TI數(shù)字光端機(jī)方案

隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖通信技術(shù)已成為通信的重要手段。光纖傳輸系統(tǒng)具有容量大，傳輸距離遠(yuǎn)兩大優(yōu)勢。光纖理論容量可達(dá)20000GHz，無中繼傳輸距離可達(dá)50－80公里。

光端機(jī)是光纖通信中采用的一種設(shè)備，實(shí)質(zhì)上就是一個電信號到光信號、光信號到電信號的轉(zhuǎn)換器。從傳輸方式上光端機(jī)分為數(shù)字光端機(jī)和模擬光端機(jī)兩類。數(shù)字光端機(jī)是將所要傳輸?shù)膱D像、語音以及數(shù)據(jù)信號進(jìn)行數(shù)字化處理，再將這些數(shù)字信號進(jìn)行復(fù)用處理，使多路低速的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一路高速信號，并將這一信號轉(zhuǎn)換成光信號。在接收端將光信號還原成電信號，還原的高速信號分解出原來的多路低速信號，最后再將這些數(shù)據(jù)信號還原成圖像、語音以及數(shù)據(jù)信號。模擬光端機(jī)就是將要傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行幅度或頻率調(diào)制然后將調(diào)制好的電信號轉(zhuǎn)化成光信號。在接收端將光信號還原成電信號，再把信號進(jìn)行解調(diào)，還原出圖像、語音或數(shù)據(jù)信號。

數(shù)字光端機(jī)傳輸信號質(zhì)量高，沒有模擬調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅光端機(jī)多路信號同傳時的交調(diào)干擾嚴(yán)重、容易受環(huán)境影響、傳輸質(zhì)量低劣、長期工作穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，因此，數(shù)字光端機(jī)將逐漸取代模擬光端機(jī)。目前在高速公路、交通、電子警察、監(jiān)控、安防、工業(yè)自動化、電力、海關(guān)、水利、銀行等領(lǐng)域，視頻圖像、音頻、數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)等光端機(jī)已開始普遍大量應(yīng)用。圖1是光端機(jī)的一個典型應(yīng)用。

TI是模擬器件全球最大的供應(yīng)商之一，針對數(shù)字光端機(jī)的系統(tǒng)需求(圖2所示)，TI提供全套高性能的模擬部分解決方案。

視頻通道
TI OPAX692/3和THS73X3系列視頻放大器提供高性能視頻信號濾波整形處理，差分增益和差分相位分別可達(dá)0.001%和0.01%，可根據(jù)具體的系統(tǒng)需求選擇一款合適的視頻放大器。TLC55X0系列高性能ADC(8bits，20-40MSPS)將視頻放大器處理后的模擬信號變換成數(shù)字信號，SNR可達(dá)到46dB。若要達(dá)到更高的信號處理和傳輸質(zhì)量，建議采用TI THS1041ADC(10bits，40MSPS)，THS1041針對視頻應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其最大的特點(diǎn)是內(nèi)部集成了鉗位功能和一個增益可調(diào)的放大器，從圖2(a)可以看出，采用THS1041將是一個高集成度方案，THS1041的SNR可達(dá)57dB。對于DAC，我們建議采用TI DAC908(8bits，165MSPS)或DACX900(10bits，165MSPS)，這兩款DAC也都是針對視頻應(yīng)用設(shè)計(jì)的。

音頻通道
TI提供全面的音頻解決方案，包括音頻功放、音頻A/D/A、數(shù)字音頻等等。根據(jù)光端機(jī)的系統(tǒng)需求(放大器＋A/D/A)，我們推薦使用OPAX134/X604作為音頻放大器，DRV13X/INA13X作為音頻驅(qū)動。音頻ADC推薦PCM180X，音頻DAC推薦使用PCM175X。若采用音頻Codec(ADC+DAC)的話，我們建議TLV320AIC3X/2X系列。

高速并串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口
TI提供業(yè)界最具競爭力的高速并串轉(zhuǎn)換器(Serdes)。TLK1501/2501/3101(16:1)系列提供從0.5Gbps到3.125Gbps的速率范圍，功耗低于350mV，并行接口為LVTTL電平，串行接口有CML和VML電平，可與大多數(shù)光/電模塊直接對接。如果數(shù)據(jù)量不大，可以采用SN65LV1023A/1224B(10:1)，其提供從100Mbps到660Mbps的串行速率，電平為LVDS電平。

系統(tǒng)時鐘
若是環(huán)形級聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在每一級中需從上一級高速數(shù)據(jù)中提供時鐘做為本級的主時鐘以便整個系統(tǒng)的同步，由于從線路提取出的時鐘抖動較大，一般需要時鐘抖動清除，TI的CDC7005或者CDCM7005是專門針對這種應(yīng)用的一款高性能的時鐘鎖相環(huán)路并帶有時鐘濾抖功能，對此TI發(fā)布了一款專門的評估系統(tǒng)(TSW2000)，詳細(xì)的信息可從TI.com網(wǎng)站上獲得。

電源管理部分
TI提供全面的電源解決方案，就光端機(jī)而言，TI有專門針對Xilinx和Altera FPGA而設(shè)計(jì)的電源解決方案。

圖2a：數(shù)字光端機(jī)發(fā)送端(TX)。

圖2b：數(shù)字光端機(jī)接收端(RX)。