STM1E-SFPxx 155Mbps铜质收发器：高性能通信的理想选择

在通信领域，高速稳定的数据传输一直是追求的目标。今天，我们要介绍一款性能卓越的155Mbps铜质收发器——STM1E-SFPxx，它能为各类通信系统提供可靠的解决方案。

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产品概述

STM1E-SFPxx是一款符合小型可插拔（SFP）多源协议（MSA）的收发器模块。它采用了Teridian Semiconductor Corporation（TSC）最新一代的155 Mbit/s电接口（STM-1e, ES1）线路接口单元（LIU），并配备了与75Ω电信同轴电缆接口所需的所有组件。

产品特性与优势

特性

1. 兼容性强：兼容SFP收发器的多源协议（MSA），75Ω媒体接口符合ITU - T G.703和Telcordia GR - 253标准，适用于CMI编码的155Mbps电接口。
2. 信号检测：具备ITU - T G.783兼容的信号丢失检测功能，能及时发现信号异常。
3. 灵活控制：支持发射功率关闭和三态控制，可根据实际需求灵活调整。
4. 高损耗处理能力：能够处理超过12.7dB的电缆损耗，保证信号传输的稳定性。
5. 宽温工作范围：可在 - 20°C至85°C的温度环境下正常工作，适应不同的应用场景。
6. 接口支持：75Ω DIN 1.0/2.3母同轴媒体接口支持A类和D类耦合。
7. 低功耗：典型功耗仅0.6W，有效降低能源消耗。
8. 环保设计：符合RoHS 6/6（无铅）标准，环保又健康。

优势

1. 适配性好：与现有的OC3/STM1o线卡兼容，采用可插拔的SFP形式，方便用户使用。
2. 灵活性高：为最终用户提供了按端口灵活配置的选择。
3. 降低成本：减少了系统开发人员提供STM - 1电接口的成本。
4. 消除风险：消除了中心局互连中激光磨损的风险。

数据与控制接口

数据输入输出

STM1E-SFPxx的数据输入输出接口可接受和提供155.52Mbit/s的差分信号。收发迹线的交流耦合在内部处理，无需在主机板上额外配置。接收数据输出（RD+/-）以NRZ编码形式向主机提供恢复后的STM1/STS3数据，在接收信号丢失（Rx LOS）时，接收输出会被抑制。主机卡上的RD+/-迹线应长度相等，并在用户SerDes处用100Ω进行差分端接。发射数据输入（TD+/-）可接受CML或LVPECL电平的STM1/STS3 NRZ数据，发射时序在78P2351R LIU内部恢复，用于CMI线路编码和发射脉冲驱动，主机卡上的TD+/-迹线也应长度相等。

控制与监测

该收发器使用的物理层IC无需复位或软件配置，仅提供一个可选的发射禁用控制引脚，用于启用或关闭发射驱动器。同时，还提供接收信号丢失指示，用于状态监测。

串行ID接口

STM1E-SFPxx支持ATMEL AT24C01的2线串行EEPROM协议，通过串行接口可访问识别信息。内存以字节宽的数据字形式组织，可在设备地址1010000X（A0h）处单独或顺序寻址。

特殊设计考虑

间距要求

使用SFP设备的主机外壳应在SFP收发器之间提供适当的间隙，以适应1.0/2.3迷你同轴前端的较大宽度。大多数系统中，标称中心线间距为16.25mm（0.640”）即可，但首选的同轴电缆类型和布线间隙可能需要更大的间距。

插拔设计

SFP收发器插入槽应避免附近有可能阻碍STM1E - SFPxx独特锁扣机制操作的成型件和盖板。由于同轴网络接口不适合使用提手式解锁方式，因此采用了简单的按钮执行器。从主机卡上解锁收发器时，无需拆卸同轴电缆。

电路板匹配

SFP通过印刷电路板（PCB）与配备SFP电连接器的主机卡匹配。焊盘设计为按以下顺序匹配：首先是接地触点，其次是电源触点，最后是数据和控制触点。

主机接口引脚定义

Pin	Name	Description	Notes
1	VeeT	发射接地	Note 1
2	Tx Fault	STM1E - SFPxx不支持，内部接地
3	Tx Disable	发射禁用。引脚为高电平或开路时，发射机断电并呈三态
4	MOD - DEF2	模块定义2。两线串行ID接口的双向数据引脚，为开漏输出，可与其他开漏或集电极开路设备进行线或连接
5	MOD - DEF1	模块定义1。两线串行ID接口的时钟引脚，数据在正边沿时钟输入EEPROM设备，在负边沿时钟输出
6	MOD - DEF0	模块定义0，内部接地，用于通知主机系统SFP已插入
7	Rate Select	STM1E - SFPxx不支持，内部浮空
8	RLOS	接收信号丢失。当接收信号比标称值低约19dB持续110 UI时置位，当接收信号比标称值低约18dB持续110 UI时清除	Note 2
9	VeeR	接收接地	Note 1
10 11	VeeR VeeR	接收接地	Note 1 Note 1
12	RD -	恢复后的接收NRZ数据输出（反相）
13	RD +	恢复后的接收NRZ数据输出
14	VeeR	接收接地	Note 1
15	VccR	接收电源（+3.3V）	Note 3
16	VccT	发射电源（+3.3V）	Note 3
17	VeeT	发射接地	Note 1
18	TD +	发射NRZ数据输入
19	TD -	发射NRZ数据输入（反相）
20	VeeT	发射接地	Note 1

Notes:

1. 发射和接收接地在内部直接连接。对于STM1E - SFP08版本，电路接地也连接到框架/机箱接地。
2. 在Rx LOS条件下，接收数据输出RD+/-被抑制。有关STM - 1e接口的LOS检测详情，请参考接收信号丢失条件部分。
3. 发射和接收电源在内部连接。

电气特性

绝对最大额定值

PARAMETER	RATING
Supply Voltage (VccT, VccR)	- 0.5 to 3.6 VDC
Storage Temperature	- 65 to 150 °C

推荐工作条件

PARAMETER	RATING
DC Voltage Supply (VccT, VccR)	3.15 to 3.45 VDC
Ambient Operating Temperature	- 20 to 85°C

直流特性

PARAMETER	SYMBOL	CONDITIONS	MIN	NOM	MAX	UNIT
Supply Current	Idd	Max cable length		170	190	mA
Receive - only Supply Current	Iddr	Transmitter disabled		100		mA

数字I/O特性

Tx Disable输入

PARAMETER	SYMBOL	CONDITIONS	MIN	NOM	MAX	UNIT
Input Voltage Low	Vil				0.8	V
Input Voltage High	Vih		2.0			V

TD+/-数据输入

PARAMETER	SYMBOL	CONDITIONS	MIN	NOM	MAX	UNIT
Single - ended Signal Swing	Vpki		0.3		1.2	V

RD+/-数据输出

PARAMETER	SYMBOL	CONDITIONS	MIN	NOM	MAX	UNIT
Single - ended Signal Swing	Vpk	Differentially terminated with 100 Ω	0.5	0.7	1.0	V
Rise & Fall Time	Tf	10 - 90%		0.8	1.2	ns

RxLOS输出

PARAMETER	SYMBOL	CONDITIONS	MIN	NOM	MAX	UNIT
Output Voltage Low	Vol	Iol = 8mA			0.4	V
Pull - up Resistor	Rpu			4.7		k Ω

发射机规格

CMI（同轴）接口

• 比特率：155.52Mbits/s ± 20ppm
• 线路编码：编码标记反转（CMI）
• 相关规范：ITU - T G.703、ANSI T1.102、Telcordia GR - 253 - CORE

同轴输出端口驱动75Ω负载时，输出脉冲符合ITU - T G.703和G.783中的模板要求，这些规格在生产测试中进行验证。

发射机输出抖动

发射抖动规格确保符合ITU - T G.813、G.823、G.825、G.958和Telcordia GR - 253 - CORE对于STS - 3/STM - 1的要求，但生产测试中不测试发射输出抖动。

接收机规格

CMI（同轴）接口

输入信号假定符合ITU - T G.703标准，可因电缆的色散损耗而衰减，最小电缆损耗为0dB，在78MHz时最大为 - 12.7dB。

接收机抖动容限

STM1E - SFPxx超过了图10中所示的所有相关抖动容限规格，但生产测试中不测试接收抖动容限。

接收机抖动传递函数

接收机时钟恢复环路滤波器特性使接收机具有特定的传递函数，DLL的转折频率约为120 kHz，生产测试中不测试接收机抖动传递函数。

接收机信号丢失条件

PARAMETER	MAX UNIT
LOS threshold	- 15 dB
LOS timing	255 UI

环境与法规合规性

Description	Test Method	STM1E - SFPxx Result
ESD threshold (at electrical pins)	Human Body Model MIL - STD - 883	Class 2 (≥ 2000 Volts)
*ESD Immunity at faceplate	Contact Discharge IEC - 61000 - 4 - 2	A/B
IEC - 61000 - 4 - 2 Air Discharge	A
Surge Immunity, 1.0kV	ITU - T K.41 IEC - 61000 - 4 - 5	B
Radiated Emission	FCC Part 15 Class B EN55022 CISPR 22	Pass > 6dB Margin
Radiated Immunity	IEC - 801 - 3 EN55082 - 1 IEC - 61000 - 4 - 3 GR - 1089	A
Component Recognition	CSA C22.2 UL 60950 - 1	Pass / UL File# E143101

注：面板处的ESD抗扰度性能可能因系统设计而异。

机械设计

STM1E - SFPxx采用镀镍锌压铸外壳组装，同轴连接器采用镀镍金的黄铜主体和铍铜内触点。该产品符合RoHS指令2002/95/EC（RoHS - 6）和UL94 - V0标准。

EEPROM内容

STM1E - SFPxx的MOD - DEF接口可根据MSA指南访问串行ID信息，数据存储在设备地址A0h的写保护EEPROM中。如需自定义EEPROM映射，请联系Teridian。

产品版本

有两种版本的STM1E - SFPxx可供选择，以匹配主机系统的接地实现方式，两种版本的原理图设计和材料相同。

• STM1E - SFP08：框架和电源接地连接在一起。
• STM1E - SFP02：框架（左侧）和电源（右侧）接地在变压器处隔离。

订购信息

PART DESCRIPTION	ORDER NUMBER	LABEL MARKING
STM - 1e (ES1) SFP Transceiver; Grounds Isolated; Lead - free	STM1E - SFP02
STM - 1e (ES1) SFP Transceiver; Grounds Connected; Lead - free	STM1E - SFP08

综上所述，STM1E - SFPxx 155Mbps铜质收发器凭借其丰富的特性、出色的性能和良好的兼容性，为通信系统的设计提供了可靠的选择。在实际应用中，电子工程师们可以根据具体需求合理选择产品版本，并注意相关的设计和使用要点，以确保系统的稳定运行。大家在使用这款收发器的过程中，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。