10Gbs光收发模块的设计与实现.pdf

摘要摘要在现代信息网络中，光纤通信由于其在传输距离和带宽方面具有的无可比拟 的优势占据着主导地位。随着宽带接入的不断普及以及数据业务和语音、视频、图像等多媒体综合业务的蓬勃发展，随着国家光进铜退、三网(电信网、广播电 视网、互联网)合一的逐步推进，作为光纤通信设备中一个重要组成部分，承载 着O/E转换功能的光模块在最近几年里也取得了突飞猛进的发展。光模块的发送、接收速率持续提高，也涌现出了多种封装形式，如1*9(9 Pin s)、GBIC(Giga bit In t er fa c e Con ver t er)SFP(Sma l l For m-fa c t or Pl ugga bl es)SFP+(SFP 扩展)、X2(X-w a vel en gt h Tw o por t s)和 XFP(10 Giga bit Sma l l For m Fa c t or Pl ugga bl e)等。其 中XFP是一种数据透明的多速率光收发模块,其应用与协议无关,且具有价格低、小型化、可热插拔等优点，业已成为最流行的10G光模块封装形式。本文首先详细介绍XFP光收发一体模块的结构、原理以及各部分的功能和具 体实现，然后根据其所要实现的关键指标，提出整体设计方案，包括光模块的硬 件电路设计、Fir mw a r e的功能、DDMI的实现，并给出了最终的测试结果。本文设计的XFP光模块，主芯片采用Gen n um公司的光收发一体芯片 GN2010E,其集成了 CDR(时钟恢复)、EML l a ser dr iver Limit in g a mpl ifier；TOSA(Ta n smit t er Opt ic a l Suba ssembl y)采用 EML l a ser(电吸收调制激光器)，ROSA(Rec eiver Opt ic a l Suba ssembl y)采用APD(雪崩光电二极管)，单片机采用 ADuC7020o光模块可以调试AOP(平均光功率)和ER(Ext in c t ion r a t io,消光比)，并具有 DDMI(Digit a l Dia gn ost ic Mon it or in g In t er fa c e,数字诊断)功能。接 口采用 XFL完全符合XFP MSA协议规定，且支持热插拔。笔者搭建了光模块测试系统，采用Tekt r on ix公司的CSA8200进行光眼图测试，采用CENTELLAX公司的 TG1B1-A进行误码测试。本文设计的XFP光模块符合INF-8077i协议并兼容 SFF-8472 协议。测试结果表明，本文设计的XFP光模块各项指标均达满足80Km传输要求，发射光功率、消光比、光调制幅度、眼图以及接收灵敏度等几项关键指标均领先 于国内同类产品，达到了预期设计目标。关键词：光模块，XFP,GN2010E,ADuC7020,DDMI万方数据ABSTRACTABSTRACTIn t he modem in for ma t ion n et w or k,opt ic a l fiber c ommun ic a t ion oc c upy a domin a n t posit ion bec a use of it s un pa r a l l el ed a dva n t a ge in t he t r a n smission dist a n c e a n d ba n dw idt h.Wit h t he gr ow in g popul a r it y of br oa dba n d a c c ess,t he fl our ishin g of da t a ser vic es,voic e,video,ima ges a n d ot her mul t imedia in t egr a t ed busin ess,t he c on ver gen c e of t hr ee n et w or ks(t el ec ommun ic a t ion n et w or k,r a dio a n d t el evision n et w or ks,t he In t er n et),t he opt ic a l modul e,w hic h is used for O/E c on ver sion a n d on e impor t a n t pa r t of fiber opt ic c ommun ic a t ion s equipmen t,ha s devel oped r a pidl y in r ec en t yea r s.Wit h t he in c r ea sin g of t he opt ic a l modul e9 r a t e,it ha s emer ged ma n y for m of pa c ka ges,suc h a s 1*9(9 Pin s),GBIC(Giga bit In t er