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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik optischer Transceiver und SerDes


Autor: Christian S. (kruemel)
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Hallo,

ich habe eine Platine erstellt um einen optischen Link zu testen. Ich 
verwende dazu den optischen Transceiver HFBR-53A5VEMZ von Avago und 
einen SerDes TLK1521 von TI. Aber die Datenübertragung über ein 
optisches LWL Kabel funktioniert nicht.

Der SerDes hat differenzielle Daten Ein-und Ausgänge, er funktioniert 
bidirektional. Ich kann also senden und empfangen. Laut Datenblatt ist 
er PECL kompatibel. Ich betreibe ihn mit einem Takt von 60 Mhz.

Der optische Transceiver ist laut Datenblatt auch PECL kompatibel, die 
Pegel müssten also stimmen (stimmen auch nach Messungen) und es müsste 
so funktionieren, tut es aber nicht. Ich habe das Problem, dass nicht 
alle Bits übertragen werden. Zum Test habe ich eine Stiftleiste aufs 
Board gesetzt mit der ich per Jumper beliebige Bitkombinationen erzeugen 
kann. Es kommen nur bestimmte Bitmuster rüber.

Der SerDes bestizt eine Sync Funktion in der 9 1en und 9 0en übertragen 
werden, die kommen auch an. 18 1en aber nicht.

Nun habe ich den SerDes einzeln getestet in dem ich Ein-und Ausgang 
elektrisch verbunden habe. Dann funktioniert die Übertragung ebenfalls. 
Anscliessend habe ich das optische Moduk getestet, aber die Signale über 
das LWL Kabel kommen auch an. Ich kann mir nicht erklären warum das 
nicht funktioniert, vllt weiss ja hier jemand woran es liegen könnte.

Datenblätter dazu sind hier:

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tlk1521.pdf

http://www.farnell.com/datasheets/48016.pdf

Danke im vorraus

Gruß
Christian

Autor: Bernd G. (Firma: LWL flex SSI) (berndg)
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Dein Transceiver verlangt nach einem gleichanteilfreien (NRZ-) Signal 
auf der optischen Strecke (der Transceiver hat eine 
Wechselspannungaskopplung!) das zu allem Überfluss auch keine langen 
Null- oder Einssequenzen aufweisen darf.

> Der SerDes bestizt eine Sync Funktion in der 9 1en und 9 0en übertragen
> werden, die kommen auch an. 18 1en aber nicht.

Hier muss also eine Leitungscodierung her, die das vermeidet. 
Hervorragend geeignet ist hier eine 8b/10b-Codierung.
Ein Serdes alleine tut es nicht. Der angemessene Schaltkreis wäre hier 
ein 8b/10b-Endec mit Serdes z.B. Cypress CYP15G0101DXB.

Autor: Christian S. (kruemel)
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Hi,

genau da liegt mein Fehler.
Die Frage ist ob ich nicht einfach einen anderen Transceiver nehmen 
kann?
Mein Transceiver muss also auch Gleichspannung verarbeiten können?

Ich hatte dabei an folgenden anderen Transceiver gedacht:

http://focus.ti.com/lit/ug/sllu008/sllu008.pdf

Er hat keine Kondensatoren im Eingang und wird mit einem anderen SerDes 
dieser Baureihe betrieben. Steht weiter hinten im Datenblatt.

Autor: Falk Brunner (falk)
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"The board enables the designer to connect 50 W parallel buses to both
transmitter and receiver connectors. The TLK1501, using high speed PLL
technology, serializes, encodes (8b/10b) and transmits data along one
differential pair. The receiver part of the device deserializes, decodes 
and
presents data on the parallel bus."

Bei diesen Datenraten ist AC-Kopplung fast immer vorzufinden, da es das 
Verstärkerdesign und vor allem die Empfangsseite deutlich vereinfacht.

Der IC macht das bereits für dich.

"An interface between the TLK1501EVM and an optical transceiver can be
achieved in many ways, depending on the design of the optics module and 
its
associated interface circuitry. Direct connection is achieved only if 
the optical interface supports the current mode logic levels of the 
TLK1501 device (VDD – 1 V). If the optics module does not support or can 
not be biased to the CML levels then ac-coupling must be used. Both ac- 
and dc-coupling schemes are shown in Figure 2–5."

MFG
Falk

Autor: Christian S. (kruemel)
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Ja okay, ich nutze ja wie oben gesagt den TLK1521 und den Transceiver 
von Avago.

Dieser besitzt aber KOndensatoren im Eingang. Sehe ich also richtig, das 
es deswegen nicht geht? Die beiden passen also nicht zusammen?

Ich habe das Board mit den beiden Teilen bereits aufgebaut, was wäre 
denn dann die schlauste Variante eine Funktion sicherzustellen?

Anderer SerDes oder anderer Transceiver?
Der Transceiver in dem Datenblatt zum 1501 ist doch dann auch geeignet 
für meinen SerDes oder hab ich das falsch verstanden?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Christian S. (kruemel)

>Ja okay, ich nutze ja wie oben gesagt den TLK1521 und den Transceiver
>von Avago.

Der TLK1521 ist nur ein 1Gbit/s UART. Der pappt an die 18 Nutzbits 
Start- und Stop-Bit und fertig. Nix Encoding.

>Dieser besitzt aber KOndensatoren im Eingang. Sehe ich also richtig, das
>es deswegen nicht geht? Die beiden passen also nicht zusammen?

