如何(he)給(gei)電機選(xuan)擇(ze)合(he)適的交流接觸器

觀(guan)看半(ban)導(dao)體激(ji)光(guang)如(ru)何(he)發(fa)展令人(ren)印象(xiang)深(shen)刻(ke)。較舊的邊緣發(fa)射(she)激(ji)光(guang)二管幾(ji)乎已經讓(rang)位(wei)於(yu)垂直(zhi)腔(qiang)面(mian)發(fa)射(she)激(ji)光(guang)器(VCSEL)。這(zhe)導(dao)致了(le)低(di)的成本和(he)的，因為VCSEL不(bu)像邊緣發(fa)射(she)那(na)樣(yang)需要90度的芯片重(zhong)定向。

VCSEL與(yu)半導(dao)體幾(ji)何(he)尺(chi)寸的減(jian)少相(xiang)結(jie)合(he)，使光(guang)纖大(da)大(da)增(zeng)加(jia)了(le)其速(su)發(fa)射(she)器和接收器產品(pin)組合(he)。采(cai)用(yong)模(mo)塊(kuai)化，熱(re)插(cha)拔，低(di)功(gong)耗(hao)，外(wai)形的10 G，25 G，40 G和現(xian)在100 Gbit/s單(dan)模(mo)光(guang)纖鏈(lian)路(lu)正(zheng)在*改(gai)變數據中心(xin)和通(tong)信(xin)集線器的設計和(he)架(jia)構(gou)。

與(yu)此同時，醫(yi)院(yuan)，大(da)學，政府大樓(lou)，電視/廣(guang)播大樓等(deng)大(da)型設施需要多(duo)用(yong)戶(hu)以的速(su)度進(jin)行(xing)多(duo)的數據流(liu)量。此(ci)外(wai)，術(shu)語(yu)“用(yong)戶(hu)”包括人和(he) - 在這(zhe)個(ge)物(wu)聯(lian)網(wang)時代(dai) - 其他(ta)其(qi)他支(zhi)持(chi)Web和(he)雲的設備。

本文介紹了(le)通過(guo)光(guang)纖介質發(fa)送RF數據和(he)信(xin)號(hao)的方(fang)法(fa)。它(ta)將(jiang)研(yan)究這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)的優(you)缺點，以及這(zhe)些實現(xian)可(ke)以速(su)度和扁平化網(wang)絡(luo)拓撲(pu)的需求(qiu)的方(fang)法(fa)。

未(wei)調(tiao)制(zhi)分(fen)布

有(you)時光(guang)纖鏈(lian)路(lu)可(ke)能會(hui)攜(xie)帶(dai)原(yuan)始RF數據。該(gai)原始數據不(bu)受(shou)載波(bo)調(tiao)制(zhi)，並(bing)且特定數據流(liu)將(jiang)在端(duan)點(dian)處(chu)被(bei)調制(zhi)以(yi)創建無線區域(yu)。

信(xin)號(hao)數據通(tong)常比(bi)調(tiao)制(zhi)載波(bo)的帶寬低(di)。結(jie)果(guo)，將(jiang)有(you)線連接到(dao)無線網(wang)絡(luo)的許多(duo)數據鏈(lian)路(lu)可(ke)以將(jiang)單個(ge)光(guang)纖共(gong)享(xiang)到(dao)子集線器或數據分(fen)發(fa)節(jie)點(dian)，例(li)如架(jia)頂(ding)式路(lu)由器。

例如，大型(xing)建築(zhu)物(wu)或校園可(ke)能在整(zheng)個(ge)建築(zhu)物(wu)內(nei)都有(you)光(guang)纖鏈(lian)路(lu)，終止於(yu)Wi-Fi多(duo)端(duan)口(kou)交換(huan)機(ji)和路(lu)由器。網(wang)絡(luo)的每(mei)個(ge)區域(yu)或分區(qu)都有(you)自己(ji)的本地交(jiao)換(huan)機(ji)功(gong)能(neng)。這(zhe)使網(wang)絡(luo)變得平坦(tan)，消(xiao)除了(le)對上(shang)遊(you)流(liu)量(liang)的需求(qiu)。由(you)於(yu)光(guang)纖直(zhi)接來(lai)自(zi)ISP，反(fan)向聚合器或集線器方(fang)法(fa)可(ke)以允(yun)許可(ke)靠的數據連(lian)接到(dao)無線端(duan)點(dian)。