fa c e c on ver t er),SFP(Sma l l For m-fa c t or Pl ugga bl e),SFP,X2(X-w a vel en gt h Tw o por t s),XFP(10 Giga bit Sma l l For m Fa c t or Pl ugga bl e)a n d so on.Amon g t hese pa c ka ge for ms,XFP is a kin d of da t a-a gn ost ic a n d mul t i-r a t e opt ic a l t r a n sc eiver modul e.It s a ppl ic a t ion ha s n ot hin g t o do w it h t he pr ot oc ol.Besides,l ow-c ost,min ia t ur iza t ion a n d hot pl ugga bl e a l so ma ke XFP t he most pr omisin g t ec hn ol ogies of t he l OGbps opt ic a l modul e.The c on st r uc t ion,t he pr in c ipl e,ea c h pa r t s fun c t ion a n d design of XFP opt ic a l t r a n sc eiver modul e a r e in t r oduc ed in det a il fir st in t his t hesis.Sec on dl y,a c c or din g t o t he key in dic a t or s,t he over a l l design of t he pr ogr a m,w hic h in c l udes ha r dw a r e c ir c uit design,t he fun c t ion of fir mw a r e,a s w el l a s t he design of DDMI a r e pr oposed.The r esul t s of t est a r e in t r oduc ed.The ma in c hip GN2010E w hic h is fr om Gen n um c ompa n y a n d in t egr a t e t he CDR,EML l a ser dr iver a n d Limit in g a mpl ifier a r e used t o design XFP opt ic a l t r a n sc eiver modul e in t his t hesis.EML l a ser is used for TOSA.APD is used for ROSA,w hil e ADuC7020 is used for MCU.The modul e c a n t est AOP a n d ER.It a l so ha s t he DMMI fun c t ion.The XFI is used for t he in t er fa c e,w hic h is in ful l c ompl ia n c e w it h t he XFP MSA pr ot oc ol a n d hot pl ugga bl e.The opt ic a l modul e t est syst em is set up.The opt ic a l eye dia gr a m a r e t est ed by CSA8200 of Tekt r on ix c ompa n y,t he BER a r e t est ed by TG1B1-A of CENTELLAX c ompa n y.The XFP opt ic a l t r a n sc eiver modul e is c ompl ia n t w it h t he INF-8077i pr ot oc ol a n d is c ompa t ibl e w it h SFF-8472 pr ot oc ol.ii万方数据ABSTRACTThe r esul t s of t est in dic a t e t ha t t he per for ma n c e of XFP meet t he r equir emen t s of 80Km Tr a n smission dist a n c e,sever a l key in dic a t ion s suc h a s out put opt ic a l pow er,ext in c t ion r a t io,OMA,eye dia gr a m a n d r ec eiver sen sit ivit y a r e l ea din g in t he simil