基於Semtech GN1157B 4G Wireless 光纖模組前傳技術方案

關鍵字 :Semtech GN1157B 光纖通訊

在無線通訊技術這將近20多年的演進，從第一代到目前的第四代。由於這項新世代行動網路技術具備高速、大量資料傳輸能力，相關服務與應用也應運而生。隨著4G行動網路的全面普及，以及智慧型手機應用的多元發展，民眾使用手機的時間年年增長，手機上使用進行的活動也更加多樣化。4G營運商勢必要提供豐富且多樣的服務。

有介於此，Semteh推出GN1157B Wireless光纖模組傳輸技術方案，專門用於SFP長距離雷射，優質穩定的雷射驅動器，且完全符合業界規範，以實現穩定的CPRI點對點的光纖傳輸。

硬件關鍵技術&原理圖

在4G/LTE無線電存取網路中，由基地台執行的RF和基頻處理功能被分為獨立的遠端無線電頭(RRH)和基頻單元(BBU)。如下圖所示，每個RRH透過基於公共無線電介面(CPRI)協定的專用光纖連接到BBU。Semtech GN1157B 4G Wireless 光纖模組傳輸技術方案，即是負責CPRI實體層數據鏈路的傳輸處理，並符合標準光纖傳輸規範，可實現BBU與RRU之間通過光纖以近10Gbps速率超高速傳輸，基於Semtech GN1157B方案使得實現無線電收發器和基地台的連接，該分散式架構也讓BBU能夠放置在更方便的位置，以簡化部署和維護。

軟體關鍵技術與軟體ＧＵＩ技術支持

Semtech GN1157B只需透過I2C與電腦連接，Semtech也提供免費的開發軟體介面給研發使用，客戶可以透過簡易的暫存器表調整調整傳輸所要功能。

在開發時，可以直接使用此ＧＵＩ透過I2C在自己做出來的電路板直接調整，可免除掉前期軟體還未開發完整的窘境，後期也提供MCU原始碼，給軟體人員在開發生產程式的參考。（如下圖）

PCB設計圖與硬體技術支援

Semtech也提供了PCB 佈局設計，方便客戶參考，此PCB佈局遵循SFP標準規範，Semtech GN1157B 特將開發板做成與客戶成品相似度達95%，只要稍作修改即可直接採用，大大降低研發人員開發的負擔，未來電路板的規劃佈局 AITG FAE也會協助走線建議和模板的測試，避免前期訊號品質的問題！

Semtech GN1157B架構與核心技術架構說明

以下為一個模塊的架構，由下圖可知：
在此方案的GN1157B如同一部車子的引擎-車子的核心，至於ＭＣＵ可想成是簡單版本的車用電腦，僅負責客製化的暫存器的存取與細部客製化的判斷，車子要走就需要輪子，這就是收發雷射的角色了。

其中GN1157B的關鍵技術為...（架構請參考下圖）

1.IInput Equalizer & Output Pre-emphasis
內置的EQ&Pre-emphasis，透過線性的補償，減少因為PCB layout或因雷射品質帶來的眼圖劣化，協助客戶優化TX和RX眼圖。

2.Auto Power Control:
此功能能夠透過回授監視ＴＸ的光功率，持續的偵測和補償，能避免雷射因為高溫或老化造成的系統異常。若客戶有省電或功耗的需求，也支持LUT做節能的設置。

3.Temp Semor & Digital Diagnostics:
內置的溫度偵測和數位監控功能，能有效率的方便客戶使用，讓客戶降低整體設計成本與layout空間。

4.RX Programmable Bandwidth:
可調的RX頻寬，將使GN1157B支援1Gb/s ~ 12.5Gb/s，涵蓋CPRI/Ethernet/Fibre Channel等各種規範，使客戶使用上更彈性。

Semtech測試報告