在這(zhe)種(zhong)情況下，模(mo)塊(kuai)化光(guang)纖解(jie)決(jue)方(fang)案都可(ke)以在數據鏈(lian)路(lu)工作(zuo)。由(you)於(yu)規(gui)模經濟保持(chi)低(di)成(cheng)本(ben)，用(yong)於(yu)光(guang)纖連(lian)接的1 G或10 G以太網(wang)鏈(lian)路(lu)可(ke)以正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)。由於(yu)單(dan)模光(guang)纖和(he)模(mo)塊(kuai)能夠(gou)承載的速(su)率，因(yin)此無需接觸基礎(chu)設(she)施(shi)即(ji)可(ke)實現(xian)40 G和(he)100 G升(sheng)。

模塊(kuai)化和(he)熱(re)插(cha)拔SFP +封(feng)裝的部(bu)件Finisar FTLX8571D3BCL可(ke)用(yong)於(yu)在純(chun)數字(zi)模(mo)式下通(tong)過(guo)850 nm單模光(guang)纖傳(chuan)輸(shu)成幀(zhen)以太網(wang)(或幾(ji)乎封裝協(xie)議(yi))，可(ke)以應(ying)用(yong)直(zhi)接連接到(dao)端(duan)點(dian)的RF調制(zhi)器，或重新(xin)格式化為協(xie)議(yi)橋(圖1)。它(ta)適用(yong)於(yu)無線CPRI，適用(yong)於(yu)距離(li)遠(yuan)2公(gong)裏的基站(zhan)鏈(lian)路(lu)，數據速(su)率為4.915和6.144 Gb/s。

圖1：原(yuan)始RF數據可(ke)以輕(qing)松(song)使用(yong)的外形，熱(re)插(cha)拔模(mo)塊(kuai)，用(yong)於(yu)傳(chuan)輸(shu)多(duo)個(ge)RF數據流(liu)通道(dao)。這(zhe)些可(ke)以在端(duan)點(dian)處(chu)直(zhi)接調制(zhi)以(yi)創建分區或區域(yu)。

如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)光(guang)纖就(jiu)緒，則(ze)認(ren)識(shi)到(dao)另(ling)端(duan)需要相(xiang)應(ying)的接收器鏈(lian)路(lu);但是(shi)，為了(le)這(zhe)個(ge)目的，我們期(qi)待看(kan)到(dao)多(duo)支(zhi)持(chi)光(guang)纖的無線服務器。

還(hai)意識(shi)到(dao)可(ke)以從(cong)許多(duo)分(fen)立的光(guang)纖設(she)備中創建自己的專(zhuan)有(you)光(guang)纖鏈(lian)路(lu)。許多(duo)現(xian)成(cheng)的光(guang)纖發(fa)射(she)器驅動電路(lu)都可(ke)以用(yong)於(yu)您(nin)的設計，光(guang)纖接收器，開關和多(duo)路(lu)復用(yong)器以及衰(shuai)減(jian)器也是(shi)如此(ci)。

