智能SFP光模块及应用

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智能SFP光模块及应用

作者：管理员发布于：2022-11-01 12:09 文字：【大】【中】【小】

　　智能SFP光模块及应用维普资讯目圆困国－文核心期干ＩＪ智能ＳＦＰ光模块及应用邵红洲，谢显中（重庆邮电学院移动通信信息产业部重点实验室。重庆４０００６５）摘要：在介绍智能ＳＦＰ光模块的基础上，分析和研究ＳＦＰ光模块信息存贮及读取方式，并给出一个应用实例及实现方案，得到了仿真和实测结果。这些分析和提供经过标定的结果或者提供数字化的测量结果和标定参量。这些信息被存贮在标准的内存结果中．以便通过双缆串行接口读取在协议ＳＦＦ一８４７２中保留了原来ＳＦＰ／ＧＢＩＣ在地址Ａ０ｈ处的地址映射．并在地址Ａ２ｈ处又增加了一个研究对智能ＳＦＰ光模块的应用有较好的参考价值。关键词：ＳＦＰ光模块；Ｉ２ｃ总线；仿真中图分...

　　维普资讯目圆困国－文核心期干ＩＪ智能ＳＦＰ光模块及应用邵红洲，谢显中（重庆邮电学院移动通信信息产业部重点实验室。重庆４０００６５）摘要：在介绍智能ＳＦＰ光模块的基础上，分析和研究ＳＦＰ光模块信息存贮及读取方式，并给出一个应用实例及实现方案，得到了仿真和实测结果。这些分析和提供经过标定的结果或者提供数字化的测量结果和标定参量。这些信息被存贮在标准的内存结果中．以便通过双缆串行接口读取在协议ＳＦＦ一８４７２中保留了原来ＳＦＰ／ＧＢＩＣ在地址Ａ０ｈ处的地址映射．并在地址Ａ２ｈ处又增加了一个研究对智能ＳＦＰ光模块的应用有较好的参考价值。关键词：ＳＦＰ光模块；Ｉ２ｃ总线字节存单元。这个存贮除了提供参数侦测信息外，还定义了报警标志或告警条件．各个管脚的状态镜像，有限的数字控制能力和用户可写的存贮单元一１引言在光通信产品中．光模块占有重要的地位随着技术的发展以及系统需求的变化，光模块也在不断的般来说．通过光模块自带的数字诊断功能．可以得到相关的关于光模块自身信息以及状态．从而为我们在光通信产品的调试、使用以及整个网络的维护时提供检测手段和方法．为系统提供⋯种性能检测手更新换代ＳＦＰ（ＳＭＡＬＬＦＯＲＭＰＬＵＧＧＡＢＬＥ）光模块可以简单的理解为ＧＢＩＣ的升级版本ＳＦＰ模块体积比ＧＢＩＣ段，可以帮助系统管理预测ＳＦＰ光模块的寿命、隔离系统故障并在现场安装中验证模块的兼容性等等。基于智能ＳＦＰ光模块的应用．一般来说主要是通过ＳＦＰ光模块的两个管脚（ＰＩＮ４和ＰＩＮ５．分别实现的是Ｉ２Ｃ总线中的数据总线ＳＤＡ和时钟总线ＳＣＬ）来读模块减少一半．可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量另外．ＳＦＰ光模块还可以支持可热拔插等功能．在现在的光通信产品中．ＳＦＰ光模块越来越得到青睐，已经得到普遍使用同时．在现有的各种网络中所需要的光收发⋯・体取光模块中的存贮芯片中的信息来实现的．通过提供的Ｉ２Ｃ总线可以读取的相关信息．主要有该ＳＦＰ光模模块种类越来越多．要求也越来越高。为了满足系统不断增长的需求．光模块正不断走向标准化、小型化、智能化发展智能ＳＦＰ模块．即采用数字诊断功能的块的类型（ＳＴＭ一１／ＳＴＭ一４／ＳＴＭ一１６等）、当前激光器的状态（ＯＮ／ＯＦＦ）、模块寿命预测（主要是通过对ＳＦＰ光ＳＦＰ光模块．是各厂商技术升级换代的标志性产品本文讨论了智能ＳＦＰ光模块．