的保持光收发模块消光比稳定的技术.pdf

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1、第1部分计算机技术与应用一种新型的保持光收发模块消光比稳定的技术张武平许远忠(武汉电信器件有限公司，武汉430074)摘要：介绍了一种保持消光比稳定的新型控制方式——双闭环控制．通过分析控制原理和电路构造方式，阐明该控制方式能在不同的温度下保持消光比的稳定．试验结果表明采用双闭环控制方式，光收发模块消光比变化在_40℃至85"(2的温度范围内维持在ldB范围内．关键词：双闭环控制；消光比；光收发模块ANovelControIMethodtoMaintainExtinctionRatiointheOpticalTransceiver

2、ZHANGWu-pingXUYuan-zhong(WuhanTelecommunicationDeviceCo．Ltdm)'Wuhan430074，china)Abstract：Anovelcontrolmethodtomaintainextinctionratio，dualclosedloop，isintroduced．Throughanalyzingthecontrolprincipleandcircuitarchitecture，itwasdemonstratedthatthecontrolmethodcanmaintain

3、extinctionratiointhedifferenttemperature．Experimentalresultsshowthatthevariationsofextinctionratiointheopticaltransceiver玳maintainedwithin1dBintherangefxom--40"Cto+85℃．Keywords；dualclosedloopcontrol；extinctionratio；opticaltransceiver1引言消光比是衡量光收发模块发射部分性能的重要指标之一．消光比过小，导

4、致光接收灵敏度较差；消光比过大，导致光发射眼图劣化，光接收灵敏度恶化，消光比必须保持在一定的范围内，光接收灵敏度才能达到最佳【l】．光发射模块作为光通信的核心器件之一，必须能在较大的温度变化内保持性能的稳定。然而，在不采取任何补偿措施的情况下，光发射模块的消光比在较大的温度的范围内变化很大，这将导致光接收的灵敏度恶化，引起误码率激增。因此，维持消光比的稳定对提升光通信的通信质量有重要的意义。在以往研究控制消光比稳定的方法中，大部分是基于开环控制的方式，只有自动调制电流控制(AutomaticModulationControl，AM

5、C)补偿法是基于闭环控制方式[21。热敏电阻补偿法和K系数补偿法虽然实现的方式不同【3】【4】【51，但本质都是利用开环控制。这些方式的优点是实现简单，能使消光比稳定在一定的范围内，缺点是消光比变化大小取决于激光器件的一致性。AMC的优点是能使消光比稳定在较小的变化范围内，且不依赖于激光器件的一致性，缺点是在发射部分引入额外的抖动信号，对光收发模块的发射眼图的质量有影响。本文首先介绍了影响消光比稳定的因素，接着分析了消光比双闭环控制的原理和实现方式，然后比较了采用和没有采用双闭环控制一组光收发模块的消光比在-40℃到+85℃的温度

6、范围的变化，最后得出双闭环控制对稳定消光比的重要作用的结论．·7。2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集2影响消光比的因素所谓消光比(Extinction，Ex)，定义为全“l"码时的平均光功率Pl与全“0"码时的平均光功率PO之比。即：EX=lOlog(Pl／PO)(1)EX取决于激光二极管(LaserDiode，LD)的P-I特性，预偏置电流和数字信号调制特性。当温度增加或减小时，LD的P—I特性会变化。图1是同一只LD在不同温度下的典型的P．I曲线图。从图中可以看出，在不同的温度下，LD的斜效率(

7、SlopeEfficiency，SE)不同，预偏置电流不同，如果偏置电流(bias)和调制电流(mod)在不同的温度下都保持不变，P1和PO的值急剧变化，P1／P0的值会有较大的波动。因此，要维持EX的稳定，必须保持P1／P0的稳定。P锨／11Pl／他阳／Tl>1Z十／’～I。。。。。’。。。。。一bml‘。。。’。。。一b讧s2·型!-—●，mod2L：．．“3双闭环控制原理图1不同温度下的LD的特性双闭环的核心思想是通过维持光模块数据“l”电平和数据“0”电平时的光功率的稳定，即Pl和PO的稳定，从而达到在较大温度范围内光模块

8、消光比的稳定．一般而言，为了维持光模块输出光功率在较大温度范围的稳定，光模块都采用了自动平均光功率控制的技术，采用此种技术的前提是光模块中的光器件必须有监控输出光功率的背光电流。当光模块输出一定的光功率时，光器件反馈一定的背光电流给模块。因为输出的