光(guang)纖的數字(zi)數據需要驅動器來(lai)和(he)保護(hu)激光(guang)二管，大多(duo)數都(dou)是(shi)純數字(zi)的。像Micrel MIC3003GML這(zhe)樣(yang)的激光(guang)二管器和支(zhi)持(chi)10 Gbits/s數據速(su)率的SemtechGN1153CINE3等激光(guang)二管驅動器可(ke)用(yong)於(yu)原(yuan)始數據連(lian)接的直(zhi)接激光(guang)驅動。如果(guo)您(nin)想(xiang)要(yao)推出自己的數字(zi)解(jie)決方(fang)案，這(zhe)些單(dan)點(dian)產品(pin)有(you)用(yong)，但是(shi)，如果(guo)您(nin)想(xiang)直(zhi)接從(cong)光(guang)纖驅動RF輸(shu)出，那(na)麽從(cong)模擬(ni)域(yu)的光(guang)強(qiang)度變化是(shi)的。

線連接

如果在線域(yu)中能足(zu)夠(gou)快(kuai)，激光(guang)強(qiang)度調制(zhi)可(ke)以跟(gen)蹤(zong)頻(pin)載波(bo)波(bo)形以及(ji)在其(qi)中調制(zhi)的信(xin)號(hao)。為奈奎(kui)斯特要(yao)求(qiu)，應(ying)實現(xian)至(zhi)少2倍的大頻率(lv)。因(yin)此(ci)，對於(yu)直(zhi)接2.4 GHz，11位(wei)和14位(wei)ADI公(gong)司的AD9119和AD9129 RF數模(mo)轉(zhuan)換(huan)器是(shi)個(ge)不(bu)錯的選(xuan)擇(ze)。

直(zhi)接RF DAC新速(su)率5.7 Gb/s通(tong)過適當的合成和(he)緩(huan)沖，合成(cheng)速(su)率為2.85 Gsamples/s。 Internals多(duo)支(zhi)持(chi)8個(ge)QAM載波(bo)，但請(qing)註意(yi)，這(zhe)部(bu)分(fen)需要與(yu)數據保持(chi)致(zhi)。 LVDS雙(shuang)數據速(su)率，雙(shuang)端(duan)口(kou)架(jia)構(gou)通(tong)過(guo)使用(yong)奇(qi)數/偶(ou)數采(cai)樣(yang)交錯排(pai)列，可(ke)實現(xian)2850 Msamples/s的吞吐(tu)量(liang)(圖2)。

圖2：要(yao)支(zhi)持(chi)D/A的5.7 Gsamples/s速(su)率，需要雙(shuang)倍數據速(su)率型(xing)雙(shuang)交(jiao)錯總(zong)線。

解決這(zhe)些問(wen)題(ti)的有(you)趣方(fang)法(fa)來(lai)自(zi)Avago Technologies。 Avago提出了(le)個(ge)很(hen)好的解決方(fang)案，可(ke)以使用(yong)AFBR-1310Z線光(guang)纖發(fa)射(she)器直(zhi)接將(jiang)光(guang)纖作(zuo)為射頻(pin)信(xin)號(hao)的傳輸(shu)介質。這(zhe)使用(yong)單(dan)模(mo)1310 nm光(guang)纖傳(chuan)輸(shu)模擬(ni)200 MHz至(zhi)5.5 GHz頻(pin)率範圍的信(xin)號(hao)。該(gai)系(xi)列中標(biao)有(you)AZ的部(bu)件使用(yong)SC/APC尾(wei)纖，而(er)BZ部(bu)件使用(yong)LC/PC尾(wei)纖，它(ta)們是(shi)可(ke)插(cha)入插(cha)座(用(yong)於(yu)模(mo)塊(kuai)化使用(yong))的柔SIP插(cha)頭，或直(zhi)接焊(han)接到(dao)PC板上(shang)。

該(gai)發(fa)射(she)器結(jie)合(he)了(le)個(ge)5伏，50歐(ou)姆(mu)線射頻放(fang)大器，耦合(he)到(dao)InGaAsAl/InP法布裏 - 珀(po)羅激光(guang)器。為了(le)實現(xian)的環路(lu)，我們(men)提供(gong)了(le)個(ge)浮動監控(kong)光(guang)電二管，允(yun)許根(gen)據您(nin)的需求(qiu)量(liang)身定制(zhi)偏(pian)置(zhi)和環路(lu)(圖3)。 RF輸(shu)入是(shi)自偏(pian)置(zhi)的並(bing)且AC耦合(he)以(yi)阻(zu)止DC偏移(yi)。

