整理P6模块学习总结初稿Word格式.docx
- 文档编号:17470583
- 上传时间:2022-12-01
- 格式:DOCX
- 页数:30
- 大小:1.01MB
整理P6模块学习总结初稿Word格式.docx
《整理P6模块学习总结初稿Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《整理P6模块学习总结初稿Word格式.docx(30页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
-3
dBm
注1
输出标称光功率
-1.5±
0.5
输出光功率稳定度
ΔPo
-0.5
+0.5
dB
激光器发送中心波长
λ
nm
见表5-2、5-3
输出波长稳定度(EOL)
-12.5
+12.5
GHz
注2
输出波长稳定度(BOL)
-5.0
+5.0
激光器谱宽(-20dB)
Δλ
0.3
边模抑制比
SMSR
35
消光比
10
色散容限
-600
800
ps/nm
通道代价
DP
2
注3
OSNR容限
10.5
与低OSNR的PIN配合注4
光眼图模板
符合ITU-TG.959.1模板要求
光接收部分(receiverside)
光接收器类型
PIN/APD接收器件
接收灵敏度(BOL)
-17.5
PIN
-24.5
APD
过载光功率(BOL)
-8
接收光信号中心波长
1290
1565
接收器件反射
RLOSS
27
光模块抖动指标要求
抖动产生
0.1
UIpp
注5
抖动容限
符合ITU-TG.825的要求
抖动传函
符合ITU-TG.783的要求
注1:
输出光功率监测为模块实际输出光功率值。
注2:
EOL为寿命终了时的要求,BOL为寿命起始时的要求。
注3:
整个光纤链路的色散累计值要求达到+800ps/nm,测试的BER<
1×
10-12。
注4:
测试条件是AFEC功能打开、接收机输入功率范围0~-15dBm(PIN),接收机判决电平调到最优,背靠背测试条件下的OSNR容限。
注5:
抖动产生和抖动容限满足G.825要求,抖动传函满足G.783要求。
具体参见《ZXOM64PE6MA(P)6模块硬件需求说明书》。
2、基本应用
图1-1SFF光模块在DWDM系统中双路双向OTU板上的应用
第二章模块电路原理
1、PIN管部分电路
P6模块使用的PIN管为56代码(033020100056),包括OKI的OD9245N
,EUDYNA的ERP1401GT801S,OCLARO的PT10GC。
OKI的PIN管示意图如下:
图2.1OKI的PIN管示意图
图2.2OKI的PIN内部结构图及引脚
Eudyna-ERP1401GT802E管脚功能
PINNO.
SYMBOL
FUNCTION
1
GND
caseground
VR
PDbias(+)
3
NC
4
5
OFFSET
DCoffsetcontrol
6
7
8
OUT
output(-)
9
output(+)
11
12
13
14
VCC
(三)规划环境影响评价的公众参与Preampbias
15
表一:
项目基本情况;
(2)可能造成轻度环境影响的建设项目,编制环境影响报告表,对产生的环境影响进行分析或者专项评价;
16
第五章 环境影响评价与安全预评价Rth
大纲要求thermistorforAPD
NCforPIN
1)规划实施对环境可能造成影响的分析、预测和评估。
主要包括资源环境承载能力分析、不良环境影响的分析和预测以及与相关规划的环境协调性分析。
17
按照国家规定实行审批制的建设项目,建设单位应当在报送可行性研究报告前报批环境影响评价文件。
按照国家规定实行核准制的建设项目,建设单位应当在提交项目申请报告前报批环境影响评价文件。
按照国家规定实行备案制的建设项目,建设单位应当在办理备案手续后和开工前报批环境影响评价文件。
(1)前期准备工作。
包括明确评价对象和评价范围,组建评价组,收集国内外相关法律、法规、规章、标准、规范,收集并分析评价对象的基础资料、相关事故案例,对类比工程进行实地调查等内容。
(6)对建设项目实施环境监测的建议。
综合性规划
(1)土地利用的有关规划;
PIN管的电路包括:
供电、入光功率监测及告警电路。
对于eudyna和OKI来说,14脚Vcc都为3.3v,2脚Vpd都为5v。
图2.3PIN管部分电路
电路说明如下:
(1)D15(3/5)输入告警门限调整RXVT;
(2)D43为电压基准2.5V,VR_RX:
接收侧+2.5V电源基准;
(3)D10INA148是单位增益的差分放大器,拥有很高共模输入电压范围,
,而Vref是关于VR_RX和D15(2/5)数字电位器阻值的函数,即输入功率检测调整RXMONOFS。
(4)参见图1.2,易知入射光功率的变化将引起光电流的变化,最终导致Vpd管脚上的电压改变,而入光功率监测就是通过检测Vpd上的电压(或是光电流)得到的。
如图1.4所示,模块中INA148的工作方式:
假设入光为-2dBm(0.631mw),响应度R为0.9A/W,则
而
可以表示为:
,即输出电压约为:
其中数字电位器阻值
为50K,即
的变化范围为0~50K,
从而易知
的变化区间大致为:
-0.287~0.287V。
图2.4INA148工作方式
(5)入光监测RXPOWMON部分:
和
之间的关系
由图1.3中的运放D26可知,
(6)输入光功率告警电路RXPOWALM:
模块接收端输入光功率告警指示真值表,0:
无光;
1:
有光
RxPOWALM
状态
告警产生
正常工作
由图1.3可知,RD(R133)的阻值是RC(R130)的10倍,故一般情况下(输入端有光进入、RXVT和RXPOWMON的电压值不要过分接近)电压基准D43端电压为2.5V,即RXPOWALM为高电平。
其中RXVT的电压可如下计算:
2、激光器部分电路
由于10G光通讯系统中对光源得谱线宽度和啁啾特性要求更加严格,因此在10G模块中一般都采用DFB激光器。
由于EA调制器采用的材料与DFB激光器类似,可以在同一个基底上制作而成,因此,目前常用的EA调制器都与DFB激光器集成在一起,再加上TEC以及背光检测二极管,封装在一起。
PE6MA(P)6使用带GPO接口的DFB激光器,包括MULTIPLEX公司的MTX510EWC22B01F5SC-I2-CZR1
和EUDYNA公司的FLD5F20NPS,如下图所示。
图2.5激光器结构示意图(fromMultiplexInc.)
2.1驱动器电路
图2.6驱动器功能示意图
图2.7驱动器封装外观图
图2.8驱动器各管脚功能
图2.9P6模块中OKI4195驱动器的应用电路(交流耦合)
图2.10P6模块中驱动器电路示意图
说明:
(1)L20、L21:
阻抗,180Ω±
25%(100MHz;
0.1v);
额定电流,1500mA;
直流电阻,0.09ΩMAX。
(2)其中TBD表示“待定”。
(3)几个信号说明
DIR
发送侧+2.5V电源基准
CROSS
激光器驱动器交叉点控制电压
GAIN
激光器驱动器输出幅度控制电压
TPS
激光器驱动器“1”码电平控制电压
(4)4195_CROSS、4195_GAIN和VB2都由数模转换芯片D19(AD5328)驱动。
(5)VB2为交叉点参考接口,可以开路或是外部电路偏置。
对于VB2开路来说,芯片内部偏置约为0.364×
VD1(1.2V@VD1=3.3V),此时控制VB1则电压差“VB1-VB2”就固定下来了。
对于VB2偏置来说,利用独立于VD1的外部电路来偏置VB2约为1.2V,这是P6模块中所采用的方式。
我们就是通过控制电压差“VB1-VB2”来实现对交叉点的调节。
(6)VD2为输出端的供电电压,在我们所使用的ACcoupled模式(如图1.9)中,VD1和VD2的供电一致,如图1.10所示。
(7)关于“1”码电平控制说明:
由于三极管D53处于放大模式,TPS处的电压基本不变,而电流会随着电位器的调节而变化,即电阻R192两端的电压发生改变。
从另一个方面来说也就是高频电缆端的电压发生变化,实现“1”码电平的控制。
2.2激光器偏置电路
激光器偏置电路的功能有五个:
给激光器提供偏置电流;
将激光器背光检测电流转换成电压供出光监测使用;
激光器功率发生变化的时候自动调整偏置电流等参量,保证激光器输出光功率恒定;
激光器工作不正常时关断激光器;
提供偏置电流监控和告警。
在这里我们将偏置电路分为三个部分:
a、背光检测电路;
b、出光功率调整、监测及保护电路;
c、激光器关断电路。
图2.11激光器偏置电路
(1)信号引脚(蓝色or红色字体部分)说明:
LSENABLE:
外部激光器开关信号,低电平有效(from300pin);
LSENABLE_MCU:
MCU控制的激光器开关信号,低电平有效(from300pin);
PMDA:
激光器内PD输出光电流引脚,用来监测输出光功率;
LS_POW_SET:
激光器输出功率细调;
VR_TX_NEG:
基准电压-2.5V;
VR_TX:
基准电压2.5V;
LSPOWMON_MCU:
激光器出光监测(tomcu);
LSPOWMON:
激光器出光监测(to300pin);
LD_A:
激光器驱动电流(tolaser);
LSBIASMON:
激光器偏置电流监测电压(to300pin);
LSBIASMON_MCU:
激光器偏置电流监测电压(tomcu)。
(2)几个芯片说明
D25、D26反相器:
供电TX+3.3VA,当供电为0时,反相器的输入输出都为高阻;
运放LM7301IM5:
供电V+=TX+3.3VA,V-=TX-5.2VA;
运放AD8605:
供电V+=TX+3.3VA,V-=GND;
(3)激光器关断电路;
其实严格意义上来讲,这里所说的激光器关断电路仅仅只是外部信号使激光器关断,没有包括由于内部信号导致激光器自己关断的情况,尝试说明如下,参见图1.11。
P6的激光器关断信号1和关断信号2由LSENABLE(from300pin)和LSENABLE_MCU控制产生。
只要LSENABLE和LSENABLE_MCU有一个信号为高电平,经反相器PI74STX1G14和二极管VD5、VD6(压降约为1V),输入到三极管VT2和VT3的基极为低电平(约1.1V),三极管处于放大模式,故此时集电极输出为高电平,从而激光器关断。
(4)激光器功率调整、出光监测调整和驱动电流
图2.12激光器简单结构图(背光检测)
PIN管集成在激光器内部,所产生的光生电流从激光器的第二脚输出,如图1.5所示。
光电流从引脚PMDA上输出,由运放D31转换为电压形式输出LSPOWMON或LSPOWMON_MCU。
数字电位器D14(5/5)用来控制运放D23和电阻R202、R206构成的反馈回路,进而调整光电流和功率监测电压之间的对应关系。
上图中的LSPOWMON_MCU和控制芯片MCU的管脚相连作为单片机内部ADC的输入,这样就可以把探测到的功率值上报给MCU。
具体分析如下:
对于激光器功率调整:
图2.13功率调整和监测电路
如图1.13所示,光电流从激光器管脚PMDA流出,简单的认为:
(5)过流保护电路
运放D29用来限制偏置的大小,保护激光器由于偏置电流的过大而损坏,偏置电流限制在125mA以内,偏置电压即为2.5V。
当偏置电流过大时,达到125mA时,偏置电压达到了2.5V,此时运放D29的正负两个输入端都为2.5V,输出电压自然为低电平。
输入到三极管VT1基极的过流保护信号为低电平,VT1截止无偏置电流输出。
3、复分接芯片Tranceiver(BCM8154)
BCM8154是由BROADCOM公司生产的集成了CDR、DEMUX和MUX的CMOS工艺芯片,符合MSA300协议,其特点是功耗较小,而且支持IIC或者SPI总线访问寄存器操作。
前端将由PIN或者APD经过光电转换生成的电信号送入BCM8154中的AGC,经放大后进行数据、时钟恢复,然后将恢复的数据进行1:
16分接,即将9.953Gb/s或者FEC速率(10.66Gb/s)的串行数据分接成16路622Mb/s或666Mb/s的并行数据输出。
芯片需要+3.3V、+1.8V、+1.0V三组电源,BCM8154采用12mmX12mm196pinplasticBGA封装,功耗0.6W。
图2.14BCM8154重要信号及部分外围电路
由上图我们可知,判决门限设置RXOFFSET_DAC和判决门限调整D15(4/5)共同决定了判决门限电平RXOFFSETN。
易知:
运放D6正输入端电平为0.716V;
,其中
图2.15BCM8154功能框图
P6模块中放置了一片PHILIPS的MCU,型号为LPC2138。
芯片主要资源包括:
