自帶MAC的10G比特無源光網絡終端SFP+

陳志勇

（重慶電子工程職業學院 應用電子學院 重慶 401331）

1 自帶MAC的方案

為了克服現有技術中所存在的上述不足，本文提出一種自帶MAC的10G比特無源光網絡終端SFP+方案。新的方案只需將交換機插口內的SFP+模塊替換為本方案模塊即可使用。

該方案主要包括如下的部分：

1.1 PON協議處理模塊，用于對數據信號完成PON協議的處理；PON協議處理模塊還包括了同步功能，用于將接收到的信號進行以太網同步。

1.2 光電轉換模塊，用于將接收到的光信號轉換為電信號，并將電信號經同步模塊傳送至PON協議處理模塊，或將經PON協議處理模塊處理的電信號轉換為光信號并發送。

1.3 串行數據傳輸模塊，同時與PON協議處理模塊及所述同步模塊連接，用于將自PON協議處理模塊傳輸來的數據信號與自同步模塊傳輸來的時鐘信號結合后傳輸至SFP接口模塊（SFP Interface）；或，接收來自SFP接口模塊（在光電模塊領域SFP接口和SFP+接口相同，即SFP接口模塊與SFP+接口模塊等同）的上行信號并將其傳送至所述PON協議處理模塊；上面所述PON協議處理模塊、同步模塊、光電轉換模塊、串行數據傳輸模塊均與SFP接口模塊集成于同一SFP+封裝內。

1.4 還包括TOD模塊，TOD模塊同時與SFP接口模塊及同步模塊連接，其用于為用戶提供1PPS+TOD時間同步。某些場景中，TOD模塊為單一模塊，而在另外一場景中，TOD模塊功能由OMCI集成實現。

1.5 同步模塊包括依次連接的CDR模塊及頻率變換模塊(Frequency Conversion)；頻率變換模塊用于接收所述CDR模塊恢復出的線路時鐘(Line CLK)，并將該線路時鐘按照預設的頻率變換出串行數據傳輸模塊所需的參考時鐘REF CLK，并將其輸出至所述串行數據傳輸模塊。

1.6 串行數據傳輸模塊為串并轉換芯片SERDES和/或SGMII模塊，用戶可自由選擇使用SERDES方式或SGMII方式進行數據傳輸。

1.7 光電轉換模塊光收發器(BOSA)，激光驅動器(LDD)，限幅放大器(LA)和主控單元(MCU)；光收發器用于將接收到的光信號轉換為電信號后傳輸至所述限幅放大器；限幅放大器將該電信號放大后傳輸至所述同步模塊；同時，激光驅動器對來自PON協議處理模塊的電信號進行驅動后，由光收發器將其轉換為光信號發出；主控單元通過I2C接口完成對所述激光驅動器和所述限幅放大器的管理，讀取數字診斷監測值，存入內部寄存器，并提供 2路I2C接口分別供外部讀取和所述PON協議處理模塊讀取。

1.8 限幅放大器集成有光接收器偏置電壓接口，其用于監測接收光功率；限幅放大器同時還進行芯片溫度、工作電壓的監測；光電轉換模塊設置有TX_BURST信號、TX_FAULT信號、Los信號及TX_DIS信號；TX_BURST信號是激光器突發使能信號，TX_FAULT信號是激光器失效告警，Los信號是接收光信號低于閾值的告警，TX_DIS信號是強制關激光器的信號。與現有方案相比，本方案的有益效果為：提供的無源光網絡終端將普通光網絡終端的光電轉換電路與無源光網絡的PON協議處理電路和同步以太網功能電路集成到一個SFP+封裝內，簡化了光纖通信網絡的組網方式，使得系統對光電轉換電路的控制更加方便；同時本方案提供的無源光網絡終端還可集成有TOD模塊，從而為用戶提供1PPS+TOD的時間同步服務。

上述部分為該方案的主體部分。

2 該方案的部分應用場景

隨著移動互聯應用、智能終端的日益普及，網絡熱點和盲點亟須靈活的部署方案來完善覆蓋。鑒于基站選址和工程施工越來越難，施工成本越來越高，基站設備的小型化、低功耗、可控性和智能化已成為主流趨勢。對此，業界不約而同地推出了一系列小型化基站設備和技術，小型基站稱為：Small Cell。在Small cell的技術規范中，規定了三種同步方式：空口、1PPS+TOD和GPS等外時鐘同步。相對宏基站，Small cell部署數量更多、環境更為多樣，很多場合下無法接收到GPS等定位信號，若給每個Small cell配置GPS，都會導致成本成倍增加；而空口同步對其他站點依賴性更強，有可能出現大面積連鎖失效等故障；而1PPS+TOD同步為網絡提供了更可靠的時間同步方式。而自帶MAC的10G比特無源光網絡終端SFP+方案即可以為Small cell提供足夠大數據帶寬又能很好的提供可靠的時間同步服務，以助力Small cell的高效布網。

3 結語

利用低成本、廣覆蓋的PON（無源光網絡網絡）承載時間同步服務和寬帶數據業務，在技術層面上已是可以實現的，和傳統基站承載方式(PTN/IP-RAN)比較，PON網絡承載成本上更加經濟，而且具有部署周期短、投資回報快的規模優勢。利用現有PON網絡資源實現時間回傳，不僅改善了FTTx網絡利用率低的現狀，同時優化了投入產出比，減少了網絡投資回報周期，最大程度上挖掘了固定資源潛力。自帶MAC的10G比特無源光網絡終端SFP+方案簡化現有網絡的布線和控制成本，必然會產生較好的經濟效益。

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