用1394b来实现光纤传输

1、用1394b来实现光纤传输1简介 目前市场上有很多带1394a接口的产品，1394a在传输距离上有一个限制，它只能采用带屏蔽的双绞线传输4.5米。如果想要传输更远的距离，可以考虑采用1394b的技术。相比较于1394a，1394b除了传输速率大大提高，传输的距离也达到了100米，而且可以选用更多的传输媒介，比如非屏蔽的5类双绞线、塑料光纤和玻璃光纤等。1394b的高传输速率（800/1600/3200Mbps）现在看来还不是很迫切的需求，但传输距离的提高近来却吸引了越来越多的用户。 1394a的信号称为Data-Strobe(DS mode)，而1394b采用不同的编码方式(8B10B，或Be

2、ta-Only mode)，1394b需要向下兼容1394a，同时支持这两种模式的被称为双语模式(Bilingual mode)。下图就显示如何来连接两种不同的信号和设备。1394a设备1394b双语设备1394b双语设备1394a设备1394b信号塑料光纤或玻璃光纤1394a信号1394a信号 不同的媒介可以实现不同的传输距离和速率，下表是一个总结。使用光纤传输可以更快的速率达到更远的距离，同时能有效地降低电磁干扰，本文要讨论的正是1394b的光纤传输。媒介距离S100S200S400S800S1600S3200非屏蔽五类双绞线(UTP-5)100米 (未定)塑料光纤(POF)100米玻璃光

3、纤(GOF)100米屏蔽双绞线(STP-beta)屏蔽双绞线(STP-DS)2建立1394b的连接 1394b和1394a一样支持热拔插，要检测到一个新连接，1394b在TPB+/-差分对的信号线上产生和发送一个tone信号（tone信号我们在美国宇航局直播的登陆火星的过程中见过，其实类似一个握手信号），接收节点收到这个tone信号，表示有新节点接入。如果这个tone信号是有效的，接着就是双方对传输速率的确认。速率的表示也采用tone信号，只是用特定的间隔来表示不同的速率。这个过程完成后，发送方和接受方就应该统一到相同的传输速率上，并且同步两边的时钟，这个步骤称为training，其实就是同步

4、。最后总线转入空闲状态，一直等到真正的数据传输开始。参见下图： 这张图是一个例子，一个节点支持S400（400Mbps)，另一个支持S800。从接收端的TPA+/-引脚可以看到发送端TPB+/-引脚上的信号，（这是因为在1394b Beta模式的信号中，一般使用TPB+/-来发送，使用TPA+/-来接受，这一点和1394a DS模式不同）。图中我们可以看到，两边节点的tone信号、速率信号、应答和同步，以及最后的连接完成。对于后面的光收发器来说，它必须要遵循这样的握手信号和顺序，并且把信号复制到接收的节点。 下图所示为tone信号的间隔和保持时间，这时候应该没有其他的同步过程正在发生。tone

5、是一个50MHz的信号，保持时间为667us，周期为42.67ms。在接收端，tone信号会衰减，但保持时间不得小于400us，否则被认为无效。在tone有效期间，TPB的信号电平必须满足1394b规范的规定；在两个tone信号的间隔期，发送端处于高阻状态。3PHY到光纤收发器(FOT)的连接 不同的光纤收发器其接口电平可能不一样，所以它和1394b芯片的电平不一定匹配，为此在这两个控制芯片之间必须要加上其它的匹配电路，下图是一个最基本的连接图。1394bPHYTPBTPA匹配网络电平转换(TXB0108)光纤收发器CBTENTxRxSD3.1 匹配网络 匹配网络在1394b的规范中有严格定义

6、，实际上是一个简单的阻容网络，可以参照下面的两张结构图。需要注意的是这几个电阻、电容在布板的时候要尽量靠近PHY芯片。 上面一张图使用的是正射极耦合逻辑的光纤收发器(PECL FOT)，下面一张图使用的是低压正射极耦合逻辑的光纤收发器(LVPECL FOT)。3.2 电平转换 作为光纤收发器的输入，一般需要一个电平转换的电路，如果采用交流耦合方式，电平转换电路可以采用简单的分立元件，当然专门的集成电路也可以考虑，比如TI的TXB0108，效果会更好一些。上面两张图是采用分立元件的例子，非常的相似，也有一些小的区别，这是为了保证消除在两个tone信号之间接收端可能产生的噪声。消除发送噪声有一个办

7、法，在差分信号上加上小的偏置电压，这种办法只能应用在光纤收发器的发送器不是交流耦合的场合。 如果光纤收发器的发送器使用交流耦合，就需要采用不同的办法。有一些光收发器中带有发送使能，如果该发送使能信号的延时小于100us，就可以实现同样的目的。下图是一个例子，注意图中比较器的输入电压为0.8V，另一个输入来自于差分信号。 在布板的时候要注意，必须保证差分信号的长度是一样的。3.3 接收端的网络 在接收端要根据不同的光纤收发器配置相应的阻容网络，事实上绝大部分的光纤收发器都会提供参考的电路。一般来说，光纤收发器会把所有的输入信号都加以放大，所以假定在tone信号之间没有信号输入，接收器也可能会输出噪声。为了避免这种伪噪声，可以使用一套交叉开关，在tone信号之间产生一个高阻状态。当检测到正常的输入信号时开关打开；反之，如果不是开关关闭。所以收发器必须带有信号检测的功能，以控制交叉开关。 如果信号检测的信号是LVCOMS，它可以直接用来控制交叉开关，但对于PECL的光纤收发器来说必须要做电平转换。前面三张例图中有两个是PECL的，所以需要电平转换（PECL-to-TTL转换），而