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10G LTE光模块传输性能提升:高回损接收方案解析

随着移动互联网的高速发展,全球数据流量呈现出爆炸式增长。以4G为龙头的移动通信技术正在引发信息产业的革命。在这样的大背景下,全球累计商用LTE网络已达156张,而TD-LTE用户数也已突破200万。终端市场方面,截止到今年3月底,全球已推出166款终端支持TD-LTE。可以说,整个TD产业链已经成熟,并开始向市场发力。
在我国,中国移动LTE建设中的模块主要以6G和10G的SFP+光模块为主。随着市场需求的激增,光模块产品技术也在不断创新。然而,这也给光模块厂商带来了成本的压力。在LTE 10G光模块接收技术方面,目前业内存在两种解决方案:高回损接收方案和常规接收方案。
常规接收方案是指LC连接器插入接收器件后,其平端面与器件内的PIN管芯之间形成的空气间隙,以及在光纤中传输的光线绝大部分垂直于平端面。当光线反射时,反射光将全部在纤芯中回传。此时,可以通过Rf=(nf-1)^2/(nf+1)^2的公式来计算回传的反射率。以光纤材料折射率nf=1.47为例,计算得到Rf=3.6%(-14.4dB)。然而,研究表明,光纤端面经过研磨及抛光后,会在光纤端面产生一变质薄层,其折射率约为1.6,高于光纤纤芯的折射率。此时,Rf=5.3%(-12.7dB),即回损为-12.7dB,与10G以太网的下限标准-12dB很接近,几乎没有余量。
与常规接收方案相比,高回损接收方案在LC连接器与PIN管芯之间增加了一个斜角度陶瓷插针。这种插针斜端面与光纤芯轴不成直角,尽管也存在空气间隙,但经过斜端面反射后的发射光在光纤中的传播角度小于全反射的临界角。因此,从插针斜端面反射回来的光,不会在纤芯中传播,而是全部通过包层发生耗散,并最终泄漏出去。以斜8°插针为例,根据回损实测数据统计,普遍优于-27dB。因此,在光回损指标上,常规接收方案远不及高回损接收方案。
值得注意的是,光模块厂商在创新技术的同时,也需要关注成本的降低。通过优化生产工艺、提高生产效率等方式,降低光模块的生产成本,以满足市场需求。此外,光模块厂商还可以加强与运营商、设备商的合作,共同推动TD-LTE产业链的快速发展。
总之,随着移动互联网的高速发展,TD-LTE产业链日趋成熟,光模块技术也在不断创新。在未来的市场竞争中,光模块厂商需紧跟技术发展趋势,提高产品竞争力,以满足市场需求。同时,降低生产成本、加强产业链合作也将是光模块厂商在市场竞争中的关键因素。

  ,移动互联网的高速发展,应用的日新月异,智能终端持有量的爆炸式增长,带动了全球数据流量的大幅增长,以4G为龙头的移动通信技术正在带来信息产业新的革命。

10G LTE光模块传输性能提升:高回损接收方案解析

  截至2013年3月19日,全球累计商用LTE网络为156张。另有40余家运营商公布了明确的TD-LTE商用计划。全球TD-LTE用户数已突破200万。终端方面,截止到今年3月底,全球已推出166款终端支持TD-LTE。整个TD产业链已然成熟,面对市场开始了最终的发力。

  中国移动LTE建设中的模块主要是6G和10G的SFP+光模块,急增的市场需求以及成熟的产业链使光模块产品技术也不断创新,同时也将成本的压力从运营商通过设备商传导到了光模块厂商。关于LTE 10G光模块接收技术,目前业内存在两种解决方案:高回损接收方案和常规接收方案,这两种方案的差异主要体现在模块中接收器件的光回损设计上。

  对于常规接收方案,LC连接器插入接收器件后,其平端面与器件内的PIN管芯之间空气间隙,而且在光纤中传输的光绝大部分垂直于平端面,当它们发生反射时,反射光将会全部在纤芯中回传,通常回传的反射率可以通过Rf=(nf-1)2/(nf+1)2来计算,nf为光纤材料折射率,取nf=1.47,得Rf=3.6%(-14.4dB),另有研究认为,光纤端面经过研磨及抛光后,会在光纤端面产生一变质薄层.其折射率约为1.6,高于光纤纤芯的折射率,此时,Rf=5.3%(-12.7dB),即回损为-12.7dB,与10G以太网的下限标准-12dB很接近,几乎没有余量。

  与常规接收方案相比,高回损接收方案在LC连接器与PIN管芯之间增加了一个斜角度陶瓷插针,如下图2所示。插针斜端面与光纤芯轴不成直角,虽然也存在空气间隙,但经过斜端面反射后的发射光在光纤中的传播角度小于全反射的临界角,因此,从插针斜端面反射回来的光,不会在纤芯中传播,而是全部通过包层发生耗散,并最终泄漏出去,以斜8°插针为例,根据回损实测数据统计,普遍优于-27dB。因此,在光回损指标上,常规接收方案远不及高回损接收方案。

图1  常规接收器件结构示意图

图2 高回损接收器件结构示意图

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