a r domest ic pr oduc t s.The r esea r c h ha s a c hieved t he desir ed objec t.Keywords:Opt ic a l modul e,XFP,GN2010E,ADuC7020,DDMIil l万方数据目录目录第一章绪论.11.1 研究背景以及研究意义.11.2 国内外IOGb/s光收发模块研究现状.21.3 论文的主要研究内容.41.4 论文的组织.61.5本章小结.6第二章XFP光收发模块原理与硬件电路设计.72.1 XFP光模块总体设计.72.2XFI电接口设计.82.2.1电气接口定义.82.2.2电源设计.122.2.3缓启电路设计.132.3发端设计.142.3.1光发射次模块.142.3.2半导体致冷器.172.3.3自动功率控制.192.3.4激光器驱动.192.4收端设计.202.4.1光接收次模块.202.4.2升压电路设计.242.4.3收端电信号处理电路.262.5光收发一体芯片.282.6 MCU电路设计.292.7本章小结.31第三章XFP光模块FIRMWARE设计.323.1 XFP光模块主程序的设计与分析.333.2 XFP光模块调测接口的设计与分析.363.3 Firmware 代码.393.4本章小结.42第四章XFP光模块数字诊断功能的设计与实现.434.1数字诊断功能的原理.434.2数字诊断功能的具体实现.454.2.1 温度.45IV万方数据目录4.2.2 电压.464.2.3偏置电流.464.2.4输出光功率.464.2.5接收光功率.474.3数字诊断范围及精度.484.4本章小结.48第五章XFP光模块性能测试.495.1测试仪器.495.2发端性能测试.495.2.1平均光功率输出.495.2.2消光比.505.2.3 眼图.515.2.4发射光波长及谱宽测试.535.2.5发端性能测试结果.545.3收端性能测试.545.3.1接收灵敏度.545.3.2饱和光功率.555.3.3无光告警和告警延迟.555.3.4收端性能测试结果.565.4本章小结.56第六章结论.57致谢.58参考文献.59v万方数据万方数据第一章绪论第一章绪论1.1 研究背景以及研究意义进入二十一世纪以来，伴随着各个国家对信息生活数据快速传送、多渠道通 信日渐增加的要求，光网络作为整个通信系统的基础，其传输速率也在不断飞速 发展，目前单波通信速率已经达到10G并有继续增长的趋势。与此同时，得益于 密集波分复用(DWDM)技术大步流星的开始商业化，以及自动交换光网络(ASON)等 新的技术出现和投产，光通信网络的使用也就越来越走入寻常生活，可以预见到 其发展前景将更加的广阔。我们知道，光器件的发展与光纤通信网络的技术发展是相辅相成的，甚至可 以说是同步的。如今已经成为现代网络技术中重要传授手段的光通信产业，并且 伴随着我国光进铜退、三网融合等重大战略的实施，我国对光纤通信网络的核心 元器件光收发一体模块的要求也越来越大。因此，出于满足各大厂商产业增 长需求的考量，光收发一体模块也就不间断的变得更加的复杂多变。光收发一体模块是这样一种系统，它本身能够实现光/电、电/光转换，且具 备独立的发射驱动电路，以及独立的接收放大电路，并符合电信传输标准。光收 发一体模块的前身是分离的光发射模块和光接收模块，并没有整合在一块。而随 着光器件封装技术水平的不断进步，以及驱动、放大集成电路的出现，现在人们 已经能够将发射和接收集成在一个很小的体积范围内。自从上世纪末问世以来，光收发一体模块的技术发展非常迅速，日新月异。目前，光模块的发展趋势是高传输速率、智能化和小型化。目前我们可以看到,已经有种类繁多的各种速率以及各种封装形式的光模块出现在市场。目前已知的 光模块的封装形式有以下几种：1*9、SFF、GBIC、SFP、SFP+和XFP等，而传输速 率则已经不限于155M、622M、1.25G、4.25G、6G、10G以及40G等。这些不同封 装和不同速率的光模块均有其特定的应用场合随着数量越来越多的百兆、千兆的光收发一体模块布置在光通信网络中，人 们对更高速率的10Gb/s光收发一体模块的需求将会越来越急迫。而一旦能够实现 10Gb/s光收发一体模块的技术突破，必然将会进一步缩小我国在光通信层面与世 万方数据电子科技大学硕士学位论文界先进国家的距离，对于整体通信行业的产业升级都有着至关重要的意义。设计 研发10Gb/s光收发一体模块，不仅仅是顺应光通信发展的潮流，能够产生明显的 社会效益、经济效益，更重要的是能在促使国外产品价格下降的同时，使得国产 高速传输系统的发展也得到有力的推动。1.2 国内外10Gb/s光收发模块研究现状2002年电气与电子工程师协会(IEEE)审核通过了万兆以太网标准-IEEE St d 802.3a eo从此，10G以太网就以迅雷不及掩耳之势开始取代传统的以太网，将网 络传输速率极大的提高，并且克服了打破了旧式以太网的局限，以太网的发展得 以扩展，其发展将扩展到城域网和广域网。