用1394b來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖傳輸

1、用1394b來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖傳輸1 簡(jiǎn)介目前市場(chǎng)上有很多帶1394a接口的產(chǎn)品，1394a在傳輸距離上有一個(gè)限制，它 只能采用帶屏蔽的雙絞線(xiàn)傳輸 4.5米。如果想要傳輸更遠(yuǎn)的距離，可以考慮采用 1394b的技術(shù)。相比擬于1394a, 1394b除了傳輸速率大大提高，傳輸?shù)木嚯x也達(dá) 到了 100米，而且可以選用更多的傳輸媒介，比方非屏蔽的5類(lèi)雙絞線(xiàn)、塑料光纖和玻璃光纖等。1394b的高傳輸速率(800/1600/3200Mbps)現(xiàn)在看來(lái)還不是很迫 切的需求，但傳輸距離的提高近來(lái)卻吸引了越來(lái)越多的用戶(hù)。1394a的信號(hào)稱(chēng)為 Data-Strobe(DS mode)而1394b采用不同的編碼方式 (8B

2、10B，或Beta-Only mode)，1394b需要向下兼容1394a,同時(shí)支持這兩種模式的 被稱(chēng)為雙語(yǔ)模式(Bilingual mode)。下列圖就顯示如何來(lái)連接兩種不同的信號(hào)和設(shè)備。不同的媒介可以實(shí)現(xiàn)不同的傳輸距離和速率，下表是一個(gè)總結(jié)。使用光纖傳輸 可以更快的速率到達(dá)更遠(yuǎn)的距離，同時(shí)能有效地降低電磁干擾，本文要討論的正是 1394b的光纖傳輸。媒介距離S100S200S400S800S1600S3200非屏蔽五類(lèi)雙絞線(xiàn)(UTP-5)M00米VV(未定)塑料光纖(POF)100米VVV玻璃光纖(GOF)100米VVVVVV屏蔽雙絞線(xiàn)(STP-beta)4.5米VVVVVV屏蔽雙絞線(xiàn)(S

3、TP-DS)4.5米VVV2 .建立1394b的連接1394b和1394a一樣支持熱拔插，要檢測(cè)到一個(gè)新連接，1394b在TPB+/-差分 對(duì)的信號(hào)線(xiàn)上產(chǎn)生和發(fā)送一個(gè)tone信號(hào)(tone信號(hào)我們?cè)诿绹?guó)宇航局直播的登陸 火星的過(guò)程中見(jiàn)過(guò)，其實(shí)類(lèi)似一個(gè)握手信號(hào))，接收節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)tone信號(hào)，表示有新節(jié)點(diǎn)接入。如果這個(gè)tone信號(hào)是有效的，接著就是雙方對(duì)傳輸速率確實(shí) 認(rèn)。速率的表示也采用tone信號(hào)，只是用特定的間隔來(lái)表示不同的速率。這個(gè)過(guò) 程完成后，發(fā)送方和接受方就應(yīng)該統(tǒng)一到相同的傳輸速率上，并且同步兩邊的時(shí) 鐘，這個(gè)步驟稱(chēng)為training,其實(shí)就是同步。最后總線(xiàn)轉(zhuǎn)入空閑狀態(tài)，一直等到真 正

4、的數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始。參見(jiàn)下列圖：這張圖是一個(gè)例子，一個(gè)節(jié)點(diǎn)支持 S400 400Mbps,另一個(gè)支持S800。從接 收端的TPA+/-引腳可以看到發(fā)送端TPB+/-引腳上的信號(hào)，這是因?yàn)樵?394b Beta模式的信號(hào)中，一般使用 TPB+/-來(lái)發(fā)送，使用TPA+/-來(lái)接受，這一點(diǎn)和 1394a DS模式不同。圖中我們可以看到，兩邊節(jié)點(diǎn)的tone信號(hào)、速率信號(hào)、應(yīng)答和同步，以及最后的連接完成。對(duì)于后面的光收發(fā)器來(lái)說(shuō)，它必須要遵循這樣的 握手信號(hào)和順序，并且把信號(hào)復(fù)制到接收的節(jié)點(diǎn)。下列圖所示為tone信號(hào)的間隔和保持時(shí)間，這時(shí)候應(yīng)該沒(méi)有其他的同步過(guò)程正 在發(fā)生。tone是一個(gè)50MHz的信號(hào)，保持時(shí)