分析和研究ＳＦＰ光模块模块内部的Ｔ作电压和温度等进行实时检测以及激光的偏置电流等来粗略预测激光器的寿命）、故障定位（在故障定位中，需要对Ｔｘｐｏｗｅｒ、Ｒｘｐｏｗｅｒ、Ｔｅｍｐ、信息存贮及读取方式．给出了一个应用实例及实现方案，最后对实现方案进行了仿真和实测．结果验证了正确性。这些分析和研究对ＳＦＰ光模块的应用有较好的参考价值～Ｖｃｃ、ＴｘＶｉａｓ的告警和告警装状态进行综合分析。内存镜像中的状态变量ＴｘＦａｕｈ和ＲｘＬ０ｓ都对故障的分析起着重要的作用）、兼容性验证（兼容新验证就是分析模块的工作环境是否符合数据守则或是否和相关的标准兼容．模块的性能只能实在这种兼容的工作２智能ＳＦＰ光模块所谓智能ＳＦＰ光模块指的就是带有数字诊断功能的ＳＦＰ光模块。在ＳＦＦ一８４７２ＭＳＡ中．规范了数字诊断功能及有关ＳＦＦ一８４７２的详细内容。该规范规定．在环境下才能得到保证）等功能，而所有的这些功能都是可以直接或者综合读取存贮在ＳＦＰ光模块内部ＥＥＰＲＯＭ中相关的寄存器得到和实现的同时还可以根据需要对芯片内部的可读写寄存器进行读写操作．有利于单盘或系统的调试维护工作模块北部的电路板上侦测和数字化参数信号。然后，然科学基金和重庆市教委苎苎ｒ金！７三？竺庆市科委自３８ＦＰ光模块信息存贮Ｅ￣Ｊ基础研究基金资助项目资助、 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ，作者简介：邵红洲（１９７８一）男，硕士生（电子邮件：ｃｙｌ２ｏｏｌａ。ｈ：。＠ｖ．１ｈ。。．ｃｏｍ．ｃｎ）。３．１ＥＥＰＲＯＭ芯片ＡＴ２４Ｃ系列介绍正如前文中所提到的那样．在智能化的ＳＦＰ光模⑩ 兜建蹭拽书２００６年第６期维普资讯固圆豳稳邵红洲，等：智能ＳＦＰ光模块肢Ｊ越州块中．总是将各种信息（如该模块的版本号、光模块类型、激光器类型、各种告ＳＳｌａｖｅａｄｄｒｅｓｓｗＡｃｋ（ｓ）ｓｕｂａｄｄｒｅｓｓ裹１Ｉ２Ｃ总线通信格式Ｄａｔａ（ｎｂｙｔｅ）ｓｕｂａｄｄｒｅｓｓＤａｔａ（ｎｂｙｔｅ）Ａｃｋ（ｓ）Ａｃｋ（ｓ）ｐ写过程警信息以及状态信息等）存贮在光模块内部电路板中以ＰＨＯＴＯＮ公司提供的ＳＦＰ光模块为例．它在光模块内部使用的ＥＥＰＲＯＭＳＳｌａｖｅａｄｄｒｅｓｓｗＳｌａｖｅａｄｄｒｅｓｓｒＡｃｋ（ｓ）Ａｃｋ（ｓ）读过程上的存贮芯片ＥＥＰＲＯＭ８ｒＡｅｋ（ｗ）ｐ有停止信号。在总线个字节后．可以通过对时钟线的控制，使传送暂停．这时可在应答信号后使是ＡＴＭＥＬ公司的ＡＴ２４Ｃ０１Ａ／０２／０４系列芯片该芯片主要是用于数据存贮。共有８个管脚，其中：Ａ０一Ａ２作ＳＣＬ变低电平．控制总线暂停当主节点要求总线暂为地址线（主要是用作判断和读取相应地址寄存器的停时亦可采用同样的方法Ｉ２Ｃ总线的通信格式如表数据信息）：ＳＤＡ和ＳＣＬ管脚共同组成了Ｉ２Ｃ总线所示（注：Ｓ：ＳＴＡＲＴｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ＳＲ：ｒｅｐｅａｔｅｄＳＴＡＲＴ别对应其中的串行数据总线Ｃ总ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；Ｐ：ＳＴＯＰｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ＡＣＫ（Ｓ）：ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ线在下文中将有所介绍）：ＷＰ为写保护．