10G光收发一体模块是10G以太网的 一个重要组成部分，因此可以说，10G以太网的发展极大的推动了 10G光收发一 体模块的发展。200/300 pin Tr a n spon der Xen pa k、Xpa k、X2、XFP 等是目前国内外开发的主 要的10G光收发一体模块。其中，采用SFI-4(Ser des Fr a mer In t er fa c e l evel 4)电接 口的200/300 pin Tr a n spon der是最早标准化的，它由各16路622Mb/s信号组成发 送端和接收端，内部集成复用/解复用器，用于SONET/SDH的数据传输。最早用于10G以太网的光收发一体模块则是Xen pa k,其数据信道接口为 XAUI(10-Giga bit At t a c ht n en t Un it In t er fa c e),通过 70 pin 的 SFP 连接器与系统电路 板连接，可以提供4X3.125Gb/s、9.95Gb/s或者10.3Gb/s的速率在线路端。Xpa k和X2光模块的内部功能模块与Xen pa k基本相同，均为从Xen pa k标准 演进而来的，因此在系统应用在电路板上也大同小异，一个模块就可以实现10G 以太网光接口的相关功能。由于Xen pa k光模块在系统电路板上的安装复杂性，需 要在电路上开槽，所以很难实现高密度的应用。而Xpa k和X2光模块在Xen pa k 的基础上进行了改良，体积仅有Xen pa k的一半左右，在系统电路板上可以直接简 便安装，也就实现了在机架系统上和PCI网卡的高密度应用。XAUI和审行成帧器 接口(SFI-4)是Xpa k和X2光模块可以提供的两种电路接口，既可以用于传统的10G 以太网，也可以用于OC-192 SDH和10GFC。Xpa k和X2的标准非常相似，其改 动主要反映在导轨系统上。与以上几种光模块不同的是XFP光模块，其电接口部分为10G审行电接口，可以同系统直接交换9.95、10.31、10.52、10.7、H.09Gb/s数据。XFP的特点是其 不是光收发模块Or a n spon der),而是光收发器(Tr a n sc eiver)。光收发器的本质只是2万方数据第一章绪论一个光电转换器件，仅仅能够转换光/电、电/光等信号，其他比如复用/解复用、64B/66B编译码等功能则均有系统电路板上的专用芯片实现，因此XFP光模块的 通用性是最强的。XFP光模块在印刷电路板（PCB）上的占用面积只有Xen pa k的 20%,功耗也低至1.52w,因此XFP可以很轻松的使用于高密度应用。以上介绍的物种光模块，按照功能和内部接口划分，可以分为两大类：Tr a n spon der Xen pa k、Xpa k和X2是光收发模块类，XFP是光收发器类。上述是 两种大相径庭的设计实现思路，优点突出但缺点鲜明：光收发模块的优点是高集 成度，电路设计便于实现，设计人员可以更多地只是关心系统设计，而不需要在 器件层面去浪费太多的精力；缺点则是体积大，功耗高，限制了其安装在系统电 路板上的数目，但是很多设计对于端口密度的要求高它无法满足。光收发器的优 点是个头小，价格较低，且能满足端口高密度的要求；缺点则是对设计者的电路 能力需求高，要在系统电路板上的设计实现12英寸传输距离的10G审行电接口。另外,XFP光模块还能够满足300米到80公里范围的多距离传输安装以及较低成 本的应用。综合进行分析，Xen pa k光模块较早实现市场化，其技术成熟度较高，市场上 支持XAUI接口的芯片也较多，因此其应用较为广阔。Xpa k、X2虽然只有Xen pa k 一半的体积，但是其劣势为成本也较高，因此仅仅只能在当下作为过渡产品。现 在随着XFP光模块的出现和一步步成熟的技术，很多厂家都逐渐放弃再进行Xpa k、X2光模块的开发，而是直接转向XFP光模块。相对于其他几种10G光模块，XFP 不是光收发模块，仅为光收发器，只负责光电信号转换，而由外围的系统电路板 来实现复用/解复用、64/66编解码等功能。XFP仅占用相当于Xen pa k的20%的电 路板面积，且没有中间环节的XGXS和XAUI接口部分，极大的降低了成本。另 外XFP光模块自身会提供一个用于数字诊断功能的两线串行接口。为了保持XFP光模块良好的兼容性，并促进其发展，在2002年三月，光模块 业内的Fin isa r JDSU等大公司联合推出了 XFP多源协议（Mul t isour c e Agr eemen t）。到今天为止，已经有越来越多的光模块企业采用了这个标准。MSA规定了 XFP光 模块支持 9.95Gb/s、10.31Gb/s 10.52Gb/s 10.70Gb/s 和 H.09Gb/s 这些速率,其 功能具有如下几个特点：（1）协议无关性；（2）热插拔（带电插拔）；（3）具有数字诊断 功能。特点使得XFP光模块的应用场合众多，典型的如10G以太网、OC-192 SDH 和10GFC等。由于XFP仅为一个光电转换器，自身不包含编解码功能电路，从而 大大节省了占用电路板的面积，并维持了较为低廉的成本，从而降低了通信设备3万方数据电子科技大学硕士学位论文的价格。