具有APD-TIA光模块的饱和光功率偏低研究

GPON ONU用光接收模块的光接收灵敏度和饱和光功率分别要求-28dBm和-8dBm。测试表明,具有2.5Gb/s APD-TIA光接收模块在25℃和85℃下接收光灵敏度和饱和光功率一般没问题,但在-40℃下,部分模块饱和光功率低于-8dBm。分析指出,饱和光功率偏低,主要与APD的结构、温度特性以及TIA、AGC性能有关。

50 Gbit/s PON高性能接收技术的研究

【目的】为了应对不断增长的超千兆需求,从千兆走向万兆,从第五代固定网络(F5G)走向高级第五代固定网络(F5.5G),50 Gbit/s无源光网络(PON)被认为是F5.5G的重要组成部分。故文章针对当前接入网络发展状况,对50 Gbit/s PON技术进行了深入研究。【方法】文章首先介绍了实现50 Gbit/s PON高灵敏度面临的困难,并提出了解决方案。方案中,50 Gbit/s的非归零(NRZ)信号通过雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)探测器,在强电场的作用下形成可被检测到的宏观电流,该电流通过跨阻放大器(TIA)放大并转换成电压输出。对其进行均衡处理,采用光数字信号处理(oDSP)芯片的前馈均衡器(FFE)和判决反馈均衡器(DFE)对脉冲信号的拖尾现象进行补偿后,再通过DFE将码间干扰的影响降到最低。接着重点分析了APD、TIA和oDSP等关键技术,并采用25与50 Gbit/s APD对接收性能进行比较。【结果】两组实验测试结果显示,第1组实验25 Gbit/s APD在测试时间4 min内接收信号无误码,接收光功率为-8.48 dBm,当误码率(BER)为2.78e-2时,接收光功率达-26.61 dBm;在使用50 Gbit/s APD的情况下,4 min内接收信号无误码时,接收光功率为-8.97 dBm。当BER为2.78e-2时,接收光功率达到-27.05 dBm,第2组数据50 Gbit/s APD-2也达到了同样的实验效果。【结论】50 Gbit/s APD接收灵敏度更高,性能更好,更适合使用在50 Gbit/s PON光模块中实现高性能接收。最后文章针对未来降成本方案在均衡技术与APD上的应用提出了可行性分析。

消光比对10Gb/s光接收模块灵敏度的影响

10Gb／s光通信用光接收模块前端常采用APD-TIA组件。理论表明，具有该组件的10Gb／s光接收模块的光灵敏度，主要取决于光纤耦合效率、APD偏置电压、光倍增、过剩噪声和暗电流和消光比等。测试表明，当其它相关因素不变，消光比由5．0dB变到11．0dB时，光接收灵敏度发生2．0-5．0dBm的优化，指出了获得较佳光接收灵敏度的消光比范围以及频率啁啾的影响。

面向LiDAR应用的APD单片前端读出电路设计

针对基于雪崩光电二极管(avalanche photodiode,APD)的激光雷达(light laser detection and ranging,LiDAR)应用需求,设计并实现了一款具有高集成度的模拟前端读出电路芯片。该芯片集成了高增益宽带跨阻放大器(transimpedance amplifier,TIA)、固定增益电压放大器、高速实时比较器以及低压差分信号(low voltage differential signaling,LVDS)接口电路等。高增益宽带跨阻放大器采用电阻反馈式结构,电压信号以伪差分信号的形式输出,抗干扰能力较强。固定增益电压放大器采用电阻反馈同相放大器结构。比较器利用未经补偿的开环放大器实现。读出电路采用LVDS输出,实现了与后端FPGA的互连,进一步提高了系统集成度。该芯片采用chrt 0.18μm工艺设计,面积约为0.9 mm×1.9 mm。在3.3 V供电电压下,测试结果显示跨阻增益为83.6 d BΩ,带宽为120 MHz,整体链路能对脉宽为5 ns的脉冲作出有效响应,LVDS输出电压符合FPGA接口要求。

10Gbit/sAPD/TIA探测器组件的设计

雪崩光电二极管(APD)光电探测器由于在灵敏度上的优势,在长距离高速数字通信系统中得到了广泛的应用。文章系统地描述了高速APD/TIA(跨阻抗放大器)探测器组件的光学与微波封装的设计要点,对完成封装后的10 Gbit/s APD/TIA探测器组件进行了全面的测试,并对测试结果进行了分析。