簡介

 

suoyouchanpinyingyongxiangmudouyaoqiugengdadedaikuan
，zheyidianzaidianxinheshujutongxunjichusheshizhongyouweimingxian。shiyongguangxianshiyouxiaozengjiadaikuandefangfa，queyouxuyaozaiguangxianlanxiandemeiyiduanjiaruyigezhongzhideshoufaqimokuai。zhexieshoufaqibixufangzaikaojinshebeizhongde 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

 

在(zai)整(zheng)個(ge)網(wang)絡(luo)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)中(zhong)使(shi)用(yong)光(guang)纖(xian)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo)的(de)程(cheng)度(du)正(zheng)在(zai)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)，一(yi)直(zhi)延(yan)伸(shen)到(dao)邊(bian)緣(yuan)。光(guang)纖(xian)到(dao)戶(hu)為(wei)消(xiao)費(fei)者(zhe)和(he)企(qi)業(ye)提(ti)供(gong)了(le)更(geng)高(gao)帶(dai)寬(kuan)的(de)寬(kuan)帶(dai)服(fu)務(wu)，但(dan)是(shi)這(zhe)種(zhong)帶(dai)寬(kuan)需(xu)要(yao)一(yi)直(zhi)支(zhi)持(chi)到(dao)服(fu)務(wu)器(qi)或(huo)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)，以(yi)保(bao)證(zheng)享(xiang)有(you)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)的(de)服(fu)務(wu)水(shui)平(ping)。

 

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。

 

changqixialaizhexiangrenwudeguimohuibuduanfazhan，tongchangguanliyigebuduanzengchangdewangluo，zuijiandandebanfajiushiweimeigetongdaoshezhiyigezhuanmendekongzhilujing。zhehuoxuyouyong，danzaimouxieshihou，yongyuguanlishoufaqide FPGA 或 ASIC 會受到接腳的限製
，或者需要加大 PCB 的尺寸 (圖 1)。

無(wu)論(lun)從(cong)所(suo)需(xu)的(de)實(shi)體(ti)空(kong)間(jian)，還(hai)是(shi)從(cong)所(suo)需(xu)的(de)係(xi)統(tong)功(gong)率(lv)來(lai)看(kan)
，顯(xian)然(ran)加(jia)入(ru)更(geng)多(duo)的(de)零(ling)組(zu)件(jian)來(lai)擴(kuo)大(da)網(wang)絡(luo)接(jie)口(kou)都(dou)會(hui)造(zao)成(cheng)問(wen)題(ti)。更(geng)為(wei)一(yi)勞(lao)永(yong)逸(yi)的(de)辦(ban)法(fa)是(shi)用(yong)一(yi)個(ge)能(neng)夠(gou)控(kong)製(zhi)多(duo)個(ge)模(mo)塊(kuai)的(de)單(dan)一(yi)裝(zhuang)置(zhi)來(lai)取(qu)代(dai)多(duo)個(ge)中(zhong)間(jian)設(she)備(bei) (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) tongchanghuiyigaochulipinlvyunzuo，zhuangzhihuigengyounenglicongdanyijiekouguanliduogexiangduidisudeduankou。zaijuedaduoshudeqingkuangxia，jiejiaoshulianghuixianzhirongliang，erfeichulisudu

，zhezhijiezhichilecongdanyijiekouyiduorenwufangshikongzhiduogeduankoudezuofa。

 

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 能(neng)夠(gou)使(shi)用(yong)地(di)址(zhi)映(ying)像(xiang)功(gong)能(neng)
，使(shi)上(shang)遊(you)主(zhu)機(ji)發(fa)出(chu)下(xia)遊(you)進(jin)行(xing)讀(du)或(huo)寫(xie)的(de)操(cao)作(zuo)

，稱(cheng)為(wei)直(zhi)接(jie)存(cun)取(qu)。端(duan)口(kou)擴(kuo)展(zhan)器(qi)還(hai)能(neng)從(cong)下(xia)遊(you)模(mo)塊(kuai)執(zhi)行(xing)預(yu)取(qu)讀(du)的(de)操(cao)作(zuo)。這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)存(cun)在(zai) 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 ）