用1394b来实现光纤传输.

⽤1394b来实现光纤传输.
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Beta-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。

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。

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。

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：
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
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。

3．PHY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。

3.1 匹配⽹络
匹配⽹络在1394b的规范中有严格定义，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），⽽中间的⼀张则不需要。

TI的PHY芯⽚（TSB81BA3和TSB41BA3）在接收端⼝TPA+/-带有交流耦合。

TSB81BA3需要⼀个外部的交叉开关，TSB41BA3内部已经集成了开关，
TPBIAS_SDx引脚信号可以⽤来控制内部的开关。