【摘　要】　介紹了光電介質轉換芯片、光收發一體模塊、RJ45、磁模塊等光纖收發器重要元器件的選擇依據及技巧。
　　關鍵詞：光電介質轉換芯片　光收發一體模塊　RJ45　磁模塊
　　
1 光電介質轉換芯片的選擇
??? 光電介質轉換芯片（Optical＆ Electronic Media Converter，簡稱OEMC）是整個收發器的核心，它直接決定光纖收發器的功能特性、價格、檔次及其它元器件的選擇，選擇OEMC是光纖收發器設計的第一步，也是最重要的一步。
　　OEMC的性能指標主要有：
　　（1）傳輸速率　目前，市場上的收發器主要有兩種傳輸速率：100Mbps和10／100Mbps自適應。前者只支持100Mbps傳輸速率，優點是引腳數量少，布線、管理功能以及狀態指示燈等較簡單，成本低，但其應用不如后者靈活，只能用于兩端設備傳輸速率均為100Mbps環境中，因此常用于骨干網。而后者在前者的基礎上，還可以用于存有大量10BASET系統的環境中：既能利用100BASET系統，又能使10BASET系統平滑地過渡到快速以太網環境中，最大限度地保護了用戶投資。OEMC實現10／100Mbps的方式一般有兩種：一是通過硬件跳線，二是外接可編程芯片改變內部寄存器的設置?！　?br>　?。?）全雙工／半雙工性能　通常，骨干網為全雙工，而用戶端多采用半雙工。相應地，收發器分為全雙工、半雙工及全雙工／半雙工自適應自動轉換三種。全雙工收發器常用于骨干網，半雙工多用于用戶接入網，而第三種既能靈活地用在骨干網中，又可以用于用戶接入系統，只需在用戶端配置廉價的半雙工集線器，組網成本將大大降低。OEMC實現全雙工／半雙工自適應自動轉換的方式一般有兩種：一是通過硬件跳線或外接可編程芯片改變內部寄存器的設置，二是OEMC自身可以自動識別介質信號的速率，并實現自適應自動轉換。因此，選擇后一種OEMC比較理想，既可以簡化設計過程，又能適應市場需要，而且便于用戶升級。
　?。?）網管功能　網絡管理是一種網絡可靠性的保證，也是一種提高網絡效益的方式，網絡管理的運行、管理、維護等功能可以大大增加網路的可用時間，提高網絡的利用率、網絡性能、服務質量、安全性和經濟效益。但研制有網絡管理功能的光纖收發器所需的人力、物力遠遠超過無網管的同類產品，主要表現為：
　　1）硬件投資
　　收發器網管功能的實現有兩種方式：一種是在收發器電路板上配置網絡管理信息處理器——可編程邏輯芯片來處理網管信息，該芯片利用OEMC上的雙向管理指令接口（Managenent Data Input／Output，MDIO）、管理數據同步時鐘輸入接口（ManagenentData Clock，MDC）及被管理信息輸入／輸出管腳等接口來獲取管理信息，管理信息與網路上的普通數據共用數據通道，如圖1（a）所示。第二種方式如圖1（b）所示，收發器上沒有管理信息處理器，收發器外部的網絡管理者通過MII接口獲取管理信息。可見，有網管功能的收發器，其元器件種類及數量遠遠多于無網管收發器，相應地，其布線復雜，開發周期長。
　　　　　　　　　　　　
　　2）軟件投資
　　有網管功能收發器的研發工作除了硬件布線外，軟件編程也十分重要。網絡管理軟件的開發是一個較大的項目，包括上層圖形化用戶接口部分、下層網絡設備代理嵌入式系統處理信息部分　，也包括上下層接口及嵌入式系統編程語言與可編程芯片的接口。選用合適的編程軟件很必要　，設計者既可選用C、JAVA等傳統語言，也可以選用專門的網絡管理編程軟件。
　　3）調試工作
　　有網管功能收發器的調試工作包括兩部分：軟件調試和硬件調試。在調試過程中，電路板布線、元器件性能、元器件焊接、PCB板質量、環境條件以及軟件編程中的任一因素都會影響收發器的性能。調試人員必須具備綜合素質，全面考慮收發器出現故障的各種因素。
　　4）人員的投入
　　普通收發器的設計只需一個硬件工程師便可完成，有網管功能的收發器的設計工作除了需要硬件工程師完成電路板布線外，還需要至少一位軟件工程師完成網絡管理的編程，而且要求軟硬件設計者密切配合。
　?。?）兼容性　光電介質轉換OEMC應支持IEEE802、CISCOISL等常用網絡通信標準，以保證收發器有良好的兼容性。
　　（5）環境要求
　　1）輸入輸出電壓　光電轉換OEMC的工作電壓多為5V或3．3V，但收發器上另一個重要的器件——光收發一體模塊的工作電壓絕大多數為5V。若兩者工作電壓不一致，則會增加PCB板布線的復雜程度。