Ja. Man könnte ggf die Kodierung selber im Datenstrom machen, halte ich 
aber für Doppelt gemoppelt. Nimm gleich den richtigen SerDes und gut.

>Anderer SerDes oder anderer Transceiver?

Anderer SerDes. Gleichspannungsgekoppelte optische Tranceiver sind SEHR 
selten (geworden).

>Der Transceiver in dem Datenblatt zum 1501 ist doch dann auch geeignet

Welcher?

>für meinen SerDes oder hab ich das falsch verstanden?

"AC-coupling is only recommended if the parallel TX data stream is 
encoded to achieve a dc-balanced data
stream. Otherwise, the ac-capicitors can induce common-mode voltage 
drift due to the dc-unbalanced data
stream."

MfG
Falk

Autor: Christian S. (kruemel)
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Vielen Dank für deine Erläuterungen.

Als Transceiver dachte ich an:

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/49...

diesen. Er ist bei der Application Note zum 1501 vorgeschlagen worden.

Augenscheinlich kann dieser auch dc gekoppelt werden. Ein anderer 
Transceiver wäre für die Umsetzung einfacher, da ich so kein neues 
Layout erzeugen müsste.
Es geht nämlich da um eine Bachelorarbeit und die ist ja auf einen 
Zeitraum begrenzt. Ich muss zusätzlich nämlich noch das passende A/D 
Wandler Modul bzw. das D/A Wandler Modul entwerfen.

Gruß
Christian

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Christian S. (kruemel)

>http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/49...

>diesen. Er ist bei der Application Note zum 1501 vorgeschlagen worden.

Kann man machen.

>Es geht nämlich da um eine Bachelorarbeit und die ist ja auf einen
>Zeitraum begrenzt.

Dann im ihn, für so einen Einzelfall ist das OK. Wahrscheinlich kostet 
der aber auf Grund der SONET/SDH Eignung einiges mehr als ein 
vergleichbarer, AC-gekoppelter Tranceiver für Gbit-Ethernet & Co. Die 
sind in grösseren Stückzahlen Schüttgut, 20 EUR oder so.

> Ich muss zusätzlich nämlich noch das passende A/D
>Wandler Modul bzw. das D/A Wandler Modul entwerfen.

Viel Spass und Erfolg dabei.

MFG
Falk

Autor: Christian S. (kruemel)
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Ja okay, das wird wahrscheinlich auch die einfachste wenn auch nicht so 
elegante Variante sein. Ich hoffe ich krieg das Teil auch noch irgendwo 
;-)

Ein bisschen Zeit ist für die Fehlersuche nämlich schon drauf gegangen.

@  Falk Brunner

Vielen Dank für deine Unterstützung

Gruß
Christian

Autor: Bernd G. (Firma: LWL flex SSI) (berndg)
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> Die Frage ist ob ich nicht einfach einen anderen Transceiver nehmen
> kann?

Du kannst es mit Transceivern für die digitale Videoübertragung 
versuchen.
Die müssen nach SMPTE EG34 20 Nullen gefolgt von 20 Einsen bzw. 19 
Einsen und eine Null bzw. umgekehrt vertragen können, wenn sie die 
Empfehlungen SMPTE 259 bzw. SMPTE 292 erfüllen sollen. Dann bekommt man 
auch die Testbilder RP178 und RP198 drüben (Testbilder für PLL 
Pathological Pattern und Equalizer Pathological Pattern). Ähh, leichtes 
Abschweifen in die Abgründe der Fernsehtechnik.
Die Dinger haben aber einen sehr ungünstigen Preis und sind meist nur 
über einen Disti bzw. direkt beim Hersteller zu bekommen:
Hersteller: Gennum, Optoway, Eoptolink, Lightron. Bauform: meist SFP
Vorsicht: viele der SFP-Bauformen sind nicht MSA-kompatibel!

Autor: Christian S. (kruemel)
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Hallo,

die Such nach geeigneten Transceivern gestaltet sich schwieriger als 
gedacht. Es gibt keine oder nur wenige, die dann entsprechende 
Lieferzeiten von 10 Wochen haben. Nun die Zeit habe ich nicht.

Gibt es noch eine andere Möglichkeit die mir einen DC-balanced 
Datenstrom bringt. Ich dachte vllt an Logik Bausteine die abwechselnd 
den Datensrom negieren oder eben so lassen, dann müsste das doch 
ausgeglichen sein?

Einen anderen SerDes habe ich nun auch bestellt, den TLK1501 oben aus 
dem Datenblatt der direkt encodiert.Im Datenblatt steht das ich die 
Einheit aber nicht direkt verbinden kann sprich Transmitter auf Receiver 
Eingang legen, da der Receiver erst Daten empfangen muss, die gültig 
sind, bevor der Transmitter angeschaltet wird. Hintergrund ist der Test 
der optischen Übertragungsstrecke.

Und bei einem Baustein, den ich bestellt habe bringt mir das nicht viel.

Hat von euch noch jemand eine schnellere und einfachere Idee?


Gruß
Christian

Autor: Christian R. (supachris)
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Wo kommt denn der Datenstrom her? Normal kann man sowas an der Quelle 
gleich machen, z.B. im FPGA.

Autor: Christian S. (kruemel)
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Das Board is modular ausgelegt, ich hab jeweils für den Transmitt und 
Receive Teil 40 Pol Steckerleisten ausgeführt.

Da kann ich also beliebiges dranhängen.

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