可以合理的预计，在今后的若干时间内，XFP将保持非常强劲的发展势 头。特点(2)有利于实现光通信设备的模块化。如今的设备大多趋于模块化设计，主要是为了便于设备的维护和升级。当某一个模块运行不正常，只需要更换不正 常模块，而不需停止或者更新整套设备。如果光模块具有较好的热插拔性能，自 然就能够更好的支持光模块的更换和升级。事实上，由于光模块比较容易老化，替换的概率很高。XFP光模块采用差分串行XFI电接口，不仅支持热插拔，其兼 容性也较好。特点有利于光模块的在线故障诊断和验证兼容性。数字诊断技术最早出现 在SFP(小型可热插拔模块)上，比如Tyc o于2003年推向市场的具有数字诊断功能 的光模块。数字诊断功能带有可分为两部分的存储器：一部分地址为A0H,保存 了存储产品制造商信息、产品制造商信息、产品生产日期、产品序列号等信息；另一部分地址为A2H,用于诊断光模块的工作电压信息、发射光功率信息、接收 光功率信息、温度信息、偏置电流信息以及告警信息等。由于具有了数字诊断功 能，使得工作人员对通信设备的维护大大简化，能够通过编程来自动检测通信设 备的工作状态。XFP光模块数字诊断的相关信息由MSA多源协议规定。1.3 论文的主要研究内容本设计实现了一种满足如下指标的10Gb/s XFP光收发一体模块：(1)支持热插拔和数字诊断功能，并符合XFPMSA协议的相关标准；(2)采用XFI电接口，光接口采用LC插拔结构；(3)可应用于：SONET OC-192/SDH STM-64 ITU-T G.959.1 P1L1-2D2 SONET OC-192/SDH STM-64 w it h ITU-T G.709 10GBASE-ZR/ZW 80km 10G Et her n et Ext en ded 80km 10G Fiber Cha n n el 80km 10G Et her n et w it h ITU-T G.709 FEC(4)最大传输距离达80km(单模光纤)。4万方数据第一章绪论表1-1光模块发射部分关键技术指标Pa r a met erSymbolMin.Typ.Ma x.Un itAver a ge La un c h Opt ic a l Pow erPout04dbmExt in c t ion Ra t ioER9dbCen t r e Wa vel en gt hX15301565n mSpec t r a l Widt h(-20dB)A X0.5n mSide Mode Suppr ession ModeSMSR30dbTx Jit t er(SONET)20kHz-80MHzTxjl0.3UITx Jit t er(SONET)4MHz-80MHzTxj20.1UITr a n smit t er Disper sion Pen a l t y(1600 ps/n m)TDP2dbEye Dia gr a mGR-253-Cor e/ITU-T G.691Ma sk ma r gin10%表1-2光模块接收部分关键技术指标Pa r a met erSymbolMin.Typ.Ma x.Un itOpt ic a l Cen t er Wa vel en gt hX12701600n mRec eiver Sen sit ivit y(BOL)*-24dbmRec eiver Over l oa d-7dbmRec eiver r efl ec t a n c e-27dbLOS De-Asser t-30dbmLOS Asser t-35dbmLOS Hyst er esis0.55db*：RATE:9.95G BER1E-12在本设计中，作者亲自参与了硬件和软件设计以及调测试的全过程。硬件上，作者根据所要实现的XFP光模块指标，确定了收发端光器件、驱动 芯片、控制芯片的选型，并完成了原理图和PCB的设计。软件上，作者完成了 XFP光模块的Fir mw a r e设计，并完成了基于命令行的调 测试接口的设计。作者最后对已完成的XFP光模块进行了收发端性能测试，可以看到其各项性 能指标优异，达到了设计目标。万方数据电子科技大学硕士学位论文1.4 论文的组织本文按照所需介绍的内容，共分为六个章节，各章的内容安排如下：第一章详细介绍了本文的研究背景和意义，并叙述了本文的主要工作和各章 的组织。第二章设计了 XFP光模块的硬件方案，叙述了总体设计、相关元器件的选择 和具体的电路实现，并给出了系统框图和原理图。第三章介绍了底层软件(Fir mw a r e)的设计与分析，并给出了调测试接口功 能的设计与分析。第四章为DDMI数字诊断，首先详细叙述了基于SFF-8472协议的数字诊断功 能，之后给出了具体的数字诊断方案的实现方法。第五章为XFP光模块性能测试，首先分别介绍了光模块发射部分和接收部分 的主要参数的调测试原理，并给出了测试框图，最后给出了 XFP光模块的测试结 果。第六章为结论部分，总结已经完成的工作，并对今后的工作方向以及可能存 在的问题提出了有益的建议和意见。