　　2）工作溫度　在選擇OEMC的工作溫度時，開發人員須從最不利的條件出發并留有余地，比如夏天最高氣溫達40多攝氏度，而收發器機箱內部因為各種元器件尤其是OEMC發熱，溫度比環境還要高10℃～20℃，因此，收發器工作溫度的上限指標一般不應低于70℃。
2　光收發一體模塊的選擇
　　光纖模態分為單模和多模兩種，光收發一體模塊按所接光纖的模態，可分為單模光收發一體模塊和多模光收發一體模塊。單模光纖與多模光纖相比衰減率低、傳輸距離遠、容量大，但價格昂貴，常用于長途電信；而多模光纖在短距離傳輸中的性能價格比要優于單模光纖，故多用于傳輸距離較近的網路。單模光收發一體模塊以激光器為光源，多模模塊則多采用發光二極管。同一廠家的產品中，前者的價格往往是后者的幾倍。支持兩種光纖介質的OEMC，對收發器電路板的布線要求大多只是稍有不同甚至完全相同。
　　光收發一體模塊的性能指標主要包括：　
　?。?）工作波長　光的傳播有850、1300和1500nm三種波長。有些OEMC對波長有特定要求，因此，設計者在選用光收發一體模塊時應保證模塊的波長符合OEMC的波長要求。
　?。?）傳輸速率　應保證光收發一體模塊的傳輸速率不低于收發器的傳輸速率。
　?。?）接口類型　常見的光纖連接器有ST、FC／PC、D4、SC、Multichannel、adaptors等，SC型的光纖連接器因為操作簡單而且無須旋轉所以漸漸占有光纖連接器的市場。設計者應根據市場需要來選擇器件。
　?。?）管腳配置　建議設計者選用1X9標準管腳配置的光收發一體模塊，以便與同類產品兼容。
　　另外，光收發一體模塊的環境要求性能指標的選用原則與OEMC相似，不再贅述。
3　RJ45的選擇
　　RJ45關系到網路上的其它設備能否通過雙絞線與收發器準確有效地交換信息。RJ45結構簡單　，但優良的耐用性卻不是每個生產廠家都能做到的。RJ45的接觸性不好，往往造成光收發器工作不穩定，給調試和檢測工作帶來很多困難，也會給客戶造成損失，影響廠家的效益和信譽。
4　磁模塊的選擇
　　雙絞線中的每對導線以雙螺旋形結構相互纏繞。如圖2所示，共模電流Icom在兩根導線上以相同方向流動，并經過寄生電容Cp到地返回。在這種情況下，電流產生大小相等極性相同的磁場　，它們的輸出不能相互抵消，引起射頻干擾，嚴重時有可能會造成電路板癱瘓。因此，設計者必須采取措施予以防范：除了保證布線合理外，選擇有效的濾波元件也是重要的一方面。磁模塊的共模扼流器部分可以有效地減少共模信號引起的射頻干擾。如圖3所示：共模電流以相同的方向流過共模扼流圈繞組的每一邊，建立大小相等相位相同的相加磁場使共模扼流圈對共模信號呈現高阻抗，通過共模扼流圈的共模電流大大地減弱。磁模塊主要的參數有：漏電感、線間電容和回損。一般地，漏電感和線間電容越小性能越好，而回損應當符合ANSIX3．263 TP－PMD規定,如圖4所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　

5　結束語
　　OEMC、光收發一體模塊、RJ45、磁模塊等重要元器件的選擇，關系光收發器研發、調試及生產的整個過程，決定了產品的研制、性能和成本等?？梢哉f，選擇合適的元器件不僅可以從每個元器件上獲益，而且可從它們的結合中獲益。設計者選擇元器件必須以提高產品性能，保證產品質量為出發點。

　

1　張公忠．現代網絡技術教程．北京：清華大學出版社，2000
2　王天曦，李鴻儒．電子技術工藝基礎．北京：清華大學出版社，2000
3　湖北省電磁兼容學會．電磁兼容性原理及應用．北京：國防工業出版社，1996
4　TERRY OGLETREE．Upgrading and Repairing Net－works（2nd ed）．Publishing House of Electronics　Industry，2001
5　ANDREW S．TANENBAUM．ComputerNetworks（3rded）．Prentice－HallInternational，Inc．（3rd ed），1997，02
6　ALLAYER Communications．Fast Ethernet Fiber to TP Media Converter.www.allayer.com,2000,11
7　NationalSemiconductor Corporation．DP83843BVJE PHYTER．www．national．com，2000，09
8　Microlinear Corporation．DS6651－01．www．microlinear．com，2001，02