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1. 研究背景与目标：

• 背景：光纤到房间（FTTR）技术快速发展，但面临光网络单元数量和成本增加的问题。

• 目标：提出半双工光收发机方案，旨在降低FTTR组网成本，并结合无线收发机构建“光纤-无线”系统。

2. 半双工模式光收发机方案：

• 架构：将接收与发射模式结合在一套光组件中，采用双模式光器件（如分布反馈式光纤激光器）和模式切换开关，形成半双工工作模式。

• 工作原理：通过改变光器件的偏置电压，实现光器件在激光器和光电探测器之间的切换。

• 组件设计：包括双模式光器件、模式切换开关、跨阻放大器（TIA）和激光驱动器，以及安全防护、带宽和开关控制时序等设计考虑。

3. 模式切换开关设计：

• 集成：与跨阻放大器（BM-TIA）集成于CMOS工艺芯片上。

• 安全防护：采用厚栅极晶体管以避免晶体管击穿，适应高电压变化。

• 带宽设计：通过片上电感缓解带宽压力，优化传输性能。

• 时序控制：确保模式切换时避免电路干扰，设计固定及选通延时模块。

4. 半双工“光纤-无线”系统：

• 结合：将半双工光收发机与Wi-Fi无线收发机结合，形成“光纤-无线”架构。

• 优势：减少电互联的带宽限制和损耗，提高信号传输质量，简化组网和安装复杂度。

5. 测试与验证：

• 测试系统：包括电源、信号发生器、光测试板、眼图仪和激光驱动器。

• 测试结果：模式切换开关在5 Gb/s速率下表现良好，验证了半双工光收发机方案的可行性。

• 眼图测试：接收模式和发射模式下的眼图清晰，表明信号传输质量高。

6. 未来展望与优化：

• 带宽问题：当前测试中带宽受限，未来需通过精细设计和附加模块进行优化。

• 应用前景：该架构有望推动高速光纤通信发展，助力数字中国建设。

7. 结论：

• 成果：本文提出的半双工模式收发机方案及关键技术，有效降低了FTTR组网成本，并通过测试验证了其可行性。

• 意义：该方案不仅解决了FTTR组网中的成本问题，还为高速光纤通信的发展提供了新的思路和技术支持。

总结： 本文全面探讨了面向FTTR的低成本半双工模式收发机方案及其关键技术，通过创新的架构设计和详尽的测试验证，成功展示了该方案在降低组网成本和提高信号传输质量方面的优势。未来，随着技术的进一步优化和应用场景的拓展，该方案有望为光纤通信领域带来更多创新和发展机遇。