1.5 本章小结本章详细叙述了论文的研究背景和意义，完成的主要工作以及论文各章的结 构安排。6万方数据第二章XFP光收发模块原理与硬件电路设计第二章XFP光收发模块原理与硬件电路设计XFP是一种收发器件（Tr a n sc eiver）而非Tr a n spon der,可以将其看做只是一 个光电转换器件，即光发射机和光接收机的结合。图2-1是一个典型的10G XFP 光模块框图，它有四大组成部分：发射、接收、MCU、XFI（与系统板的电气接 口），另外还有缓启电路（以支持热插拔）。Snil ConditfonerPott Amp/即ml ConditionerBectr icalM2.图2-1 XFP光模块框图本章将详细介绍XFP光模块的硬件电路的具体实现。2.1 XFP光模块总体设计图2-2 XFP光模块系统框图7万方数据电子科技大学硕士学位论文如图2-2为本方案XFP光模块系统框图。本方案主芯片使用Gen n um公司的 收发一体芯片GN2010E,其首次将CDR（时钟恢复）、EML l a ser dr iver（EML激 光器驱动）、Limit in g a mpl ifier（限幅放大器）功能集成到一起；激光器使用EML（电吸收调制激光器），并使用Ma ximMAX8521作为TEC控制芯片；光电探测器 使用APD（雪崩光电二极管），并使用Ma ximMAX15059作为升压芯片；MCU使 用ADuC7020,负责读写各芯片寄存器和实现温度补偿功能，并实现DDMI（数字 诊断）功能。光模块与主机的通信采用ADuC7020的从12c总线。作为整个XFP光模块设计的基础，硬件设计的好坏会直接影响到整个模块的 质量。硬件设计部分主要包括电接口、发射模块、接收模块、控制模块、缓启模 块。2.2 XFI电接口设计本小节首先介绍了 INF-8077i协议定义的XFI电接口，并给出了主要功能引脚 的详细定义；然后介绍了电源接入及其分配；最后给出了缓启电路的硬件实现。2.2.1 电气接口定义INF-8077i协议定义了 XFP XFI电接口。图2-3显示了 XFI 30pin电接口（金 手指）输出/输出引脚的名称和序号，表2-1为各引脚的详细定义。以下给出几个主要功能引脚的详细定义：1）Mod.DeSel:此引脚实现模块片选功能，为LVTTL电平输入。当此引脚 输入为低电平时，模块响应外部12c通信。2）In t er r upt:此引脚为中断信号，显示模块当前异常。当有异常出现时，此 异常会通过I2C通信输出。3）TX.DIS:此引脚为传输禁止输入信号，用于关闭激光器。4）Mod_Abs:显示模块不存在。5）Mod_NR:模块没有准备好，显示模块运行错误。6）RX.LOS:此引脚为接收信号状态显示，当为高电平时，显示接收部分信 号关断。7）P_Dow n/RST:降低模块功耗，当此引脚为高电平时，模块功耗降为1.5W 或者更低，I2C接口在低功耗模式下必须正常工作。RST即Reset,用于重置模块8万方数据第二章XFP光收发模块原理与硬件电路设计(包括12c接口)。8)RD+/RD-:接收部分的差分输入引脚，为交流耦合(AC Coupl e),差分 l OOohm阻抗，应该使用l OOohm终端匹配连接到SERDES(审/行解审)。由于交流 耦合是在模块内部，因此在系统主板上不再需要。当终端阻抗匹配时，高速信号 线上的差分信号电压摆幅在3702000mV之间。9)TD+/TD-:发送部分的差分输入引脚，为交流耦合(AC Coupl e),差分 l OOohm阻抗。由于交流耦合是在模块内部，因此在系统主板上不再需要。差分输 入引脚的输入差分电压摆幅为5002400mV,但是为了保证最佳EMI性能，推荐 摆幅为 500-1200mVoTowardASICToward Bezel图 2-3 XFPXFI 电接口9万方数据电子科技大学硕士学位论文表 2-1 Modul e El ec t r ic a l Pin Defin it ionPinSymbolLogicN a me/Desc r ipt ionNot e1GNDModul e Gr oun d12VEE5Opt ion a l-5.2V Pow er Suppl y3LVTTL-IMod_DeSelModul e De-sel ec t;When hel d l ow a l l ow s modul e t o r espon d t o 2-w ir e ser ia l in t er fa c e4LVTTL-OIn t er r uptIn t er r upt;In dic a t es pr esen c e of a n impor t a n t c on dit ion w hic h c a n be r ea d over t he 2-w ir e ser ia l in t er fa c e25LVTTL-ITX_DISTr a n smit t er Disa bl e;Tur