CT-0155TSP-MB5L-E 2M SFP-Transceiver mit DDMI, 1310-nm-FP-Laser, 20 km, 2 Mb/s

Ja, der Transceiver wurde speziell für Geräte mit optischen Schnittstellen nach IEEE C37.94 oder IEC 62843 entwickelt. Er arbeitet mit 2 Mb/s und NRZ-Codierung und setzt eine differenzielle elektrische AC/AC-Schnittstelle in eine optische Singlemode-Verbindung um. Das Modul verfügt über einen standardisierten SFP-Formfaktor und eine Duplex-LC-Buchse. Seine Datenrate und sein Schnittstellenverhalten unterscheiden sich jedoch von herkömmlichen Ethernet-SFPs. Das Hostsystem muss daher die erforderliche Signalisierung mit 2 Mb/s, die Steuerpins und die 3,3-V-Versorgung bereitstellen. Die rein mechanische SFP-Kompatibilität bestätigt weder die elektrische Kompatibilität noch die Protokollkompatibilität.

Aus der Differenz zwischen der minimalen Sendeleistung von −19 dBm und der Empfängerempfindlichkeit von −34 dBm ergibt sich ein konservativ angesetztes nominales Leistungsbudget von 15 dB. Davon müssen die Faserdämpfung bei 1310 nm, Steck­verbinder- und Spleißverluste, die Dämpfung der Patchkabel, Alterungs- und Temperatureffekte sowie eine angemessene Planungsreserve abgezogen werden. Die maximale Sendeleistung beträgt −11 dBm, während der Empfänger bis zu −3 dBm verträgt. Damit verbleibt bereits ohne Berücksichtigung der Streckendämpfung eine Reserve von 8 dB bis zur maximal zulässigen Eingangsleistung. Die Angabe von 20 km ist daher eine Reichweitenklassifizierung und ersetzt keine streckenspezifische Berechnung. Vor der Inbetriebnahme sollte die optische Dämpfung über die gesamte Verbindung gemessen werden.

Die digitale Diagnoseschnittstelle überwacht Modultemperatur, Versorgungsspannung, Laser-Biasstrom sowie Sende- und Empfangsleistung über eine SFF-8472-kompatible I²C-Schnittstelle. Die Temperatur wird im Bereich von −40 bis +85 °C mit einer Genauigkeit von ±3 °C gemessen, die Spannung im Bereich von 3,0 bis 3,6 V mit einer Genauigkeit von ±3 %. Die Genauigkeit der Biasstrommessung beträgt ±10 %; für beide optischen Leistungsmessungen ist eine Genauigkeit von ±3 dB angegeben. Der kalibrierte Messbereich der Empfangsleistung reicht von −30 bis −3 dBm, obwohl die Empfängerempfindlichkeit bis −34 dBm reicht. Messwerte nahe der Empfindlichkeitsgrenze können daher außerhalb des spezifizierten DDMI-Genauigkeitsbereichs liegen. Wenn präzise Messungen erforderlich sind, sollten diese Werte mit geeigneten optischen Messgeräten überprüft werden.

Das Hostsystem muss eine geregelte Versorgungsspannung zwischen 3,1 und 3,5 V bereitstellen. Die angegebenen maximalen Stromaufnahmen für Sender und Empfänger betragen 200 mA bzw. 100 mA. Als einfache Abschätzung für die Gesamtauslegung ergeben sich somit 300 mA. Werden beide Grenzwerte gleichzeitig erreicht, entspricht dies etwa 0,99 W bei 3,3 V oder 1,05 W bei der maximalen Betriebsspannung. Luftstrom, Temperatur des SFP-Käfigs, benachbarte Module und die Bedingungen im Gerätegehäuse müssen so berücksichtigt werden, dass die Temperatur des Modulgehäuses zwischen −40 und +85 °C bleibt. Die über DDMI erfassten Temperatur- und Spannungswerte können die Betriebsüberwachung unterstützen. Die Strom­versorgung und die thermische Auslegung des Hostsystems sollten dennoch unter den ungünstigsten Versorgungs- und Umgebungsbedingungen validiert werden.

