光收發(fā)模塊幾個重要參數(shù)的測試方案以及測試環(huán)境，通過測試，本設計方案制作的10Gb/s80kmXFP光收發(fā)模塊