n s off t r a n smit t er l a ser out put6VCC5+5V Pow er Suppl y7GNDModul e Gr oun d 18VCC3+3.3V Pow er Suppl y9VCC3+3.3V Pow er Suppl y10LVTTL-I/OSCL2-Wir e Ser ia l In t er fa c e Cl oc k211LVTTL-I/OSDA2-Wir e Ser ia l In t er fa c e Da t a Lin e212LVTTL-OMod_AbsIn dic a t es Modul e is n ot pr esen t.Gr oun ded in t he Modul e213LVTTL-OMod_NRModul e Not Rea dy;In dic a t in g Modul e Oper a t ion a l Fa ul t214LVTTL-ORX_LOSRec eiver Loss Of Sign a l In dic a t or215GNDModul e Gr oun d116GNDModul e Gr oun d117CML-ORD-Rec eiver In ver t ed Da t a Out put18CML-ORD+Rec eiver Non-In ver t ed Da t a Out put19GNDModul e Gr oun d120VCC2+1.8V Pow er Suppl y321LVTTL-IP_Dow n/RSTPow er dow n;When high,r equir es t he modul e t o l imit pow er c on sumpt ion t o 1.5W or bel ow.2-Wir e ser ia l in t er fa c e must be fun c t ion a l in t he l ow pow er mode.Reset;The fa l l in g edge in it ia t es a c ompl et e r eset of t he modul e in c l udin g t he 2-w ir e ser ia l in t er fa c e,equiva l en t t o a pow er c yc l e.22VCC2+1.8V Pow er Suppl y323GNDModul e Gr oun d124PECL-IRefCLK+Refer en c e Cl oc k Non-In ver t ed In put,AC c oupl ed on t he host boa r d10万方数据第二章XFP光收发模块原理与硬件电路设计25PECL-IRefCLK-Refer en c e Cl oc k In ver t ed In put,AC c oupl ed on t he host boa r d26GNDModul e Gr oun d127GNDModul e Gr oun d128CML-ITD-Tr a n smit t er In ver t ed Da t a In put29CML-ITD+Tr a n smit t er Non-In ver t ed Da t a In put30GNDModul e Gr oun d11.Modul e gr oun d pin s Gn d a r e isol a t ed fr om t he modul e c a se a n d c ha ssis gr oun d w it hin t he modul e.2.Sha l l be pul l ed up w it h 4.7K-10Kohms t o a vol t a ge bet w een 3.15V a n d 3.45V on t he host boa r d.3.The 1.8 V pow er suppl y c a n be opt ion a l l y pr ogr a mmed t o vol t a ges l ow er t ha n 1.8 V in modul es suppor t in g t he va r ia bl e pow er suppl y.Bottom of Boar d(As viewed thr u top of boar d)Top of Boar d图2-4 XFP收发器电气焊盘布局11万方数据电子科技大学硕士学位论文XFI电接口的上电顺序是有特殊规定的，可以使用预充电的方式减小浪涌电流,以此来保护热插拔对器件没有损坏。在热插拔时，有一个规定的上电和断电顺序，在上电时，按照按地、电源、信号线的顺序；下电时，按照信号线、电源、地的 顺序下电。上电时，先接地，再加电源，可以在接入系统前对光模块内部的电容 充电，以减少瞬态电流冲击。在上电和下电过程中，光模块均接地良好，有利于 静电放电，减小电弧的影响。为了保证热插拔时模块