圖3：交(jiao)流(liu)耦合(he)RF自(zi)偏(pian)置(zhi)50歐(ou)姆(mu)輸(shu)入使這(zhe)些光(guang)纖發(fa)送器輕松(song)耦合(he)到(dao)RF允(yun)許地(di)分配RF信(xin)號(hao)的電路(lu)。

接收端(duan)

相(xiang)應(ying)的接收器是(shi)Avago 3.3 Volt AFBR-2310Z光(guang)纖接收器，用(yong)於(yu)多(duo)GHz模(mo)擬(ni)鏈(lian)路(lu)。該器件的額定電流範圍為200 MHz至5.5 GHz，接收器部(bu)件針對相(xiang)同的1310 nm波(bo)長進(jin)行(xing)了(le)優(you)化，但也可(ke)以在850 nm至(zhi)1600 nm範(fan)圍內使用(yong)。

特殊的護(hu)罩設計允(yun)許它(ta)被組(zu)裝成個(ge)客戶(hu)盒(he)或墻(qiang)壁夾(jia)具(圖4)。與(yu)發(fa)射(she)器樣(yang)，這(zhe)些接收器部(bu)件使用(yong)柔(rou)電路(lu)板連(lian)接進(jin)行(xing)插(cha)座或直(zhi)接焊(han)接到(dao)PC板，與(yu)發(fa)射(she)器樣(yang)，這(zhe)些部(bu)件具有(you)50歐(ou)姆(mu)的輸(shu)出阻抗(kang)，可(ke)輕松(song)耦合(he)到(dao)分配RF放(fang)大器和天線。

圖4：完(wan)成光(guang)纖RF鏈(lian)路(lu)後，接收器將(jiang)幹凈的50歐(ou)姆(mu)信(xin)號(hao)反(fan)向輸(shu)出。 (註意在這(zhe)種(zhong)情況下需要外(wai)部(bu)交(jiao)流(liu)耦合(he)。)

總(zong)之(zhi)，衛(wei)星(xing)配線中心(xin)，遠程無線電臺甚至車載系(xi)統(tong)都(dou)可(ke)以利(li)用(yong)光(guang)纖來(lai)消(xiao)除ESD，噪(zao)聲的威脅，EMI和(he)RFI。在汽(qi)車中，這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)解(jie)決(jue)了(le)由車輛(liang)的每(mei)個(ge)角落(luo)和(he)側(ce)面發(fa)現(xian)的接近發(fa)射(she)器，接近升力門發(fa)射(she)器，GPS接收器以及Wi-Fi和藍(lan)牙無線子系(xi)統(tong)引(yin)起的噪聲和(he)推斷問(wen)題(ti)。當光(guang)纖承(cheng)載RF時，不(bu)會(hui)受(shou)到(dao)感應(ying)源(yuan)的幹擾。

光(guang)纖還(hai)可(ke)以解(jie)決與(yu)同軸電纜(lan)和SWR相(xiang)關(guan)的中長距離(li)問(wen)題(ti)，同時提供(gong)可(ke)以復制(zhi)PCB的PCB友好界面(mian)相(xiang)同的發(fa)射(she)信(xin)號(hao)驅動單個(ge)或多(duo)個(ge)發(fa)射(she)器。因此，雖(sui)然(ran)光(guang)纖可(ke)能不(bu)是(shi)每(mei)個(ge)分布式射頻(pin)應(ying)用(yong)的理想(xiang)解(jie)決(jue)方(fang)案，但正(zheng)如(ru)我(wo)們(men)所看(kan)到(dao)的那(na)樣(yang)，零件很(hen)獲得(de)，並(bing)提供(gong)許多(duo)優(you)點(dian)和(he)優(you)勢(shi)。