千兆位以太网用光纤收发器设计(07-100)

　　前言

　　千兆位以太网速度快、带宽大且兼容性好，具有比传统标准以太网更强大的功能。快速以太网光纤收发器不仅大大简化局域网的设计，而且可以保护原有铜缆LAN设备的投资，成为当前市场的迫切需要。

　　Avogo Technologies生产的HFCT-53D5光纤收发器可让设计者实现单模千兆位以太网应用的解决方案。该产品由三部分构成：光发射器、光接收器以及内置双工SC连接器的机盒。发射器包含一个符合GE LX规范的1300nm激光器，它是由一个定制的、硅双极IC驱动的，将差分PECL逻辑信号变换为激光二极管模拟驱动信号。接收器含有一个InP—PID光电二极管，它与一个定制的硅双极跨导型前置放大器IC安装在一起，并连接至后置放大器与数字化电路。后置放大器中设置的信号检测电路，一旦检测到有用的光信号就提供一个PECL逻辑高信号，这个单端PECL输出通过一个50?负载驱动标准PECL输出。机盒由高强度、抗热、抗化学腐蚀和良好阻燃性的塑料制成，整体设计有极高的抗干扰和EMI性能。

　　主要指标：

　　符合IEEE-802.3z千兆位以太网规范。

　　采用1×9封装样式行业标准中间件。

　　性能：550m 62.5/125?m MMF

　　550m 50/125?m MMF

　　10Km 9/125?m SMF

　　IEC 60825-1类/CDRH 1类激光眼睛安全性。

　　ROHS符合性。

　　光功率预算

　　光纤链路最低光功率预算(OPB)是由最小发射器输出光功率(dBm avg)与最低光接收器灵敏度(dBm avg)之差决定的。OPB是光纤链路正常工作所必需的光信号强度。OPB用来补偿光纤损耗和相应链路损耗，即OPB必须考虑到所有可能影响链路性能的损耗。IEEE802.3z标准定义了62.5/125?m和50/125?m两种多模光纤，并已建立模型，规定了光纤损耗参数;此外，对1300nm F-P激光器单模光纤亦已建模并确定光纤损耗参数。MFCT-53D5安全满足LX 5Km标准，还采取了限制发射器的中心波长和频谱宽度，增加光输出功率与提高灵敏度等措施，使之有相当冗余量来支持10KmGE链接。

　　信号检测

　　信号检测电路提供一个判断输出信号，用来表示IEEE802.3z规范定义的链路是开放的，或发射机是关闭的。信号检测阈值是这样设置的，当最低接收机输入可使用功率小于-30dBm avg时，该信号从高态过渡成低态。这里，-30dBm avg就表示光路故障时输入光功率，例如接收器或发射器未插入连接器，光纤断裂、远端信号源或发射器故障等。信号检测信号只有在接收到编码8b/10b信号时才指示链路工作是正常的。当然，信号检测并不涉及检测接收数据出错或误码率问题，这些问题由后面的信号处理电路来解决。

　　数据线互连

　　该收发器可直接与+5V PECL信号互连。发射器输入是直流耦合至激光器驱动电路的，亦即在输入处，并未设置电容耦合的50?终端电阻。激光器的驱动电路也是直流耦合的，使各种占空比数据图形的输出光功率相对地平衡。如果数据具有长又连续的状态时间，输出光功率则会渐渐地将其平均值改变至它的预设值。