リファレンスデザインモジュール式 GPON …モジュール式GPON (MOGPON) ONT Maxim Integrated Products 2008年7月をもって、このリファレンスデザインボードの提供は中止いたしました。

Reference Design:

HFRD-22.2 Rev. 6; 11/08

リファレンスデザイン

モジュール式 GPON (MOGPON) ONT

Maxim Integrated Products

2008年7月をもって、このリファレンスデザインボードの提供は中止いたしました。

ガーバーファイルおよび回路図は請求により入手可能です。

Reference Design HFRD-22.2 (Rev. 6; 11/08) Maxim Integrated Products Page 2 of 31

リファレンスデザイン：モジュール式 GPON (MOGPON) ONT

目次 1. 概要.......................................................2 2. その他の情報について..............................2 3. リファレンスデザインの詳細........................3 4. 推奨動作条件..........................................7 5. 設計の標準性能データ..............................7 6. トランスミッタの特性グラフ..........................9 7. ディジタルレシーバの特性グラフ .................12 8. アナログレシーバの特性グラフ ...................16 9. アプリケーション情報.................................20 10. 評価のクイックスタート ............................20 11. I/Oおよび制御の説明..............................24 12. 部品リスト .............................................25 13. 回路図..................................................27 14. 基板レイアウト .......................................29 15. 層プロフィール .......................................31

