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基于“板载光收发子组件”方案的吉比特无源光网络终端研究

作　者: 孙炜
导　师: 吴海波
学　校: 武汉邮电科学研究院
专　业: 通信与信息系统
关键词: 吉比特无源光网络终端板载光收发子组件数字诊断
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着国内各大电信运营商对GPON(吉比特无源光网络)设备集采规模不断加大,设备制造商之间的竞争也愈加激烈。近年来,电信运营商对GPON设备的采购价格不断下调,如何切实有效的降低成本便成为设备制造商必须重视的研究课题。本文对GPON系统中处于用户终端的ONT设备材料成本进行了深入分析后,得出通过降低设备光收发模块成本来实现减少ONT设备成本的方案可行性较高。从理论上比较分析了多种光收发模块降成本方案后,最终确定“板载光收发子组件”(BOSAon Board)方案为最优方案。为了验证此方案的实用性,公司与当地—家光模块生产厂家合作开发了一款基于“板载光收发子组件”方案的GPON ONT设备,在对此款设备进行各方面硬件指标(如EMC可靠性,散热性,光接口指标等)验证后,确定了“板载光收发子组件”方案可以在降低设备成本的前提下满足GPON ONT各项指标。研究结果表明采用此方案制造的GPON ONT材料成本可降低十元人民币左右,同时性能完全满足通信行业与电信运营商对GPON ONT设备商用化的要求。本文还介绍了在验证“板载光收发子组件”方案过程中,开发出的一种对光接口数字诊断功能的优化处理方法。该优化方法不需光模块控制芯片(MCU)参与,由GPON ONT系统PON芯片直接获取数字诊断功能要求的光接口参数并上报局方网管设备。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-10
  1.1 国内外GPON设备发展现状及趋势  8-9
  1.2 GPON ONT降成本的必要性  9
  1.3 论文主要内容  9-10
第2章 GPON ONT硬件架构及降成本分析  10-17
  2.1 GPON ONT硬件架构现状  10-14
    2.1.1 主芯片、语音芯片  10-11
    2.1.2 光收发模块  11-13
    2.1.3 电源转换芯片  13
    2.1.4 存储芯片、时钟、看门狗及物理层芯片  13-14
  2.2 降成本分析  14-17
    2.2.1 采用价格更便宜的芯片  14-15
    2.2.2 降低光模块成本  15
    2.2.3 减少电源芯片数量  15-16
    2.2.4 简化语音升压电路  16-17
第3章 “板载BOSA”关键技术研究  17-28
  3.1 BOSA资料汇总  17-18
    3.1.1 基础知识  17-18
    3.1.2 BOSA在ONT光模块中的应用  18
  3.2 BOSA控制电路详解  18-21
    3.2.1 激光器驱动器  18-20
    3.2.2 自动增益控制与限幅放大器  20
    3.2.3 自动光功率控制  20-21
    3.2.4 寄存器  21
  3.3 “板载BOSA”方案的技术难点分析  21-23
  3.4 “板载BOSA”关键技术解决方案  23-28
    3.4.1 BOSA器件焊接方案  23-24
    3.4.2 BOSA器件散热方案  24-25
    3.4.3 光电转换电路电磁兼容性设计  25-26
    3.4.4 数字诊断信息的存储与上报  26-28
第4章 “板载BOSA”方案的设计与实现  28-35
  4.1 原理图绘制  28-30
  4.2 PCB布局布线  30-35
    4.2.1 散热控制  31-34
    4.2.2 电磁兼容性控制  34-35
第5章 “板载BOSA”方案的测试结果  35-75
  5.1 样机光接口测试结果  35-45
    5.1.1 平均发射光功率测试  35-36
    5.1.2 平均关断发射光功率测试  36-37
    5.1.3 发射光中心波长测试  37
    5.1.4 最大均方根谱宽测试  37-38
    5.1.5 最小边模抑制比测试  38
    5.1.6 发射光眼图测试  38-40
    5.1.7 发射消光比测试  40
    5.1.8 发射光上升沿下降沿时间测试  40-41
    5.1.9 突发开启关闭时间测试  41-43
    5.1.10 接收灵敏度测试  43-44
    5.1.11 接收过载光功率测试  44
    5.1.12 接收功率有效阈值测试  44-45
  5.2 EMC测试结果  45-61
    5.2.1 测试结论  45
    5.2.2 测试结果汇总  45-49
    5.2.3 测试项目及测试方法  49-61
  5.3 数据传输性能测试  61-69
    5.3.1 FE端口常温性能测试  61
    5.3.2 低温贮存测试  61-62
    5.3.3 低温工作测试  62-64
    5.3.4 高温工作测试  64-65
    5.3.5 高低温循环测试  65-66
    5.3.6 高温高湿工作测试  66-67
    5.3.7 低温环境极限测试  67-68
    5.3.8 高温环境极限测试  68-69
  5.4 器件温度测试  69-71
    5.4.1 测试步骤  69-70
    5.4.2 注意事项  70
    5.4.3 测试结果  70-71
  5.5 DDMI验证测试  71-75
    5.5.1 常温DDMI发射验证测试  71
    5.5.2 高低温DDMI发射验证测试  71-73
    5.5.3 高低温DDMI接收验证测试  73-75
第6章总结与展望  75-76
参考文献  76-78
致谢  78-79
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文  79-80
附录2 主要英文缩写语对照表  80

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