10Gbs光收发模块的设计与实现.pdfVIP

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(9Pins)、GBIC(Gigabit

InterfaceConverter)SFP(SmallForm-factorPluggables)SFP+(SFP扩展)、X2

(X-wavelengthTwoports)和XFP(10GigabitSmallFormFactorPluggable)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、Firmware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Gennum公司的光收发一体芯片

GN2010E,其集成了CDR(时钟恢复)、EMLlaserdriverLimitingamplifier；

TOSA(TansmitterOpticalSubassembly)采用EMLlaser(电吸收调制激光器)，

ROSA(ReceiverOpticalSubassembly)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(Extinctionratio,消光比)，

并具有DDMI(DigitalDiagnosticMonitoringInterface,数字诊断)功能。接口采用

XFL完全符合XFPMSA协议规定，且支持热插拔。笔者搭建了光模块测试系统，

采用Tektronix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

ABSTRACT

ABSTRACT

Inthemodeminformationnetwork,opticalfibercommunicationoccupya

dominantpositionbecauseofitsunparalleledadvantageinthetransmissiondistance

andbandwidth.Withthegrowingpopularityofbroadbandaccess,theflourishingof

dataservices,voice,video,imagesandothermultimediaintegratedbusiness,the

convergenceofthreenetworks