Page 29 - 网络电信2020年10月刊下
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路带来硬件设计的复杂性和可靠性问题。典型的10Gb/s光接收 器件选型已详细阐述。
系统，在误码率10E-12的条件下采用PIN/TIA，其接收灵敏度 （2）优化硬件设计，提升光模块输出光信号带宽，弥补光
为-17dBm；采用APD/TIA，接收灵敏度可以达到-24dBm。对于中 信号过纤产生的时延。具体优化设计措施是根据信号PCB完整性
[3]
短距离，链路传输功率预算满足10dB 。因此，选择光电探测 设计：
器ROSA采用PIN-TIA组合即可满足需求，性价比高。 (4)
测试条件：环境温度-10～75℃；供电源3.3V；信号源
10Gb/sPRBS31；误码率BER≤10E-12，测试数据如表1所示。 εγ为介电常数。PCB设计选择介电常数损耗板材越低
越好，带宽越高。叠层设计充分考虑关键信号线层与参考地
表1 采用PIN-TIA方式的实验数据
层之间的距离，应尽量短，缩短高速信号回流路径。激光器
与驱动芯片LD之间的关键差分传输信号线尽量短，减少寄生
电感和寄生电容，起到减少信号高频分量损耗的作用，增
加信号带宽 [5] ；控制LAYOUT关键差分线阻抗，采用仿真软件
ShortcuttoSi9000来仿真，DFB驱动芯片输出阻抗为50Ω，PIN-
TIA驱动输入阻抗为100Ω，Lay差分信号传输线阻抗与之匹配，
否则会产生反射破坏信号完整性。
（3）10G信道传输的信号是采用64B66B编码方式的码流，
把原信号码流每64bit分为一组，根据编码规则把每组码转换成
66bit码组进行编码，用编码后的码流调制模块中的激光器，在
接收端再进行解码把66bit组还原成64bit组。所以，码流中有
三、基于CWDM光模块硬件设计 多种高频分量，要让激光器无损耗通过多高频分量码流调制，
从CWDM系统原理图中可看出，ITU-TG.694.2建议的18个波 优化激光器BIAS偏制电路，减小滤波电路Q值，增加带宽，同时
光信号同时在一根光纤中来回传播。目前城域网络铺设的光纤 有助于提高接收光器件灵敏度。
[4]
大部分是G.652光纤，对18个波存在不同的色散和损耗 。波长 综合所述，设计的目的是提高信号带宽，弥补因过纤带来
越长，损耗越小，色散越大；反之，亦然。如图2所示。 的时延，减少色散代价。
图2 光谱损耗和色散分布
四、实验数据测试
图3是测试拓扑图，被测试模块为双纤光模块，通过10km盘
纤测试灵敏度。原理图中，A点为过纤前光眼图测试点，B点为
过纤后光眼图测试点。测试项目为过纤前/后光眼图，加盘纤灵
敏度和不加盘纤灵敏度测试，-10～75度DFB激光器光谱。
图3 测试拓扑
从图2看出，O段波色散＜2PS/（nm*km），而L段波色散接
1、测试数据
近20PS/（nm*km），当L波段光信号过纤后光信号会发生群时 TX1611nm过纤前后的无优化带宽眼图，如图4所示。
延，从测试仪器观察光信号发生形变，上升沿变慢，光眼图被
TX1611nm过纤前后的优化带宽眼图，如图5所示。
压缩。如果接入的光纤长度越长，光信号形变会越厉害。 TX1331nm过纤前后的眼图，如图6所示。
单模光纤带宽公式：
加纤与不加纤灵敏度对比数据，如表2所示。
(1)
下面摄氏度℃TX1611nmDFB25℃/1608.94nm光谱图，如图7
所示。
(2)
TX1611nmDFB75℃/1614.59nm光谱图，如图8所示。
TX1611nmDFB-10℃/1605.14nm光谱图，如图9所示。
带宽距离积： 2、数据分析
(3)
因1311波和1611波在G.652光纤传输中特性表现差异较大，
所以以这两个波为范例加以分析。1311波属于0波段，而1611属
可以看出，提高整个系统带宽，可从多方面来考虑：
于L波段。O波段在G.652光纤传输特性是衰减大、色散小，而L
（1）采用窄线宽的DFB，其他的光谱宽较窄＜1nm，前面在
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