於本周举行的欧洲光通讯会议（ECOC）上，比利时微电子研究中心（imec）旗下的IDLab实验室（其设於根特大学与安特卫普大学的研究团队）携手Nokia贝尔实验室，展示了全球首款上行突发模式线性转阻放大器（linear burst-mode transimpedance amplifier；TIA），该晶片支援50Gbps不归零讯号与100Gbps PAM-4讯号的位元传输速率。藉此，光纤线路终端（OLT）设备就能处理上行封包讯号强度变动与品质衰变的问题；新一代被动式光纤网路（passive optical network；PON）的超高速传输性能还能加乘这些效果。为了从技术面与经济面实现新一代PON的弹性部署，这款创新的转阻放大器至关重要，尤其是对100G等级的超高速PON而言。

突发模式接收器俯视图：与一颗光电二极体焊线连接到PCB上。

被动式光纤网路（passive optical network；PON）技术带给住宅与商业用户高速宽频网路，同时支援5G等行动网路的前传与後传服务。

PON网路的特色是树状拓朴结构，开放多位网路用户共用一条光纤链路来连接至中央机房内的单台OLT设备。这不仅可以实现具备成本效益的网路部署，还改变了封包在网路上的传输模式。下行流量会在网路上不断传输，但上行流量会透过突发模式时脉传输，透过分时运作来避免碰撞。

随着10G PON产品销量窜升，首批25G PON商用解决方案即将上市，PON技术也在迅速发展。尽管如此，在推出下一代PON服务以前，仍有些挑战需要面对，尤其是上行链路。

快速优化上行封包的讯号强度

传输至OLT接收器的上行封包可能展现高动态的光功率范围，因为光纤分配网路（ODN）具备差动路径损失，光纤网路终端（ONT）的发射器也具备不同的输出功率。此外，OLT与ONT设备之间的距离也会带来影响，短的可能只有数百公尺，长的达到几十公里。

IDLab类比／混合讯号晶片设计的资深研究员Gertjan Coudyzer表示：「这些传输特性会因为新一代 PON的高速运作而增强，因此确保所有传送到OLT的封包具备大致相同的讯号强度将是关键。另外，还必须把额外添加的资料传输时间降到最低，也就是控制在数十奈秒内。我们开发的创新晶片就能实现这点，善用每个封包以及整体网路，将速度、传输范围和流量发挥到极致。」

全球首款上行突发模式线性转阻放大器

Gertjan Coudyzer分享：「在实验过程中，我们已经验证了这款晶片的线性突发模式运作；线性运作不仅能等化讯号，还能为未来PON采用PAM-4调变模式进行准备，其位元传输率是NRZ调变模式的两倍。该晶片是全球首创的技术突破，将能促进未来大规模部署100G PON。」

IDLab高速发射器研究计画组长Peter Ossieur补充：「架设光纤网路是一大投资，一旦开始部署，业者会希??能维持至少数十年的运作。此次发表证实了业界的网路系统已经为未来做好准备，在市场出现需求时就能支援更高频宽。接下来，我们也在考虑加入国际通讯联盟标准化部门（ITU-T）来加速我们开发，并叁与他们的标准化作业。」

Nokia贝尔实验室的光学系统与元件实验室主持人Tod Sizer表示：「此次能够展示这款突发模式转阻放大器是我们与imec长期合作的成果，同时再次验证了Nokia在高速被动式光纤网路技术上的领导地位。这些成果来得及时，ITU G.9804标准还在定义50G PON上行链路的规格。而这款放大器因为具备线性化处理能力，所以还能支援采用更高阶调变模式的100G弹性位元率PON应用。」

该放大器采用0.13μm矽诌（SiGe）制程，供应电压为2.5V时，平均功耗为275mW，稳定时间都在150ns以内，符合一般PON的目标前置时间。

终端用户与中央机房的远距趋势

Peter Ossieur总结：「未来所要面临的挑战，与终端用户与中央机房之间的距离越来越远息息相关，因为电信业者会走向乡村地区来拓展客群。因此，在相同的OLT设备上提供不同用户不同PON服务的策略将会持续走强，这就需要采用新的数位讯号处理技术、改良光学接收器，以及开发更多的线性电路。这些都是我们研究的主要项目，我们也欢迎更多夥伴投入并叁与。」