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小封装 LC OC-48 光纤收发模块的设计
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The Design of Small-package LC OC-48 Fiber Transmitter-Receiver
Module
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■安捷伦科技半导体产品事业部Mark Chang
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安捷伦HFCT-5942 2.488GB/s LC小封装光纤收发模块是符合SONET和SDH标准，管脚为2 10的短距离单模光纤收发模块。
文中给出了三种不同应用的参考设计。在这些设计中，HFCT-5942光纤收发模块与以下芯片联接
1.带有集成CDR的AMCC SONET/SDH OC-48 16比特 Mux/DeMux
2.带有多速率CDR的Vitesse多速率16：1 SONET/SDH Mux/DeMux
3.具有转发错误校正功能和超低功耗的Broadcom OC-48 4比特SONET/SDH Mux/DeMux
HFCT-5942综述
HFCT-5942小封装收发模块是高性能、低成本，以1310nm为中心波长的单模器件，其输出功率为-5dBm。短距离模块是由Fabry
Perot (FP)激光器制作而成，长距离模块则使用了分布式反馈激光器。这种激光器带有光隔离装置，可以得到良好的反射。
收发模块需要3.14~3.47V的电源，标称偏压为3.3V，功耗为0.66W。其功耗分布如下：发送模块需要90mA的电流，接收模块的典型电流为120
mA。
HFCT-5942光纤收发模块的封装形式为2 10双列直插工业标准，带有LC光纤连接接口。其管脚SFF多源协议（MSA）兼容。
与OC-3/12/48下的眼图质量
在正常情况下，HFCT-5942展示了良好的眼图质量。室温下典型的SONET OC-48 模板余量为15%，光收发模块的典型消光比率为10dB，光输出功率为-5dBm。
接收模块部分
接收模块由InGaAsPIN光电二级管制成。InGaAsPIN光电二级管具有良好的响应，可以用来检测1270~1570nm波长的光波。
在OC-48的应用中，当BER为10-10时，接收模块典型设计的灵敏度为-24dBm。测量使用了223-1PRBS方式在光环路中进行。
多种速率下的抖动结果
HFCT-5942显示出了良好的抖动性能。在SONET/SDH传输系统中，抖动的产生为100mUI（峰-峰值）及10mUIrms。
HFCT-5942收发模块在各种速率下都具有低抖动，如表1所示。
AMCC S3055与HFCT-5942的互操作性
OC-48参考设计的目的是为了显示带有时钟和数据恢复的AMCC S3055 16位收发芯片与HFCT-5942的互操作性。当基准时钟为155.52MHz时，电路板只需要外加+3.3V的电压即可。当使用2.488GHz的外部基准时钟时，电路板需要
-5V电源供给16分频电路。互操作测试可以通过带有LC跳线的光纤收发模块，或通过SMA连接器接入高速串口。
AMCC S3055 SONET/SDH收发芯片是全集成串行/解串行SONET OC 48（2.48832Gbps）接口装置。S3055接收OC
48加扰非回零信号，并且从数据中恢复出时钟。芯片执行所有必需的、符合SONET/SDH标准的串-并、并-串转换功能。
带有对AMCC抖动测试装置的参考设计的主框图如图1所示。
参考板的抖动低于SONET的要求。在20℃，25 ℃和70 ℃下，HFCT-5942L与AMCC S3055的典型抖动产生的结果见表2。
在测试HFCT-5942L 时，AMCC S3055的抖动容限满足SONET GR-253标准。抖动容限使用光学衰减器B进行测量，所接收的光信号比灵敏度高+1dB(-17dBm)。图2给出了这套装置的抖动容限。
使用同样的装置也可以象上面解释的那样测量抖动的漂移。结果显示低频和高频时的抖动漂移符合本参考设计的要求。
Vitesse VSC 8141和VSC 8122在多种速率下工作的情况
Vitesse的参考设计是为了显示在OC-3/12/48不同速率下的互操作性。这块板只需3.3V的外接电源即可工作。本设计中的元件包括：
●HFCT-5942
●Vitesse VSC 8122多速率（OC-3/12/48）时钟和数据恢复IC
●Vitesse VSC 8141多速率（OC-3/12/48）16位串行/解串器
●19.44MHz晶振
互操作性试验可以通过光纤接入带有LC跳线的HFCT-5942进行，其框图如图3所示。
Vitesse的抖动产生结果见表3：在OC-3/12/48的速率下满足SONET要求。其测量使用了OmniBER，如图3所示。
设计满足了SONET GR-253在OC-3/12/48的速率下的抖动容限。测量方法如图3所示。只有衰减器B需要调整，使接收光的功率比灵敏度高+1dB。
Vitesse 多速率参考设计满足SONET GR-253对抖动漂移的要求。抖动漂移的测量与前面讨论过的方式相同。
HFCT-5492L与Broadcom BCM 8220间的互操作性
本文的说明是通过使用每种产品的评估板进行的。 HFCT-5492的评估板的输入和输出是通过SMA电缆与BCM 8220评估板的高速电路口连接实现的。图4是测量装置和示意图。
BCM 8220是4位OC-48 SONET/SDH收发芯片，使用1.8V电源。尽管BCM 8220与HFCT-5492需要的电源不同，但并不会有高速电路接口的问题。因为HFCT-5492是AC耦合，并接收从150mV到800mV的单端输入。BCM
8220是全集成芯片，带有高速串行/4位解串电路、内置时钟乘法单元（CMU）、集成时钟和数据恢复（CDR）电路。高速输出在2.48832Gbps到2.667Gbps间可选择，有转发错误校正功能。BCM
8220评估板需要2.48832Gbps的时钟输入，1.8V电源用于BCM 8220，-5.2V电源用于16分频时钟。
抖动的生成、漂移及容限的测量使用了上述图中所示的方法。
HFCT-5492与BCM 8220的抖动生成与完全符合SONET的规定。
BCM 8220与HFCT-5492满足SONET GR-253对抖动容限和抖动漂移的要求。对抖动容限和抖动漂移的测量使用了光衰减器。在OC-48下，收发模块接收的信号比SONET规定的灵敏度高+1dB。
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