5、間為667us,周期為42.67ms。在接收 端，tone信號(hào)會(huì)衰減，但保持時(shí)間不得小于 400us，否那么被認(rèn)為無(wú)效。在tone有效 期間，TPB的信號(hào)電平必須滿(mǎn)足1394b標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；在兩個(gè)tone信號(hào)的間隔期， 發(fā)送端處于高阻狀態(tài)。ToneTone<-42.67 ms3. PHY到光纖收發(fā)器FOT的連接不同的光纖收發(fā)器其接口電平可能不一樣，所以它和1394b芯片的電平不一定匹配，為此在這兩個(gè)控制芯片之間必須要加上其它的匹配電路，下列圖是一個(gè)最根本 的連接圖。3.1匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò)在1394b的標(biāo)準(zhǔn)中有嚴(yán)格定義，實(shí)際上是一個(gè)簡(jiǎn)單的阻容網(wǎng)絡(luò)，可以 參照下面的兩張結(jié)構(gòu)圖。需要注意的是這幾

6、個(gè)電阻、電容在布板的時(shí)候要盡量靠近 PHY芯片。上面一張圖使用的是正射極耦合邏輯的光纖收發(fā)器 (PECL FOT)，下面一張圖 使用的是低壓正射極耦合邏輯的光纖收發(fā)器 (LVPECL FOT)。TPB+TPB-TITSB81BA31394.bPHYTPA+Level TranslationTermination Network55 Q200 £10.1 nFCBT0.1 nFEN270 pF55 QA/W55 Q-Wv55 Q267> 267 £>yTX+TX-PECLFOT(HFBR53D5)RX+RX-PECL-to-TTLConversionSDTPA-I

7、ITerminatioW'vn Network |I 0.1I UFIIIj 0.1UFIIrI55 l lr-u=lI *1。pF0.1ImFI55 fl0.1InF1MJL-ullI270 pFTPB+TPB-IITSBB1BA31394b PHYTPA+TPA-45.1Lev&lTranslation f 3.3130 ilTX+TX-LVPECLFOT(TODX2402)RX+RX-SD3.2電平轉(zhuǎn)換作為光纖收發(fā)器的輸入，一般需要一個(gè)電平轉(zhuǎn)換的電路，如果采用交流耦合方 式，電平轉(zhuǎn)換電路可以采用簡(jiǎn)單的分立元件，當(dāng)然專(zhuān)門(mén)的集成電路也可以考慮，比 如TI的TXB0108，效果

8、會(huì)更好一些。上面兩張圖是采用分立元件的例子，非常的 相似，也有一些小的區(qū)別，這是為了保證消除在兩個(gè)tone信號(hào)之間接收端可能產(chǎn)生的噪聲。消除發(fā)送噪聲有一個(gè)方法，在差分信號(hào)上加上小的偏置電壓，這種方法 只能應(yīng)用在光纖收發(fā)器的發(fā)送器不是交流耦合的場(chǎng)合。如果光纖收發(fā)器的發(fā)送器使用交流耦合，就需要采用不同的方法。有一些光收 發(fā)器中帶有發(fā)送使能，如果該發(fā)送使能信號(hào)的延時(shí)小于100us,就可以實(shí)現(xiàn)同樣的目的。下列圖是一個(gè)例子，注意圖中比擬器的輸入電壓為0.8V，另一個(gè)輸入來(lái)自于差分信號(hào)。在布板的時(shí)候要注意，必須保證差分信號(hào)的長(zhǎng)度是一樣的。ComparatorTX ENABLELevl Trn&ht

9、i&nOdpFTPB+TPB-160 Q200 l丄TPA*TPA-EN267270 pl-1畑55 Q wv55 qPECLlo-TTL ConversionT1TSBB1BA3 13Mb PHYTerminationNetwork270 pF0.1 »F-TX-PECLFOTWithTXEnable3.3接收端的網(wǎng)絡(luò)在接收端要根據(jù)不同的光纖收發(fā)器配置相應(yīng)的阻容網(wǎng)絡(luò)，事實(shí)上絕大局部的光 纖收發(fā)器都會(huì)提供參考的電路。一般來(lái)說(shuō)，光纖收發(fā)器會(huì)把所有的輸入信號(hào)都加以 放大，所以假定在tone信號(hào)之間沒(méi)有信號(hào)輸入，接收器也可能會(huì)輸出噪聲。為了 防止這種偽噪聲，可以使用一套交叉開(kāi)關(guān)，在 tone信號(hào)之間產(chǎn)生一個(gè)高阻狀態(tài)。 當(dāng)檢測(cè)到正常的輸入信號(hào)時(shí)開(kāi)關(guān)翻開(kāi)；反之，如果不是開(kāi)關(guān)關(guān)閉。所以收發(fā)器必須 帶有信號(hào)檢測(cè)的功能，以控制交叉開(kāi)關(guān)。如果信號(hào)檢測(cè)的信號(hào)是LVCOMS，它可以直接用來(lái)控制交叉開(kāi)關(guān)，但對(duì)于 PECL的光纖收發(fā)器來(lái)說(shuō)必須要做電平轉(zhuǎn)換。前面三張例圖中有兩個(gè)是P