簡介

 

所suo有you產chan品pin應ying用yong項xiang目mu都dou要yao求qiu更geng大da的de帶dai寬kuan，這zhe一yi點dian在zai電dian信xin和he數shu據ju通tong訊xun基ji礎chu設she施shi中zhong尤you為wei明ming顯xian。使shi用yong光guang纖xian是shi有you效xiao增zeng加jia帶dai寬kuan的de方fang法fa，卻que又you需xu要yao在zai光guang纖xian纜lan線xian的de每mei一yi端duan加jia入ru一yi個ge終zhong止zhi的de收shou發fa器qi模mo塊kuai。這zhe些xie收shou發fa器qi必bi須xu放fang在zai靠kao近jin設she備bei中zhong的de PCB 邊(bian)緣(yuan)，且(qie)需(xu)要(yao)用(yong)一(yi)個(ge)串(chuan)行(xing)接(jie)口(kou)來(lai)控(kong)製(zhi)每(mei)個(ge)收(shou)發(fa)器(qi)。隨(sui)著(zhe)信(xin)道(dao)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)

，控(kong)製(zhi)通(tong)道(dao)的(de)數(shu)量(liang)也(ye)在(zai)增(zeng)加(jia)
，這(zhe)對(dui)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)需(xu)要(yao)用(yong)於(yu)支(zhi)持(chi)這(zhe)些(xie)通(tong)道(dao)的(de)空(kong)間(jian)，產(chan)生(sheng)累(lei)積(ji)性(xing)影(ying)響(xiang)。

 

juhezhexiechuanxingkongzhitongdao
，kaifarenyuanbiannengdafujianshaosuoxudegebielingzujianshulianghesuihouxuyaodedianlubankongjian。zhexiexindaojuheqihainengtigongewaidegongneng，benwenjiangduicijinxingtantao。

 

光纖收發器遍布網絡

 

zaizhenggewangluojichusheshizhongshiyongguangxiantongxunwangluodechengduzhengzaibuduanzengjia，yizhiyanshendaobianyuan。guangxiandaohuweixiaofeizheheqiyetigonglegenggaodaikuandekuandaifuwu
，danshizhezhongdaikuanxuyaoyizhizhichidaofuwuqihuoshujuzhongxin
，yibaozhengxiangyouyidingchengdudefuwushuiping。

 

除chu了le帶dai寬kuan
，從cong技ji術shu角jiao度du來lai看kan
，光guang纖xian還hai有you更geng多duo具ju備bei吸xi引yin力li的de原yuan因yin。在zai很hen寬kuan的de頻pin帶dai內nei，光guang纖xian的de衰shuai減jian比bi起qi銅tong纜lan要yao小xiao得de多duo。光guang纖xian通tong常chang比bi銅tong線xian要yao輕qing上shang不bu少shao，且qie直zhi徑jing更geng小xiao

，代dai表biao營ying運yun商shang可ke以yi在zai一yi定ding的de空kong間jian、尺(chi)寸(cun)或(huo)重(zhong)量(liang)條(tiao)件(jian)下(xia)支(zhi)持(chi)更(geng)多(duo)的(de)連(lian)接(jie)。在(zai)物(wu)理(li)上(shang)，光(guang)纖(xian)也(ye)比(bi)電(dian)纜(lan)更(geng)安(an)全(quan)，而(er)在(zai)電(dian)氣(qi)上(shang)也(ye)更(geng)安(an)全(quan)。說(shuo)不(bu)定(ding)最(zui)相(xiang)關(guan)的(de)是(shi)
，光(guang)纖(xian)還(hai)能(neng)有(you)效(xiao)免(mian)除(chu)所(suo)有(you)形(xing)式(shi)電(dian)磁(ci)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)性(xing)。

 

收shou發fa器qi是shi高gao速su光guang纖xian通tong訊xun與yu網wang絡luo其qi他ta部bu分fen之zhi間jian的de接jie口kou。它ta們men包bao括kuo用yong於yu傳chuan輸shu和he接jie收shou的de光guang學xue組zu件jian，以yi脈mai衝chong雷lei射she的de形xing式shi將jiang數shu字zi信xin息xi與yu光guang波bo進jin行xing互hu換huan。透tou過guo光guang發fa射she器qi或huo光guang接jie收shou器qi，再zai加jia上shang排pai列lie透tou鏡jing的de方fang式shi來lai做zuo到dao這zhe一yi點dian。這zhe裏li會hui再zai次ci出chu現xian像xiang是shi電dian磁ci幹gan擾rao等deng光guang纖xian原yuan本ben可ke以yi很hen好hao避bi開kai的de已yi知zhi問wen題ti，因yin此ci在zai數shu字zi端duan使shi用yong差cha分fen信xin號hao是shi很hen常chang見jian的de。

