FB2M5LRR – Émetteur-récepteur LC pour fibre optique plastique (POF), 650 nm, 10–250 MBd, 50 m, avec RSSI

La chaîne électrique et optique prend en charge des débits de 10 à 250 Mbit/s, tandis que le débit de symboles sur la liaison série dépend du codage en ligne utilisé. Un flux Ethernet de 100 Mbit/s avec un codage 4B/5B fonctionne à 125 MBd, alors qu’un débit utile de 200 Mbit/s avec un codage 8B/10B correspond à 250 MBd. La limite pratique du débit de symboles est donc de 250 MBd pour les applications NRZ visées. Lors du choix d’un port d’émetteur-récepteur PHY ou FPGA, les ingénieurs doivent vérifier le débit en ligne après codage plutôt que de se fier uniquement au débit utile. Une conception dépassant 250 MBd après codage sort de la plage de fonctionnement caractérisée.

Oui, une portée de 50 m sur fibre optique plastique (POF) à saut d’indice est spécifiée à 250 Mbit/s, mais la portée réelle dépend de l’ensemble de l’installation. L’émetteur fournit une puissance optique moyenne comprise entre -10 et -2 dBm, tandis que le récepteur présente une sensibilité de -24 dBm et accepte une puissance optique d’entrée maximale de -2 dBm. L’écart entre la puissance émise minimale et la sensibilité du récepteur donne un budget optique nominal de 14 dB, avant prise en compte des pertes des connecteurs, de l’atténuation de la fibre, des courbures, de la contamination, du vieillissement et des effets de la température. Le bilan de liaison doit donc être calculé à partir de la configuration réelle des câbles et des connecteurs. Le matériel de série doit également être testé sur toute la plage de conditions environnementales requise.

Les voies de données doivent normalement être couplées en alternatif afin que chaque côté conserve la tension de mode commun requise par sa propre interface. Le récepteur présente une tension de sortie de mode commun typique de 1,25 V, une excursion de sortie typique de 400 mV crête à crête et une excursion différentielle de 800 mV. Les circuits CML fonctionnent généralement avec un niveau de mode commun de 1,5 V, tandis que le montage LVPECL illustré porte ce niveau à 2 V au moyen d’un réseau de résistances. RD+ et RD− disposent d’une terminaison interne de 100 Ω, mais TD+ et TD− nécessitent une résistance de terminaison différentielle externe de 100 Ω. La capacité des condensateurs de couplage de 100 nF utilisés à haut débit peut devoir être augmentée aux débits plus faibles.

Les fonctions de veille réduisent la consommation au repos, mais leurs délais doivent être pris en compte lorsque le trafic reprend après une période d’inactivité. Le courant de veille typique de l’émetteur est de 20 µA et celui du récepteur de 7 µA, soit un total typique de 27 µA. Le délai de réveil de l’émetteur est généralement de 5 µs et peut atteindre 80 µs. Le récepteur, quant à lui, passe en veille après 2 secondes et nécessite 100 µs pour se réveiller. Son seuil de réveil se situe entre -28 et -26 dBm. Les protocoles à communication intermittente peuvent nécessiter un préambule, une séquence d’inactivité ou une autre période de signalisation valide avant que les données utiles ne soient acceptées.

La broche RSSI fournit un courant lié à la puissance optique moyenne reçue par le récepteur. Une résistance placée entre RSSI et la masse convertit ce courant en tension analogique ; le circuit de surveillance donné en exemple utilise une résistance de 10 kΩ. La responsivité RSSI typique est de 0,16 A/W, et la plage de tension disponible s’étend de 0 V à VCC moins 1,5 V. Un convertisseur analogique-numérique ou un comparateur peut exploiter ce signal pour détecter une augmentation progressive des pertes de liaison, une contamination ou une courbure excessive de la fibre avant que la réception des données ne soit compromise. Les seuils doivent être étalonnés sur l’assemblage final, car le RSSI est destiné à surveiller l’état de la liaison, et non à mesurer avec précision la puissance optique.

Les broches 1 et 12 doivent relier directement les blindages électromagnétiques au plan de masse des signaux. Les deux broches de masse de l’émetteur doivent également être raccordées, car elles ne sont pas reliées en interne. Un plan de masse continu à faible inductance contribue à limiter la diaphonie entre l’émetteur et le récepteur ainsi que les interférences externes. Les lignes TD+/TD− et RD+/RD− doivent être routées en paires différentielles à impédance contrôlée, avec des pistes courtes et de longueurs appariées. Les condensateurs de découplage d’alimentation doivent être placés près des broches d’alimentation correspondantes, et le filtrage recommandé ne doit pas être éloigné de l’émetteur-récepteur. La résistance de terminaison externe de 100 Ω de l’émetteur doit également être positionnée de manière à minimiser les dérivations et les discontinuités.

Le composant est conçu pour des procédés de brasage maîtrisés et ne convient pas à la refusion par infrarouge ou en phase vapeur. Le brasage est limité à 260 °C pendant 10 secondes, une seule fois et à au moins 2,2 mm de la base des broches. La classification MSL 2a autorise une durée d’exposition à l’air de 672 heures à une température inférieure à 30 °C et à une humidité relative inférieure à 60 % après ouverture du sachet barrière contre l’humidité. Un stockage au sec à une humidité relative inférieure à 10 % constitue une autre option. Le bouchon antipoussière doit rester en place pendant le brasage, le nettoyage et le séchage. Les produits de nettoyage à base d’alcool sont autorisés, mais l’acétone, l’acétate d’éthyle, le phénol et les solvants similaires doivent être exclus du procédé.