光纤收发器的概述及设计要求

　 光纤收发器专业设计用于IP城域光纤数字宽带网络。该产品以高品质、高可靠性、高带宽、低价位的设计思路出发，定位于宽带网络接入系统。能够为用户提供带宽充足、性能稳定、功能强大、可用于电信级运营服务的低价位IP城域宽带光纤网络解决方案。主要用于10Base-T双绞线与10Base-FL光缆之间或100Base-TX双绞线与100Base-FX光缆或1000Base-TX双绞线与1000Base-FX光缆之间数据通讯；适合作智能化小区或光纤到桌面的连接器，它将网络传输距离的极限从双绞线的100米扩展到了100公里以上， 光纤收发器可以简单地实现一台主板服务器、中继器、集线器、交换机、终端机与一台终端机之间的互联。现提供的所有设备保证的最新开发的、稳定的、成熟的产品，所有配件、附件、元件和将设备连成系统的电缆都包含在报价中，能够连接及所有要求的功能，不存在电缆、端口或其它附件的短缺。 netlink光纤收发器吸收国外同类产品的优点，结合国内市场的实际情况，产品更具灵活性和实用性。该产品机箱采用结构灵活的模块化和独立式非模块化的小机壳内置电源设计，由一槽、十六槽（19”机架式）两种机箱及标准的热插拔模块组成。十六槽机箱内置模块化双备份电源，保证系统的高可靠性和稳定性。光纤收发传输模块中设计独到的交换核心，既可以支持骨干特性，如802.1Q VLAN TAG 、 SPANNING TREE，又可以自动适应10Mbps、100Mbps速率，还可以自动协商半双工或全双工传输模式，光口提供标准的SC接口，使系统组网更加灵活实用，而且大大降低组网时用户端的成本。

　 光纤收发器产品主要技术特性表现在：

　 具有高精度、高稳定性外调制时钟
　 具有良好的电磁屏蔽特性及电磁兼容性；
　 内置式高频通信专用宽范围电源；
　 数据帧级的COPF校验及纠错功能；
　 可以支持热插拔的机箱模块化设计；
　 灵活的接入模式、高品质的传输质量；
　 系统具有高度的可靠性及稳定性；
　 原器件选择世界大电信产品厂商的主流器件；
　 精量的每一个电子元器件达到工业级标准要求。

光纤收发器应用理论

1． 光纤收发器的组成和实现方式

由光电一体化模块（电-光-电），网络信号检测装置，光电信号检测装置组成。

从物理层分析提供以下功能：

电-光-电的转换 光纤接入口 网络线接入口 脉冲信号的拾取与转换，并提供各种信号状态指示灯 实现各种编码过程（物理编码子层）

从数据链路层分析提供以下功能：

帧的打包和解包 包MAC格式化过程 初步差错检测（CRC） 重定向

2． 产品兼容性

产品的不兼容主要有几个方面原因：

通讯工作模式不同（全双工或半双工）
支持的服务级别和网络不同（VLAN、AGING、QOS、COS等）
实际支持的网络协议不同
厂家实际设计固化的功能不同（设计成了某些特殊功能等）

以太网不同速率使用不同的协议以及相关支持协议：

10M以太网：IEEE802.3 生成树协议（分支树协议）：IEEE802.1d

100M快速以太网：IEEE802.3U 全双工/流量控制协议：IEEE802.3

1000M吉比特以太网：IEEE802.3Z 虚拟LAN和优先级判断（VLAN）：IEEE802.1Q

多级组优先排队机理（多级消减）：IEEE802.1P

3． 电气特性

网络信号线接入传输距离特性：

各类以太网设计的目标距离：

电口双绞线接入方式：

RJ-45双绞线接入后通过耦合器将信号传递到主板电路处理，耦合器完成电气隔离。

影响电气特性的主要因素：耦合器传递特性、网络电口特性、双绞线电气特性

4． 光口特性

光纤收发器的光口特性

由不同光电一体化模块或单晶接收发射管特性决定。

① 光口特性与传输距离的对应关系：

不同厂家提供的光电模块性能参数上有所不同，分为以下几种情况：

※ PECL电路匹配参数不同（外围电阻电容器件参数不同）

※ 同一波长模块发射功率不同（传输距离越远使用的发射功率越大）

※ 光口接收灵敏度不同（接收灵敏度负值越大接收能力越强）

※ 光接口类型不同（ST、SC接口）

光电一体化模块作为收发器的一个重要部件，它起着光电-电光转换作用，它影响着传输距离和传输速率。

② 传输距离与光电模块的对应关系

单模光纤收发器传输损耗：光波长1310/1300 nm以0。5dBm/Km损耗；光波长1550 nm以0。25dBm/Km损耗

多模光纤收发器传输损耗：光波长850 nm以3dBm/Km损耗

光电模块动态范围计算：发射功率-接收灵敏度=光电模块动态范围

单模传输距离的计算：（光电模块动态范围-插入损耗-接入损耗-其它损耗）/dBm/Km

5． 设计要求与理论

为了使光纤收发器能满足大部分用户的需求，我们有必要了解一下设计要求与理论。

① 设计要求：

产品的可靠性（温度特性、湿度特性、电源稳定特性、收发模块基板电气特性）

产品的兼容性（兼容不同型号的交换机、网卡、集线器、路由器等

产品的升级性（光纤收发器模块化、机架统一化、系列兼容化）

产品的可扩展性（模块互换性、外扩功能化）

产品的多样化、系列化（以太网全线速率产品10~1000M）

② 设计理论：

光纤收发器的主芯片选型（对数据处理能力、交换能力），产品对外兼容能力

产品实际应用中电源系统是光纤收发器的“心脏”，大部分公司的产品问题都出在电源上。供电系统电源必须作严格的测试，对各类参数（电压的波动范围、电压稳定性、纹波大小、电流大小、EMI能力、抗浪涌能力、隔离电压等）必须严格要求。

线路基板的电气性能要求：PCB布线合理化、电子电容参数和位置合理化、电气接口匹配和光电一体化模块（PECL电路）接口匹配合理化

整机器件全部使用进口器件，如三星电解电容、TDK电感电阻、春田电容等

整机设计的美观化（机壳美观化、元件安排美观化、表面通俗化）

6． 测试要求和标准

对相关配件的测试

① 供电电源系统的电气性能测试

② 支持热插拔插座性能测试

③ 产品高低温温度测试（包含电源、收发器模块）

对光纤收发器以太网电气接口性能的测试

① RJ-45双绞线传输距离长度测试

② RJ-45双绞线传输交叉（NODE/HUB）测试

③ RJ-45双绞线传输阻抗匹配检测

④ 电气接口兼容（交换机、集线器、网卡）测试

对收发器光纤接口测试

① 光电一体化模块接口单多模兼容测试

② 光电一体化模块接口传输距离测试

③ PECL接口阻抗匹配检测

④ 光接口兼容（光口交换机、光纤集线器、光纤网卡、光纤收发器）测试

电源系统电压、电流要求

① 100M光纤收发器电压、电流为DC5V/550mA，功率：2.75W

电压偏移度为±0.03V，输入电压：AC110V~260V

② 10/100M光纤收发器电压、电流为DC5V/650 mA，功率：3.2w

电压偏移度为±0.05V，输入电压：AC110V~260V

③ 10M光纤收发器电压、电流为DC5V/250mA，功率：1.25W

电压偏移度为±0.02V，输入电压：AC110V~260V