TI光学收发器模块SFP解决方案

发布时间：2013-12-26 阅读量：1767 来源: 发布人:

【导读】TI 10G光学模块SFP+整体解决方案是一套完整的解调演示工作光学收发器解决方案，主要应用于小型插头（SFP+）。这种解决方案缩短了客户设计时间，从而节省客户成本，并且没有牺牲性能。通过把TI的激光驱动器ONET1101、限幅放大器ONET8501和强大的MCU MSP430组合到一个SFP+多源协议标准包中，实现上述目标。

浅谈SFP+模块

增强型小型插头（SFP+）是一种紧凑型、可热插拔收发器，用于10G电信和数据通信应用。这是一种流行的工业格式，由许多系统组件厂商联合开发并提供良好支持。外形尺寸和电气接口均由一个多源协议（MSA）规定。

SFP+包括一个收发器（激光驱动器ONET1101+DML NEC NX8341）、一个接收机（ROSA+限幅放大器ONET8501）和一个控制模块（MCU MSP430FR5738）。

发送器

原理部分：

发送器把电信号转换为光信号。激光驱动器ONET1101放大输入信号为调制信号，并向DML提供偏置DC电流。ONET1101L是一种高速、3.3V激光驱动器，用于以2到11.3Gbps数据速率直接调制激光器。

下列原理图显示了典型DML的最佳阻抗结构

PCB部分：

分布式反馈（DFB）激光器是一种低电阻组件，其一般为7Ω到10Ω。灵活的PCB线缆常常为一个25Ω单端线路；灵活线缆与TOSA之间互联存在反射；精心布局和阻抗匹配的电路，对获得更高的性能至关重要。

计算部分：

ONET1101L激光二极管驱动器经过优化，以驱动50Ω差动输出传输阻抗。低功耗设计时，它拥有一个500Ω差动后端接。由于LR DFB TOSA仅有10Ω阻抗（近似值），因此如果没有添加传输电路反射情况更糟糕。传输电路的作用是驱动负载阻抗从驱动器端靠近50Ω。

输出阻抗：MOD±输出的差动电阻为：

典型RTOSA约为10Ω，优化后的R1~R4为：

则ZOUT为：

测试部分：

OSA：NEC NX8431
VCC=3.12V
ICC=150mA
眼图模板裕量裕量30%

接收机

原理部分：

接收机把光信号转换为电信号。限幅放大器ONET8501PB把转换后的电信号放大为接收机输出。ONET8501PB是一种高速、3.3V限幅放大器，用于2到11.3Gbps数据速率的多光纤和铜线缆应用。

ONET8501PB拥有一个双线串行接口，允许数字控制带宽、输出振幅、输出预加强、输入阈值电压（限制电平）和信号置位电平损耗。也可以利用外部速率选择引脚，选择预定带宽和LOS声明电平设置。ONET8501PB也拥有约34dB的增益，确保输入信号的全差动输出摆动低至20mVp-p。输出振幅可调节至350mVpp、650mVpp或者850mVpp。

BER曲线测试部分：

两个模块的测试结果

固件

MSP430FR5738中运行的固件主要完成如下任务：

1 监测ADC：温度、输入电压、TX偏置、TX功率、RX功率
2 监测仿真值以确定其是否超出设置；设置告警和警告标记。
3 计算补偿值和自动运行消光比例均衡。
4 作为IIC主机，读出和控制激光驱动器，并限制放大器。
5 作为IIC从机，通过IIC总线与上级控制中心通信，发送监测值、告警与警告值、引脚状态、厂商信息以及其它SFP+模块实时信息，并接收指令和执行指令。

调试与仿真：

在IAR IDE环境下编译和调试固件

使用与目标电路板连接的TI MSP430FR57xx仿真器，运行仿真，并调试固件。

系统完整测试

为了评估组装电路板的性能，本应用说明还描述了一个完整的测试配置，包括装置、固件（评估板）和软件（GUI）。

测试装置：

该评估板拥有微带传输线路和SMA连接器，用于发送和接收数据。通过硬件（以及GUI）提供电源电流监测、电压监测和一定的数字I/O控制/监测。

原理图：

PCB布局：

该评估板的设计目的是使用单端传输线路。修改PCB层信息，会影响这些传输线路的阻抗，从而影响性能。

GUI：

GUI软件在VC++环境下开发，由VC++6.0编译。

总结

该方案为您介绍原理图、PC板布局、Gerber文件、材料清单（BOM）、固件以及图形化用户界面（GUI）；不仅仅为了实现模块化，同时也用于评估板。另外还介绍了组装电路板的测试装置、测试数据和典型性能。

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