 

目前光纖與在銅線上運作的以太網絡相互並存著，使用網絡適配器
、切換器和路由器來串連這些設備，並且將網絡連接起來 (包括局域網絡
、城域網絡和儲存局域網絡)。需要使用一個光收發器來終止每個通道
，也需要控製每個收發器。光纖在網絡容量方麵有著顯著優勢，管理收發器一事卻造成了 PCB 層麵上的零組件數量不斷增加。

 

聚合控製

 

看kan來lai更geng大da的de帶dai寬kuan始shi終zhong是shi這zhe個ge問wen題ti的de答da案an，不bu過guo現xian實shi中zhong，網wang絡luo有you著zhe不bu同tong的de速su度du，會hui聚ju集ji一yi些xie信xin道dao以yi提ti供gong最zui高gao的de帶dai寬kuan。這zhe麼me一yi來lai整zheng個ge網wang絡luo，甚shen至zhi切qie換huan器qi或huo路lu由you器qi內nei出chu現xian存cun在zai著zhe多duo個ge收shou發fa器qi
，每mei個ge收shou發fa器qi又you都dou為wei了le特te定ding類lei型xing的de連lian接jie進jin行xing優you化hua，但dan這zhe些xie都dou需xu要yao加jia以yi管guan理li。

 

長(chang)期(qi)下(xia)來(lai)這(zhe)項(xiang)任(ren)務(wu)的(de)規(gui)模(mo)會(hui)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)，通(tong)常(chang)管(guan)理(li)一(yi)個(ge)不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang)的(de)網(wang)絡(luo)，最(zui)簡(jian)單(dan)的(de)辦(ban)法(fa)就(jiu)是(shi)為(wei)每(mei)個(ge)通(tong)道(dao)設(she)置(zhi)一(yi)個(ge)專(zhuan)門(men)的(de)控(kong)製(zhi)路(lu)徑(jing)。這(zhe)或(huo)許(xu)有(you)用(yong)
，但(dan)在(zai)某(mou)些(xie)時(shi)候(hou)

，用(yong)於(yu)管(guan)理(li)收(shou)發(fa)器(qi)的(de) FPGA 或 ASIC 會受到接腳的限製
，或者需要加大 PCB 的尺寸 (圖 1)。

wuluncongsuoxudeshitikongjian，haishicongsuoxudexitonggonglvlaikan，xianranjiarugengduodelingzujianlaikuodawangluojiekoudouhuizaochengwenti。gengweiyilaoyongyidebanfashiyongyigenenggoukongzhiduogemokuaidedanyizhuangzhilaiqudaiduogezhongjianshebei (I2C 解多任務器、LED 驅動器和電平轉換器)(圖 2)。

 

圖 2：多光學模塊聚合控製

 

Diodes Incorporated 的 PI7C1401 四埠擴展器就是其中一個例子。每個裝置提供多達四個 I2C 或 SPI 接口的聚合，這樣就能用一個 FPGA 或 ASIC 裝置，通過一個 I2C/SPI 接口來尋址和控製至少四個光學模塊，無需專門提供一個端口給每個模塊 (圖 3)。

 

圖 3：PI7C1401 端口擴展器的功能區塊圖

 

使用這種裝置的一個顯著優點，便是其 1:4 解多任務能力，以鏈接方式使用多達 14 個 PI7C1401 裝置且將其輸入線連接在一起時，可以很容易地擴大到 1:56。zidongxunzhigongnengshidedanyizhuangzhiwuxushiyongyigedutededizhi。zhemeyilaibianlijizengjiarongliang
，zaikongjianyunxudeqingkuangxia，keyizaixianyoushejizhonganzhuanghekongzhiewaideguangxuemokuai。zhujizhuangzhi (常見的是 FPGA、微處理器或 ASIC) 通tong常chang會hui以yi高gao處chu理li頻pin率lv運yun作zuo，裝zhuang置zhi會hui更geng有you能neng力li從cong單dan一yi接jie口kou管guan理li多duo個ge相xiang對dui低di速su的de端duan口kou。在zai絕jue大da多duo數shu的de情qing況kuang下xia，接jie腳jiao數shu量liang會hui限xian製zhi容rong量liang，而er非fei處chu理li速su度du，這zhe直zhi接jie支zhi持chi了le從cong單dan一yi接jie口kou以yi多duo任ren務wu方fang式shi控kong製zhi多duo個ge端duan口kou的de做zuo法fa。