主要用来提ｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｓｌａｖｅ；ＡＣＫ（Ｗ）：ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ供硬件数据保护；ＮＣ为空管脚；ＧＮＤ和ＶＣＣ分别为ｂｙｔｈｅｓｌａｖｅ）。图１所示为一个完整的Ｉ２Ｃ总线的通信地和电源在ＳＦＰ光模块中．已经集成在电路板上．对图外部仅仅提供了两个管脚．分别是ＭＯＤＥ１和ＭＯＤＥ２．构成了Ｉ２Ｃ总线形式与外部进行信息的交４应用实例换。４．１ＳＦＰ光模块在ＳＴＭ一１／４光盘中的应用３．２Ｉ２Ｃ总线在实际的应用中．ＳＴＭｌ和ＳＴＭ一４光盘共用一个Ｉ２Ｃ总线通信接口是由Ｐｈｉｌｉｐｓ公司推出的一种简ＰＣＢ板．根据插入不同类型的光模块来决定来该单盘单、双向、二线制、同步串行总线。它只需两根线（串行的使用类型（ＳＴＭ一１或ＳＴＭ一４速率的光盘．现有处理时钟线和串行数据线）即可在连接于总线上的器件之芯片兼容ＳＴＭ一１和ＳＴＭ一４传输速率为这种实现提供间传送信息该总线是高性能串行总线，具备多主机了条件）。当需要的时候，将智能ＳＦＰ光模块插入光模系统所需要的裁决和高低速设备同步等功能。应用极块插槽中。光盘就可以检测到（根据ＳＦＰ光模块的管为广泛。脚ＭＯＤＥ０的电平高低就可以知道是否有光模块．这在单主方式的Ｉ２Ｃ总线系统中总线上只有一个是一个光模块在位指示信号）然后使用ＳＦＰ光模块单片机．其余都是带Ｉ２Ｃ总线的外围器件。由于总线Ｃ总线类型的信号读取光模块中ＥＥＰＲＯＭ只有一个单片机成为主节点．单片系统永远占据了总相应的寄存器．得到光模块类型后．配置光盘中相关线．不会出现竞争．主节点不必有自己的节点地址。只的芯片模式选择，同时上报。这样．光盘和系统就可以要每个外围器件有自己的器件地址．两根Ｉ／Ｏ口线进行工作。ＳＣＬ（Ｈ￣钟线Ｃ总线ＳＦＰ光模块应用电路口。图２和图３中给出了上文介绍的ＳＦＰ光模块在Ｉ２Ｃ总线主从机之问的～次数据传送称为一帧．ＳＴＭ１／４光盘中实际使用时的电路图由于所有的ＳＦＰ由启动信号、地址码、若干数据字节、应答位以及停止光模块都是标准封装．因此在设计原理图和ＰＣＢ板时信号等组成通讯启动时，主机发送一个启动信号（当可以使用相同的封装和管脚设计ｆ这也为不同速率的ＳＣＬ线上是高电平时。ＳＤＡ线上产生一个下降沿）、从光盘提供了共用ＰＣＢ板的可能）。在图２中，ＰＩＮ１、９、机的地址码（８位）和读写信号：通讯停止时，主机发送１０、１１、１４、１７、２０为模块的接收和发送接地（模拟地）；一个停止信号（当ＳＣＬ线上是高电平时，ＳＤＡ线上产生一个上升沿）。在数据传送过程中，当ＳＣＬ线上是高电平时．必须保证ＳＤＡ线上的数据稳定：传送一个字节的数据．必须由接收机发一个应答信号。在发送时，翻。＼＿凡ｒ＼．嘲首先发送最高位每次传送开始有起始信号，结束时图１Ｉ２Ｃ总线期地遣镭拽不⑩ 维普资讯日陛ｌ洲，等：智能ＳＦＰ光模块ｐＧＨＤＶＣＣＲ１ “一ＡＧＮＤ、＇．ＡＬＳ－Ｃ３－ＸＦＡＵＬＴｌ２ＶｅｎＴｘＦａＶｅ２０ＴＤＪ９ＴＤ．ｌ黜ｌ＿＿＿ｌ丰］ＭＯ＿啪ｌＲｒ．一ＬＯｇｌ亡＿＿１ＭＯＤ２ＭＯＤ！Ｉ４５Ｍ０ｄ２ＲａｔｅＳＴＸＤｌｓ８ｂｌｅＴＤ￣ＶｃｃｆＶｅｃｆ｛ＭｏＭｄｌｏｄ０ＢＬ０ＳＶｅｅｒＶｃｃｔＲＤ十Ｖｅｅｔｉ７Ｉ５ｌｄｌ８ＴＤ＋ＡＧＮＤＲＶＣＣ下ＶＣＣＲＤ＋ｔ３ＡＧＮＩ；ｎＶｅｅｒＲＤＶｃｃｒｌ２Ｉｌ１ＲＤＡＧＮｂ图２ＳＦＰ光模块电路图图５基于ＦＰＧＡ的读写ＳＦＰ光模块实测豳ｄａｔｉｎ、ｄｏｕｔ为数据地址线；ｒｄ为读写控制：ｅｘｅｃｕｔｅ控制程序对ＳＦＰ光模块进行读写开始：ａｃｋｆａｕｌｔ为应答指示信号；ｂｕｓｙ为指示读写是否完成：ｒｅｓｅｔ为全局复位信号。