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(shì)。光纖理論容量可達(dá)20000GHz，無(wú)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(gè)電TItle="信號(hào)" style="text-decoration:underline;color:blue">信號(hào)到光信號(hào)、光信號(hào)到電信號(hào)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(lèi)。數(shù)字光端機(jī)是將所要傳輸?shù)膱D像、語(yǔ)音以及數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，再將這些數(shù)字信號(hào)進(jìn)行復(fù)用處理，使多路低速的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成一路高速信號(hào)，并將這一信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)。在接收端將光信號(hào)還原成電信號(hào)，還原的高速信號(hào)分解出原來(lái)的多路低速信號(hào)，最后再將這些數(shù)據(jù)信號(hào)還原成圖像、語(yǔ)音以及數(shù)據(jù)信號(hào)。模擬光端機(jī)就是將要傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行幅度或頻率調(diào)制然后將調(diào)制好的電信號(hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)。在接收端將光信號(hào)還原成電信號(hào)，再把信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，還原出圖像、語(yǔ)音或數(shù)據(jù)信號(hào)。

       數(shù)字光端機(jī)傳輸信號(hào)質(zhì)量高，沒(méi)有模擬調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅光端機(jī)多路信號(hào)同傳時(shí)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(zhǎng)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(dòng)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(kāi)始普遍大量應(yīng)用。圖一是光端機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。 
  





                                                   圖一  光端機(jī)典型應(yīng)用

       TI是模擬器件全球最大的供應(yīng)商之一，針對(duì)數(shù)字光端機(jī)的系統(tǒng)需求（圖二所示），TI提供全套高性能的模擬部分解決方案。 
  





                                          圖二 （a） TX Board 
  





                                                       圖二 （b） RX Board 
       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(hào)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(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，SNR可達(dá)到46dB。若要達(dá)到更高的信號(hào)處理和傳輸質(zhì)量，建議采用TI THS1041ADC（10bits, 40MSPS）,THS1041針對(duì)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(gè)增益可調(diào)的放大器，從圖二 （a）可以看出，采用THS1041將是一個(gè)高集成度方案， THS1041的SNR可達(dá)57dB。對(duì)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(duì)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做為音頻放大器，DRV13X/INA13X做為音頻驅(qū)動(dòng)。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(jìng)爭(zhēng)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L(zhǎng)VTTL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(duì)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L(zhǎng)VDS電平。

       系統(tǒng)時(shí)鐘

        若是環(huán)形級(jí)聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在每一級(jí)中需從上一級(jí)高速數(shù)據(jù)中提供時(shí)鐘做為本級(jí)的主時(shí)鐘以便整個(gè)系統(tǒng)的同步， 由于從線路提取出的時(shí)鐘抖動(dòng)較大，一般需要時(shí)鐘抖動(dòng)清除，TI的CDC7005或者CDCM7005是專(zhuān)門(mén)針對(duì)這種應(yīng)用的一款高性能的時(shí)鐘鎖相環(huán)路并帶有時(shí)鐘濾抖功能，對(duì)此TI發(fā)布了一款專(zhuān)門(mén)的評(píng)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(zhuān)門(mén)針對(duì)Xilinx和Altera FPGA而設(shè)計(jì)的電源解決方案。