小封裝 LC OC-48 光纖收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)

安捷倫HFCT-5942 2.488GB/s LC小封裝光纖收發(fā)模塊是符合SONET和SDH標(biāo)準(zhǔn)，管腳為2 10的短距離單模光纖收發(fā)模塊。

文中給出了三種不同應(yīng)用的參考設(shè)計(jì)。在這些設(shè)計(jì)中，HFCT-5942光纖收發(fā)模塊與以下芯片聯(lián)接

1.帶有集成CDR的AMCC SONET/SDH OC-48 16比特 Mux/DeMux
2.帶有多速率CDR的Vitesse多速率16：1 SONET/SDH Mux/DeMux
3.具有轉(zhuǎn)發(fā)錯(cuò)誤校正功能和超低功耗的Broadcom OC-48 4比特SONET/SDH Mux/DeMux


HFCT-5942綜述


HFCT-5942小封裝收發(fā)模塊是高性能、低成本，以1310nm為中心波長的單模器件，其輸出功率為-5dBm。短距離模塊是由Fabry Perot (FP)激光器制作而成，長距離模塊則使用了分布式反饋激光器。這種激光器帶有光隔離裝置，可以得到良好的反射。

收發(fā)模塊需要3.14~3.47V的電源，標(biāo)稱偏壓為3.3V，功耗為0.66W。其功耗分布如下：發(fā)送模塊需要90mA的電流，接收模塊的典型電流為120 mA。

HFCT-5942光纖收發(fā)模塊的封裝形式為2 10雙列直插工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，帶有LC光纖連接接口。其管腳SFF多源協(xié)議(MSA)兼容。

與OC-3/12/48下的眼圖質(zhì)量

在正常情況下，HFCT-5942展示了良好的眼圖質(zhì)量。室溫下典型的SONET OC-48 模板余量為15%，光收發(fā)模塊的典型消光比率為10dB，光輸出功率為-5dBm。

接收模塊部分

接收模塊由InGaAsPIN光電二級(jí)管制成。InGaAsPIN光電二級(jí)管具有良好的響應(yīng)，可以用來檢測(cè)1270~1570nm波長的光波。

在OC-48的應(yīng)用中，當(dāng)BER為10-10時(shí)，接收模塊典型設(shè)計(jì)的靈敏度為-24dBm。測(cè)量使用了223-1PRBS方式在光環(huán)路中進(jìn)行。

多種速率下的抖動(dòng)結(jié)果

HFCT-5942顯示出了良好的抖動(dòng)性能。在SONET/SDH傳輸系統(tǒng)中，抖動(dòng)的產(chǎn)生為100mUI(峰-峰值)及10mUIrms。

HFCT-5942收發(fā)模塊在各種速率下都具有低抖動(dòng)，如表1所示。


AMCC S3055與HFCT-5942的互操作性


OC-48參考設(shè)計(jì)的目的是為了顯示帶有時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)的AMCC S3055 16位收發(fā)芯片與HFCT-5942的互操作性。當(dāng)基準(zhǔn)時(shí)鐘為155.52MHz時(shí)，電路板只需要外加+3.3V的電壓即可。當(dāng)使用2.488GHz的外部基準(zhǔn)時(shí)鐘時(shí)，電路板需要 -5V電源供給16分頻電路?；ゲ僮鳒y(cè)試可以通過帶有LC跳線的光纖收發(fā)模塊，或通過SMA連接器接入高速串口。

AMCC S3055 SONET/SDH收發(fā)芯片是全集成串行/解串行SONET OC 48(2.48832Gbps)接口裝置。S3055接收OC 48加擾非回零信號(hào)，并且從數(shù)據(jù)中恢復(fù)出時(shí)鐘。芯片執(zhí)行所有必需的、符合SONET/SDH標(biāo)準(zhǔn)的串-并、并-串轉(zhuǎn)換功能。