Das Hostsystem sollte für die Modulinitialisierung einschließlich des Rücksetzens des Tx-Fault-Zustands bis zu 300 ms vorsehen. Die Aktivierung von Tx Disable kann bis zu 10 µs und die Deaktivierung bis zu 1 ms dauern. Tx Fault benötigt gegebenenfalls bis zu 100 µs, um einen Senderfehler anzuzeigen. Die Aktivierung und Deaktivierung des LOS-Signals am Empfänger können jeweils bis zu 100 µs dauern. Der differenzielle Sendereingang akzeptiert einen Signalhub von 400 bis 1600 mV; der Empfänger liefert ein differenzielles Ausgangssignal mit einem Hub zwischen 0,4 und 1,3 V. Diese Verzögerungen müssen bei der Startsequenz und der Schutzumschaltung berücksichtigt werden. Eine verzögerungsfreie Reaktion der Steuer- und Statussignale darf nicht vorausgesetzt werden.

Das Modul ist für 9/125-µm-Singlemode-Fasern ausgelegt und verfügt über eine Duplex-LC-Buchse. Eine Faser überträgt das Sendesignal, die andere das Empfangssignal. Bei der Installation muss daher die richtige Zuordnung von Sender und Empfänger sichergestellt werden. Der FP-Sender hat eine typische Zentralwellenlänge von 1310 nm bei einem spezifizierten Bereich von 1270 bis 1350 nm. Obwohl der Empfänger im Bereich von 1100 bis 1600 nm anspricht, ist die Verbindung als Singlemode-Strecke mit 1310 nm vorgesehen. Die Stirnflächen der Steck­verbinder sollten vor dem Anschluss geprüft und gereinigt werden, da Verunreinigungen einen Teil des konservativ angesetzten optischen Budgets von 15 dB aufbrauchen können.

Der Transceiver ist als Laserprodukt der Klasse 1 eingestuft und nach IEC 60825-1 Ed. 2:2007-03 sowie den geltenden FDA-Anforderungen für Laserprodukte spezifiziert. Er ist zudem RoHS-konform und bleifrei aufgebaut und entspricht den Vorgaben des SFP MSA sowie der Diagnoseschnittstelle nach SFF-8472. Bei der Entwicklung des optischen Moduls wurden die Grenzwerte der FCC-Klasse B und die Störfestigkeit gegenüber Hochfrequenz berücksichtigt. Die endgültigen EMV-Eigenschaften hängen jedoch vom Gehäuse des Hostsystems, der Erdung, der Filterung der Strom­versorgung, dem Leiterplattenlayout und der externen Verkabelung ab. Für das vollständige Gerät können außerdem Prüfungen nach EN 55022 oder CISPR 22 erforderlich sein. Die Konformität des Moduls ersetzt nicht die Bewertung des fertigen Systems in seiner vorgesehenen Konfiguration.

LOS und Tx Fault sollten als Statusanzeigen und nicht als direkte Messwerte für die Fehlerrate der Verbindung betrachtet werden. Für das LOS-Signal des Empfängers sind ein Aktivierungsgrenzwert von −45 dBm, ein Deaktivierungsgrenzwert von −33 dBm und eine Hysterese von mindestens 0,5 dB angegeben. Die Reaktionszeit beträgt bis zu 100 µs. Da die Empfängerempfindlichkeit mit −34 dBm bei einer BER unter 10⁻¹⁰ spezifiziert ist, lässt sich aus dem LOS-Zustand nicht der genaue Punkt ableiten, an dem Datenfehler einsetzen. Mit Tx Fault und Tx Disable kann das Hostsystem Senderfehler erkennen und den betroffenen Sender isolieren. Die spezifizierten Reaktionszeiten müssen jedoch in der Steuersequenz berücksichtigt werden. Zuverlässige Umschaltentscheidungen sollten die Signale der Statuspins, DDMI-Messwerte und Prüfungen des Kommunikationsprotokolls gemeinsam auswerten.