16个10bitADC、1个10bitDAC、512kBon-chipFLASH、32kBRAM,可用47个GPIO和2个UART接口(UART1为全双工)。
主要完成的功能包括:
和模块外部通过IIC通讯、与外接控制电路实现BCM8154软硬件模式切换、采集模块模拟性能量以通过IIC和300PIN管脚上报、控制数字电位器和DAC进行各项参数调整。
图2.16MCU控制部分原理框图
LPC2138芯片主要资源包括:
16个10bitADC、1个10bitDAC、512kBon-chipFLASH、32kBRAM、可用47个GPIO和2个UART接口(UART1为全双工)。
32位地址总线支持访问地址空间为4GB,地址0x00000000~0x0001FFFF为512kBFLASH空间,地址0x00040000~0x00047FFF为32kBRAM空间。
MCU工作频率范围为1MHz~50MHz,考虑到MCU要支持ISP功能,因此Fosc的取值范围为10MHz~25MHz,PE6MP(A)5模块中Fosc设定为19.44MHz。
MCU主要完成的功能包括:
和模块外部通过IIC通讯、与BCM8154芯片通信完成参数的设置、采集模块的模拟量并通过IIC和300PIN管脚上报、控制数字电位器和DA、读写EEPROM。
MCU与数字电位器、EEPROM和单板通讯通过IIC总线完成。
由于模块要通过电源拉偏实验,所以使用LDO将外部提供的+5V变换成+3.3V电源来给MCU进行供电。
芯片AD由VR_TX,即+2.5V作为参考电压。
MCU支持JTAG下载和串口下载两种方式,JTAG下载接口与模块IIC地址做兼容设计。
图2.17MCU结构框图
ARM7TDMI-S处理器使用了一个被称为THUMB的独特的结构化策略,它非常适用于那些对存储器有限制或者需要较高代码密度的大批量产品的应用。
在THUMB后面一个关键的概念是“超精简指令集”。
ARM7TDMI-S处理器基本上具有两个指令集:
标准32位ARM指令集和16位THUMB指令集。
THUMB指令集的16位指令长度使其可以达到标准ARM代码两倍的密度,却仍然保持ARM的大多数性能上的优势,这些优势是使用16位寄存器的16位处理器所不具有的。
这是因为THUMB代码和ARM代码一样,在相同的32位寄存器上进行操作。
THUMB代码仅为ARM代码规模的65%,但其性能却相当于连接到16位存储器系统的相同ARM处理器性能的160%。
LPC2138分别集成了一个512kB的FLASH存储器系统。
该存储器可用作代码和数据的存储。
对FLASH存储器的编程可通过几种方法来实现。
可通过串口进行在系统编程。
应用程序也可以在程序运行时擦除和/或编程FLASH,这样为数据存储和现场固件的升级都带来了极大的灵活性。
当使用片内bootloader时,500kB的Flash存储器可作用户代码使用。
引脚连接区(pinconnectblock)允许控制芯片(LPC2138)引脚的功能选择,而使其具体多功能性,灵活性也大大增强。
配置寄存器(configurationregisters)控制复用器使得引脚和片内外围功能模块相连,当然如果功能模块没有连接相关引脚我们可以认为该功能模块没有定义,通俗地说就是不用管。
引脚控制模块(pincontrolmodule)包括了三个寄存器,如下表所示。
图2.18MCU(LPC2138)各引脚功能示意图
相关说明:
1、VBAT、RTXC1、RTXC2
2、晶振
3、RESET
4、指示灯
5、SPI
6、IIC(内部和外部)
7、供电电压
8、程序下载
9、ADC
10、EEPROM
11、数字电位器9259
12、模块运行的状态信息
具体展开如下:
1、VBAT、RTXC1、RTXC2
实时时钟:
当选择正常或空闲模式时,实时时钟(RTC)提供一套用于测量时间的计数器。
RTC消耗的功率非常低,这使其适合于由电池供电的,CPU不连续工作(空闲模式)的系统。
在我们的P6模块中,VBAT、RTXC1、RTXC2都设为地电平,当VBAT降低到1.6V以下时RTC无效,实时时钟没有使用。
2、晶振
