基於Semtech GN1159 4G Wireless 光纖模組前傳技術方案

SemtechGN1157B之後,再推出1159 Wireless光纖模組傳輸技術方案,專門用於SFP長距離雷射,瞄準波長DFB的雷射光源,傳輸距離為10公里的市場。
延續Wireless光纖模組傳輸技術方案優勢,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,實現穩定的CPRI點對點的光纖傳輸,此外此架構更省去了MCU。
相對於之前GN1157B客戶的接受度更大,更容易讓研發人員使用。

硬件關鍵技術

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BBUSemtech GN1159 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BBURRU之間通過光纖以近10Gbps速率超高速傳輸,基於Semtech GN1159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。

直得一提的是,原本在GN1157B上需要寫code以及外掛MCU,雖然彈性較大,但部分開發難度增加,有鑑於此,GN1159增加了state machine機制,讓一些中小型客戶,減少RD的開發人力和成本,使其更容易進入這個光通市場。

軟體關鍵技術與軟體GUI技術支持

Semtech GN1159延續了GN1157B的便利性,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。
另外GUI整體做了人機介面的設計,使用起來更直接也更人性化。

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。(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 GN1159 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!

 



其中GN1159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TXRX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。

5.state machine機制:
使之省去寫code外掛MCU的困擾,變得更容易開發。


Semtech
測試報告

(1)TX眼圖

 

(2)RX bit error rate:

 

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參考來源

Semtech: https://www.semtech.com