 

PI7C1401 haiyoudiergeyoudian，buzhitigongdanchundejieduorenwugongneng
，haitigonglemokuaiguanligongneng。zhemeyilaibiannengbaxuduokongzhigongnengxiechudaoduankoukuozhanqishang，zhujizhuangzhibianwuxuzhixingfanzadechuligongzuo

，ernengzhuanzhuzaiyuqitahuodongshang。zheshenzhikenengjianshao I/O 接腳數量或處理能力，以優化主機裝置的成本。還能減少主機繞送層的擁堵情況。

 

用戶可以視所使用的協議選擇主機接口的速度
；I2C 接口的工作頻率可達 1MHz，當配置為 SPI 接口時


，其工作頻率可達 33MHz。PI7C1401 還具有 GPIO 接腳，可用於管理功能
，由寄存器加以控製。各信道有兩個專門用於驅動狀態 LED 的輸出
；大多數 SFP+ 和 QSFP+ 模塊將使用每個端口的黃色和綠色 LED 來指示鏈路狀態 (鏈路接通、鏈路斷開等)。內部電路使用配置寄存器進行控製，其中包括 LED 模式
、ON 時間、OFF 時間及亮度控製寄存器。

 

包括 SFF-8472 和 SFF-8431 在內的部分低速接口規格定義了邏輯設備地址，PI7C1401 nenggoushiyongdizhiyingxianggongneng，shishangyouzhujifachuxiayoujinxingduhuoxiedecaozuo
，chengweizhijiecunqu。duankoukuozhanqihainengcongxiayoumokuaizhixingyuqududecaozuo。zhexieshujucunzai PI7C1401 的芯片上 32 字節 FIFO 中。可以配置數據的大小和地址，並可安排或由中斷觸發預取操作。直接存取的優先級高於預取操作。

 

PI7C1401 的管理功能為端口擴展功能提供了有效且寶貴的補充

，可以直接提高係統性能。

 

結論

 

光(guang)纖(xian)接(jie)口(kou)的(de)優(you)點(dian)，讓(rang)網(wang)絡(luo)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)的(de)每(mei)一(yi)個(ge)點(dian)都(dou)逐(zhu)漸(jian)開(kai)始(shi)采(cai)用(yong)光(guang)纖(xian)接(jie)口(kou)。需(xu)要(yao)有(you)專(zhuan)用(yong)的(de)控(kong)製(zhi)通(tong)道(dao)來(lai)因(yin)應(ying)這(zhe)種(zhong)增(zeng)加(jia)的(de)情(qing)況(kuang)，這(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)迅(xun)速(su)消(xiao)耗(hao)實(shi)體(ti)資(zi)源(yuan)。使(shi)用(yong)端(duan)口(kou)擴(kuo)展(zhan)器(qi)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)利(li)用(yong)現(xian)有(you)資(zi)源(yuan)加(jia)入(ru)更(geng)多(duo)控(kong)製(zhi)通(tong)道(dao)的(de)難(nan)題(ti)，也(ye)有(you)效(xiao)卸(xie)除(chu)了(le)許(xu)多(duo)端(duan)口(kou)的(de)管(guan)理(li)工(gong)作(zuo)。提(ti)高(gao)抽(chou)象(xiang)層(ceng)次(ci)，主(zhu)機(ji)裝(zhuang)置(zhi)便(bian)能(neng)更(geng)為(wei)善(shan)加(jia)管(guan)理(li)繞(rao)送(song)層(ceng)任(ren)務(wu)並(bing)大(da)幅(fu)提(ti)高(gao)整(zheng)體(ti)係(xi)統(tong)效(xiao)率(lv)。

 

參考數據：DIA036/A/SC

 

（來源：Diodes作者：Eric Lan
，連接 ASIC 產品線的產品營銷部門副理 ）