帶有對(duì)AMCC抖動(dòng)測(cè)試裝置的參考設(shè)計(jì)的主框圖如圖1所示。

參考板的抖動(dòng)低于SONET的要求。在20℃，25 ℃和70 ℃下，HFCT-5942L與AMCC S3055的典型抖動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果見表2。

在測(cè)試HFCT-5942L 時(shí)，AMCC S3055的抖動(dòng)容限滿足SONET GR-253標(biāo)準(zhǔn)。抖動(dòng)容限使用光學(xué)衰減器B進(jìn)行測(cè)量，所接收的光信號(hào)比靈敏度高+1dB(-17dBm)。圖2給出了這套裝置的抖動(dòng)容限。

使用同樣的裝置也可以象上面解釋的那樣測(cè)量抖動(dòng)的漂移。結(jié)果顯示低頻和高頻時(shí)的抖動(dòng)漂移符合本參考設(shè)計(jì)的要求。


Vitesse VSC 8141和VSC 8122在多種速率下工作的情況


Vitesse的參考設(shè)計(jì)是為了顯示在OC-3/12/48不同速率下的互操作性。這塊板只需3.3V的外接電源即可工作。本設(shè)計(jì)中的元件包括：

●HFCT-5942
●Vitesse VSC 8122多速率(OC-3/12/48)時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)IC
●Vitesse VSC 8141多速率(OC-3/12/48)16位串行/解串器
●19.44MHz晶振

互操作性試驗(yàn)可以通過光纖接入帶有LC跳線的HFCT-5942進(jìn)行，其框圖如圖3所示。

Vitesse的抖動(dòng)產(chǎn)生結(jié)果見表3：在OC-3/12/48的速率下滿足SONET要求。其測(cè)量使用了OmniBER，如圖3所示。

設(shè)計(jì)滿足了SONET GR-253在OC-3/12/48的速率下的抖動(dòng)容限。測(cè)量方法如圖3所示。只有衰減器B需要調(diào)整，使接收光的功率比靈敏度高+1dB。

Vitesse 多速率參考設(shè)計(jì)滿足SONET GR-253對(duì)抖動(dòng)漂移的要求。抖動(dòng)漂移的測(cè)量與前面討論過的方式相同。


HFCT-5492L與Broadcom BCM 8220間的互操作性


本文的說明是通過使用每種產(chǎn)品的評(píng)估板進(jìn)行的。 HFCT-5492的評(píng)估板的輸入和輸出是通過SMA電纜與BCM 8220評(píng)估板的高速電路口連接實(shí)現(xiàn)的。圖4是測(cè)量裝置和示意圖。

BCM 8220是4位OC-48 SONET/SDH收發(fā)芯片，使用1.8V電源。盡管BCM 8220與HFCT-5492需要的電源不同，但并不會(huì)有高速電路接口的問題。因?yàn)镠FCT-5492是AC耦合，并接收從150mV到800mV的單端輸入。BCM 8220是全集成芯片，帶有高速串行/4位解串電路、內(nèi)置時(shí)鐘乘法單元(CMU)、集成時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)電路。高速輸出在2.48832Gbps到2.667Gbps間可選擇，有轉(zhuǎn)發(fā)錯(cuò)誤校正功能。BCM 8220評(píng)估板需要2.48832Gbps的時(shí)鐘輸入，1.8V電源用于BCM 8220，-5.2V電源用于16分頻時(shí)鐘。

抖動(dòng)的生成、漂移及容限的測(cè)量使用了上述圖中所示的方法。

HFCT-5492與BCM 8220的抖動(dòng)生成與完全符合SONET的規(guī)定。

BCM 8220與HFCT-5492滿足SONET GR-253對(duì)抖動(dòng)容限和抖動(dòng)漂移的要求。對(duì)抖動(dòng)容限和抖動(dòng)漂移的測(cè)量使用了光衰減器。在OC-48下，收發(fā)模塊接收的信號(hào)比SONET規(guī)定的靈敏度高+1dB。