这些状态和反馈信号的使用主要是为了方便调试和检测程序图３ＳＦＰ光模块电源电路图通过浚ＦＰＧＡ模块，将其端口与ＳＦＰ光模块提供的ＰＩＮ４、５（分别是ＭＯＤＩ和ＭＯＤ２）￣Ｈ映射连接．这样就可以通过对相关的ＦＰＧＡ中预先设置好的寄存器进ＰＩＮ２是激光器指示信号；ＰＩＮ３是激光器开关控制信号；ＰＩＮ４和５是读写模块内部存贮信息总线（遵从行操作。对ＳＦＰ光模块中有关的寄存器进行读写．从Ｉ２Ｃ总线是光模块在位指示信号：ＰＩＮ８为光模块接收信号低于光模块的接收灵敏度指示信号：ＰＩＮ１２、１３是光模块接收差分数据线是而实现了ＳＦＰ光模块的智能化，为设备的调试、控制以及系统网络的维护提供了方便４．４实测波形接收侧ＶＣＣ；ＰＩＮ１６为发送侧ＶＣＣ；ＰＩＮ１８、１９是光模块发送差分数据线（其实为光模块的金属外壳）为保护地。其中，ＰＩＮ２、４５、６、８需要接上拉电阻。而ＰＩＮ１５和ＰＩＮ１６的电源则按照图３所示进行滤按照图２和图３所给的原理图及ＦＰＧＡ程序模块与智能ＳＦＰ光模块进行Ｉ２Ｃ总线进行读写数据．使用计算机自带的超级终端通过串口对ＦＰＧＡ进行相关的读写，得到了图５的实测波形。其中．我们主要对其中指示光模块类型、激光器状态（开关控制等）的偏移址波并分开处理４．３基于ＦＰＧＡ的对ＳＦＰ光模块进行读写的实现进行了读写．并对可读写的寄存器进行几万次不问断读写．验证了我们设计的方案的正确性和可靠性、从实测图中可以看到．程序完全按照图ｌ所示的Ｉ２Ｃ总根据Ｉ２Ｃ总线通信方式．我们使用ＡＩＪＴＥＲＡ公司的ＦＰＧＡ芯片ＥＰＩＣ４Ｆ３２４Ｃ８进行了Ｉ２Ｃ模拟总线的编程工作（使用ＶＨＤＬ语言．为节省篇幅就没有详细线的通信协议结构进行的并从ＳＦＰ内部寄存器中读出了滚光模块的类型代号为Ｏ５介绍实现思想）。其基本思想就是按照Ｉ２Ｃ总线的协｝义规定。通过状态机方法．对不同时刻总线处于不同状态进行转移，虚拟得到了Ｉ２Ｃ总线结束语在当今光通信的发展中．对智能化的要求越来越高，对光模块的使用要求也越来越高．智能ＳＦＰ光模块的出现符合这种潮流，因此得到比较普遍应用。参考文献：【１Ｊ顾婉仪．光纤通信系统［Ｍ】．北京：北京邮电大学出版社，２００２．对其所作的仿线Ｃ总线读写功能模块的部分功能。在使用时需要通过ＦＰＧＡ与ＣＰＵ进行通信，因此增加了与ＣＰＵ通信端１：３和一些控制、反馈状态信息。在仿真图中，ｃｌｋ为时钟。ａｄｄｉｎ、ｃ０ｍｉ、ｆ２】韦乐平．光同步数字传输网［Ｍ１．北京：人民邮电出版社，１９９８【３】胡振华．ＶＨＤＬ与ＦＰＧＡ设计【Ｍ１．北京：巾国铁道出版社２００．。［４ＪＰｈｏｔｏｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．ＰＨ７３２０，３１Ｄｔａｓｈｅｅｔ．ｗｗｗｐｈｔｏｎｔｅｃ．ｃｏｎ．２００４【５】ＡｔｍｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＡＴ２４Ｃ０４Ｄａｔａｓｈｅｅｔ．ｗｗ．ａｔｍｅ１．ｃｏｎ．２００４［６］ＰｈｌｉｐｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．Ｉ２ＣＤａｔａｓｈｅｅｔ．ｗｗｗｐｈｉｌｉｐｓ．ｃｏｒｎ．２００３．圈４基于ＦＰＧＡ的１２Ｃ总线实现仿真图⑩ ．圮氢信筏书２００６年第６期 ...

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