MCU工作频率范围为1MHz~50MHz,考虑到MCU要支持ISP功能,因此Fosc的取值范围为10MHz~25MHz,PE6MP(A)6模块中Fosc设定为19.44MHz。
MODRESET_OUT为低电平时,模块MCU复位;
MODRESET_OUT为高点平时,若RESETB为低电平同样复位;
模块MCU正常工作。
另外来自BCM8154的RESETB复位信号(RXRESET和TXRESET相与的结果)对MCU复位也有一定的影响。
图2.19P6模块的复位电路
D2MAX823芯片管脚说明:
RESET*:
当供电VCC低于resetthreshold或是MR*为逻辑低时,RESET*输出低电平,但是VCC电平超过resetthreshold、看门狗电路驱动一个复位(reset)或者MR*变逻辑低为高,当以上三种情况的一种发生时,RESET*输出低电平保持200ms。
MR*:
人为复位输入,低电平有效。
WDI:
看门狗电平输入,当输入低电平或高电平的时间长于看门狗设置的时间(1.6seconds),复位生效,内部看门狗计数器清零。
当电平输入有上升沿或下降沿也将导致内部看门狗计数器清零。
4、指示灯说明
模块内部只存在一个指示灯,该灯用来指示模块软件下载、IIC通信及模块软件运行状态。
在通过串口,将软件进行下载的过程中,该指示灯闪烁;
当软件下载完成后,指示灯熄灭。
对模块重新上电后,模块软件开始运行,在软件正常运行、IIC通信正常时,指示灯闪烁指示。
5、SPI接口
P6模块内置MCU(LPC2138)具有一个全双工SPI接口,与SPI设备进行通讯。
在模块中LPC2138是唯一的SPI主设备。
Tranceiver芯片BCM8154和DA芯片AD5328为两个从设备。
MCU使用SPI接口对上述多个从设备下发设置命令。
本模块内部SPI口串行通信的芯片有DA芯片AD5328和tranceiver芯片BCM8154,因此本模块中需要实现一主对多从的SPI串行通讯。
其中AD5328只需要接收MCU下发的数据,不需要上报和反馈状态信息;
而BCM8154可以接收MCU下发的数据来设置寄存器,同时也可以将寄存器的信息上报给MCU。
模块中LPC2138采用标准SPI接口协议,该协议定义了MCU发送的数据MOSI、时钟SCK、片选SSEL的逻辑关系。
而在PE6MA(P)6模块中,MCU只作为主设备来使用,故将SSEL配置为通用IO口来使用。
MCU的相应管脚用于针对从设备的片选信号DSCLx,其中DSCL0(MCU的P0.20)用于片选AD5328,DSCL3(MCU的P0.31)用于片选BCM8154。
在某一时刻DSCLx中只有一路有效即为低电平,从设备被选中。
从设备被选中后经过一定延时,SPI的数据时钟由MCU发送给从设备或者从设备将数据上报给MCU。
在模块内部,MCU与单板之间通过外部IIC通讯,而MCU与数字电位器和EEPROM之间通过一条内部IIC加以控制,模块内部各器件配置不同地址,MCU通过内部IIC接口控制和检测各IIC器件的工作状态。
这样模块内部IIC总线与外部IIC总线分开,单板对模块内部各性能量的调整必须通过MCU来实现。
对于模块外部I2C通信:
模块的IIC地址定义为XXXXYYY,其中XXXX固定为1000;
YYY为MSA模块后3位地址A2、A1、A0。
MCU与单板采用标准IIC接口,10GMSA模块的地址相同,不允许两个模块占用一个IIC总线,单板设计时将不同模块的IIC总线分开,建议总线速率在100K左右。
P6模块接口信号包括:
数据线MSA_SDA、时钟线MSA_SCL、三条地址线MSAIICAD0、MSAIICAD1、MSAIICAD2,即上图中的SCL0、SDA0、I2CCAD0、I2CCAD1、I2CCAD2。
模块地址表示为1000XXXY,其中3位X表示三位地址线决定,因此一条IIC总线上最多可以同时挂8只模块;
Y表示对模块的读写,1表示对模块的读操作,0表示对模块的写操作。
在本模块内部I2CCAD0、I2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 整理 P6 模块 学习 总结 初稿
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)