高回損接收方案改善10G LTE 光模塊的傳輸性能
時間:2014-09-28 13:26:59 來源：
移動互聯網的高速發展，應用的日新月異，智能終端持有量的爆炸式增長，帶動了全球數據流量的大幅增長，以4G為龍頭的移動通信技術正在帶來信息產業新的革命。截至2013年3月19日，全球累計商用LTE網絡為156張。另有40余家運營商公布了明確的TD-LTE商用計劃。全球TD-LTE用戶數已突破200萬。終端方面，截止到今年3月底，全球已推出166款終端支持TD-LTE。整個TD產業鏈已然成熟，面對市場開始了最終的發力。OPGW光纜
中國移動LTE建設中的模塊主要是6G和10G的SFP+光模塊，急增的市場需求以及成熟的產業鏈使光模塊產品技術也不斷創新，同時也將成本的壓力從運營商通過設備商傳導到了光模塊廠商。關于LTE 10G光模塊接收技術，目前業內存在兩種解決方案：高回損接收方案和常規接收方案，這兩種方案的差異主要體現在模塊中接收器件的光回損設計上。
對于常規接收方案，LC連接器插入接收器件后，其平端面與器件內的PIN管芯之間空氣間隙，而且在光纖中傳輸的光絕大部分垂直于平端面，當它們發生反射時，反射光將會全部在纖芯中回傳，通常回傳的反射率可以通過Rf=（nf-1）2/（nf+1）2來計算，nf為光纖材料折射率，取nf=1.47，得Rf=3.6%（-14.4dB），另有研究認為，光纖端面經過研磨及拋光后，會在光纖端面產生一變質薄層．其折射率約為1.6，高于光纖纖芯的折射率，此時，Rf=5.3%（-12.7dB），即回損為-12.7dB，與10G以太網的下限標準-12dB很接近，幾乎沒有余量。
與常規接收方案相比，高回損接收方案在LC連接器與PIN管芯之間增加了一個斜角度陶瓷插針，如下圖2所示。插針斜端面與光纖芯軸不成直角，雖然也存在空氣間隙，但經過斜端面反射后的發射光在光纖中的傳播角度小于全反射的臨界角，因此，從插針斜端面反射回來的光，不會在纖芯中傳播，而是全部通過包層發生耗散，并最終泄漏出去，以斜8°插針為例，根據回損實測數據統計，普遍優于-27dB。因此，在光回損指標上，常規接收方案遠不及高回損接收方案。
光回損定義為反射光功率與入射光功率的比值，回損越差表明光纖鏈路中光反射越強，而在光纖傳輸系統中，連接器、光纖端面、光接口和探測器表面等都會引起菲涅爾反射。這些后向反射光對系統的影響包括：
1）使得傳輸的光信號減弱；
2）與入射光信號產生干涉現象；
3）在數字傳輸系統中降低信噪比。
由于后向反射光也會回到發射光源，其對光源造成的影響包括：
1）引起發射光源的中心波長波動；
2）引起發射光源的光強波動；
3）永久地損害光源。
即使是FP光源，盡管后向反射對光譜特性影響不大，但回射光入光源諧振腔后被激活區放大，加入主流，造成光強波動，光強波動導致產生RIN，RIN 是與發射端而不是接收端相關的噪聲，將會限制光纖鏈路上可能獲得的最大信噪比，進而影響接收靈敏度。而且，RIN 本質上是一種寬帶噪聲，它所反映的是，相對于信號功率而言，光源和系統的強度起伏對接收端的電噪聲所產生的影響，公式表示如下：
RIN =<ΔP>2/（P2*BW）
<ΔP> 為平均噪聲功率，P為平均光功率，BW為接收器和系統鏈路的帶寬。
由此可見，系統速率越高，鏈路噪聲帶寬越寬，噪聲功率越大，信噪比越低，誤碼率更高。因此，對于10G LTE光模塊，為保證光傳輸系統的可靠性以及發射光源的光譜和功率的穩定性，有必要對接收器件進行高回損設計，以盡可能減少鏈路反射。盡管常規接收方案模塊可以在發射端采用光隔離器方案以保護光源，而回損造成的反射對系統的影響依然存在，同時隔離器的價格遠比高回損方案中的光纖插針的價格要貴得多。4芯鎧裝光纜
盡管面臨著越來越激烈的價格競爭和成本壓力，但秉承著一向以質量為先的理念，武漢光迅科技股份有限公司（ACCELINK） SZ002281 旗下的武漢電信器件有限公司（WTD）在模塊的研發和生產中堅持高性能的原則，不以犧牲產品的性能為代價來降低成本。而是通過不斷的研發投入掌握核心技術、創新技術以及精益生產等系列舉措來設計成本控制方案，而WTD 的LTE 10G光模塊高回損接收方案的技術創新，相比常規接收方案而言，光回損指標較好，對發射光源的影響較小使系統的穩定性得到了很大的提高。
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