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1、PE6MA(P)6光模块学习总结2010-8-6 zff第一章 前言1、光模块指标2、应用第二章 电路原理1、接收机部分2、发射机部分3、复分接芯片4、控制系统5、供电系统6、时钟系统第三章 附件1、电路原理图及电位图2、重要电平数据3、300pin定义4、多速率设置及定义5、下载调试说明6、PCB测试点说明第一章 前言 该文档只做个人学习之用，很多内容都是相关文档直接摘录的，文档中的纰漏和不恰当请阅者指正。PE6MA(P)6光模块支持输出及输入速率的选择，包括STM-64、OTU2、10GbE以及10G FC业务等，最大支持传输速率11.318Gb/s。1、光模块指标ZXOM64 PE6MA
2、(P)6模块传输40km光接口指标光发送部分（tansmitter side）参数定义符号目标传输距离40km单位注释最小值典型值最大值应用代码1、DWDM发送端 2、DWDM中继端 3、DWDM接收端传输信号速率BR9.95311.318Gb/s平均输出光功率范围Po-30dBm注1输出标称光功率Po-1.50.5dBm注1输出光功率稳定度Po-0.5+0.5dB激光器发送中心波长nm见表5-2、5-3输出波长稳定度（EOL）-12.5+12.5GHz注2输出波长稳定度（BOL）-5.0+5.0GHz注2激光器谱宽（20dB）0.3nm边模抑制比SMSR35dB消光比10dB色散容限-600
3、800ps/nm通道代价DP2dB注3OSNR容限10.5dB与低OSNR的PIN配合注4光眼图模板符合ITU-T G.959.1模板要求光接收部分（receiver side）光接收器类型PIN/APD接收器件接收灵敏度（BOL）-17.5dBmPIN-24.5dBmAPD过载光功率（BOL）0.5dBmPIN-8dBmAPD接收光信号中心波长12901565nm接收器件反射RLOSS27dB光模块抖动指标要求抖动产生0.1UIpp注50.3UIpp抖动容限符合ITU-T G.825的要求注5抖动传函符合ITU-T G.783的要求dB注5注1：输出光功率监测为模块实际输出光功率值。注2：E
4、OL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BER110-12。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ZXOM64 PE6MA(P)6模块硬件需求说明书。2、基本应用图 1-1 SFF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OD924
5、5N，EUDYNA的ERP1401GT801S，OCLARO的PT10GC。OKI的PIN管示意图如下：图2.1 OKI的PIN管示意图图2.2 OKI的PIN内部结构图及引脚Eudyna-ERP1401GT802E 管脚功能PIN NO.SYMBOLFUNCTION1GNDcase ground2VRPD bias(+)3NCNC4NCNC5OFFSETDC offset control6GNDcase ground7GNDcase ground8OUToutput(-)9GNDcase ground10OUToutput(+)11GNDcase ground12GNDcase ground
6、13NCNC14VCCPreamp bias15NCNC16Rththermistor for APDNCNC for PIN17GNDcase groundPIN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2.3 PIN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)D10 INA148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
7、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050K，从而易知的变化区间大致为：-0.287 0.287 V。图2.4 INA148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：和之间的关系模块接收
8、端输入光功率告警指示真值表， 0：无光；1：有光RxPOWALM状态0告警产生1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
9、，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(from Multiplex Inc.)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2.9 P6模块中OKI4195驱动器的应用电路(交流耦合)图2.10 P6模块中驱动器电路示意图说明：(1) L20、L21：阻抗，18025%（100MHz；0.1v）；额定电流，1500mA；直流电阻，0.09MAX。(2) 其中
10、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0.364VD1(1.2VVD1=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“V
11、B1-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AC coupled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
12、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 激光器偏置电路说明：(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(from 300pin)；LSENABLE_MCU：MCU控制的激光器开关信号，低电平有效(from 300pin)；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
13、测(to mcu)；LSPOWMON：激光器出光监测(to 300pin)；LD_A：激光器驱动电流(to laser)；LSBIASMON：激光器偏置电流监测电压(to 300pin)；LSBIASMON_MCU：激光器偏置电流监测电压(to mcu)。(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(from 300pin)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