特長 • 優れた感度、線形性、クロストーク性能、

および高速動作 • 低コスト設計(部品表および組み立て) • 評価ソフトウェア一式が付属 • APD アプリケーションを含む複数の PON

アプリケーション/データレートに対応可能 • 回路図、部品表、ガーバーファイル、および

実装済みのリファレンスデザイン基板が利用

可能

1 概要高周波リファレンスデザイン(HFRD) 22 は、モジュール

式 GPON (MOGPON)評価基板シリーズであり、さま

ざまな構成とオプションを迅速に評価することができ

るようになります。MOGPON 評価基板は、新製品の

開発スピードを速めて簡素化するためのリファレンス

デザイン一式を提供し、ONT/ONU の物理層の全体

を設計することができるようにするものです。設計者は、

ここで提供する回路図、部品表、レイアウトファイル、

標準テストデータ、および実装済みの基板を使用する

ことで、システムレベルの動作で設計の部品を迅速に

評価し、テストすることができます。ユーザソフトウェア

も提供されており、Windows で制御される USB インタ

フェースを介して、各 HFRD-22 レファレンスデザイン

を設定、制御、および監視することができます。

HFRD-22.1、22.2、および 22.3 トランシーバリファ

レンスデザインには、バーストモードのレーザドライバ、

連続モードの APD ディジタルレシーバ、アナログビデオ

アンプ、および光サブアセンブリ(レーザ、フォトダイ

オード、TIA など)が組み込まれています。これらの各

設計は、GPON ONT を実現するためのさまざまな

構成や利用可能なオプションに焦点を当てています。

HFRD-22.7 リファレンスデザインは、上記トランシーバ

の参照基板のいずれにもじかに接続可能な GPON ONT SERDES 評価基板です。

このアプリケーションノートでは、HFRD-22.2 リファ

レンスデザインの設計および動作について詳しく説明

します。

2 その他の情報について GPON ONTトランシーバ基板(HFRD-22.2)の提供は

終了いたしました。リファレンスデザインの詳細、また

はガーバーファイルおよび回路図の請求については、

https://support.maxim-ic.com/にてお問い合わせくだ

さい(英語のみの対応となります)。

https://support.maxim-ic.com/


3 リファレンスデザインのデバイスの

詳細 HFRD-22.2 は、1244Mbps のバーストアップストリー

ムと 2488Mbps のダウンストリーム (47MHz ～

870MHz のビデオオーバレイ)で動作する GPON ONT/ONU トランシーバアプリケーションの要件を

満たすように設計されました(図 1)。バーストモードの

アップストリームトランスミッタは、MAX3656 レーザ

ドライバを使用して実装されています。ダウンストリーム

レシーバは、 MAX3747 リミティングアンプ、

MAX1932 APD バイアス電源、および MAX4007 APD 電流モニタを組み合わせて、2488Mbps 高感度

ディジタルレシーバを実現しています。MAX3654 CATV トランスインピーダンスアンプは、低ノイズで

アナログビデオ信号のリニア増幅を行います。評価

基板には、DS3902 ディジタル抵抗器と DS1859 が

組み込まれており、レーザおよび APD の簡単なキャ

リブレーションと温度補償を実現しています。レーザ、

フォトダイオード、および TIA を ExceLight 製の光

サブアセンブリに収容して、ONT/ONU トランシーバ

を完成しています。

3.1 MAX3656 - レーザドライバ

MAX3656 は、155Mbps～2.5Gbps のデータレート

で動作する、バーストモードのレーザドライバです。

このレーザドライバは、レーザダイオードにバイアスと

変調電流を供給します。このデバイスは、レーザダイ

オードを完全なダーク(オフ)状態から完全な(オン)状態に 2ns 未満で切り替えることができます(適切な

バイアス電流と変調電流を使用)。MAX3656 は、

レーザドライバとレーザダイオードの間の DC 結合を

内蔵し、+3.0V の低い単一電源電圧で動作します。

全温度範囲および耐用寿命にわたって平均光パワー

を維持するために、ディジタル自動パワー制御(APC)ループが設けられています。APC ループは、576nsの小バーストオン時間と 96ns の小バーストオフ

時間で機能し、大バーストオン/オフ時間には制限

はありません。APC ループが平均パワーを維持する

ことができなくなったことを表示するために、障害モニタ

が組み込まれています。MAX3656 は、バーストイネ

ーブル(BEN)をハイに接続することによって、非バー

ストモードのアプリケーション(連続モード)用に設定す

ることができます。MAX3656 は、節電用にイネーブ

ルおよびディセーブル機能を備えています。変調電流

は 10mA～85mA に、バイアス電流は 1mA～70mAに設定することができます。

詳細については、MAX3656 のデータシートを参照し

てください。これはウェブサイト japan.maxim-ic.comで入手可能です。

3.2 MAX3747 - リミティングアンプ

MAX3747 マルチレートリミティングアンプは、OC-3から OC-48 の同期光ネットワーク(SONET)、ファイバ

チャネル、およびギガビットイーサネットの光レシーバ

用のデータ量子化器として機能します。このアンプは、

広範囲の入力電圧で動作し、一定レベルの電流モード

ロジック(CML)の出力電圧レベルを確保します。

MAX3747 リミティングアンプは、プログラマブルな

ロスオブシグナル(LOS)検出と、オプションのディセー

ブル機能(DISABLE)を備えています。出力ディセーブル

は、スケルチを動作させるために使用することができ

ます。



3.3 MAX1932 - ディジタル制御、0.5%精度、

安全な APD バイアス電源

MAX1932 は低ノイズ、高電圧出力を生成して、光

レシーバのアバランシェフォトダイオード(APD)にバイ

アスをかけます。フィードバックループ内でオプション

の RC または LC ポストフィルタでレギュレーションを

維持する独自のアーキテクチャとともに、固定周波数

の、パルス幅変調(PWM)昇圧トポロジによって、出力

リップルとノイズが極めて小さくなっています。高精度

リファレンスとエラーアンプは、0.5%の出力電圧精度

を維持します。

MAX1932 は、適バイアスを供給しながら、厳しい

動作条件から高価な APD を保護します。従来のブー

ストコンバータでは保護用にスイッチ電流を測定して

いましたが、MAX1932 は高精度ハイサイド電流制限

を内蔵し、アバランシェ状態の APD を保護します。

電流制限フラグによって、アバランシェ降伏の正確な

ポイントを示し、APD 動作ポイントのキャリブレーション

を容易に行うことができます。また、MAX1932 制御

方式によって、出力オーバシュートとアンダーシュート

が防止され、データを消失することなく安全な APD動作が提供されます。

http://japan.maxim-ic.com/



出力電圧は、外付け抵抗、内蔵 8 ビット DAC、外付

け DAC、またはその他の電圧源で、高精度に設定す

ることができます。また、出力範囲およびオフセットは、

外付け抵抗を使って、個別に設定することができます。

この設定によって、4.5V～15V、4.5V～45V、20V～

60V、または 40V～90V など、出力電圧範囲を制限

することが必要となるようなアプリケーションにおける

DAC 分解能を適化することができます。



3.4 MAX4007 - 高精度、76V、ハイサイド電

流モニタ、SOT23

高精度、ハイサイド高電圧電流モニタの MAX4007は、ファイバアプリケーションのフォトダイオード電流

監視用として特別に設計されています。MAX4007 は、

リファレンス電流の接続点、およびリファレンス電流に

比例した信号を生成するモニタ出力を備えています。

この電流モニタは、ダイナミックレンジが 6 桁で、

250nA～2.5mA のリファレンス電流を 5%以下の精

度で監視します。精度を下げると、10nA～10mA の

フォトダイオード電流を監視することができます。

MAX4007 は、APD または PIN フォトダイオードアプリ

ケーションに適した+2.7V～+76V の電源電圧に対応

します。グランドへの短絡に対しては、内部の電流

制限(20mA、typ)がデバイスを保護します。過電圧に

対しては、クランプダイオードがモニタ出力を保護しま

す。また、これらのデバイスでは、チップ温度が

+150℃に達するとサーマルシャットダウンが動作しま

す。

MAX4007 は、小型、省スペースの 6 ピンSOT23パッケージで提供され、-40℃～+85℃の拡張温度

範囲で動作します。詳細については、MAX4008 の

データシートを参照してください。これはウェブサイト

japan.maxim-ic.comで入手可能です。

3.5 MAX3654 - 47MHz～870MHz アナロ

グ CATV トランスインピーダンスアンプ

MAX3654アナログトランスインピーダンスアンプ(TIA)は、ファイバトゥザホーム(FTTH)ネットワークのCATVアプリケーション用に設計されたものです。この高線

形性アンプは、受動光ネットワーク(PON)における

47MHz～870MHzの副搬送波多重(SCM)信号用の

アンプです。利得制御入力は、-6dBm～+2dBmの

平均パワーを持つ光入力によるAGC動作に対応して

います。47MHzで62dBΩの大利得および18dBの

利得制御範囲を備えており、ワーストケースでの小

RF出力レベルは、-6dBmの光入力においてチャネル

当り14dBmVです。4mm x 4mmの小型パッケージに、

アナログPIN光電流を75ΩのCATV出力に変換する

ためのアクティブRF回路のすべてが組み込まれてい

ます。詳細については、MAX3654のデータシートを参照し

てください。これはウェブサイトjapan.maxim-ic.comで入手可能です。

3.6 DS1859 - デュアル、温度制御の抵抗器

および内部キャリブレーションのモニタ

3 個のモニタ付、デュアル、温度制御、不揮発性(NV)可変抵抗器の DS1859 は、2 つの 50kΩ/20kΩ、256ポジションのリニア可変抵抗器、3 個のアナログモニタ

入力(MON1、MON2、MON3)、およびダイレクト-ディ

ジタル変換の温度センサから構成されています。この

デバイスは、小限の回路を使って制御アプリケーシ

ョンにおけるバイアス電圧および電流の設定や温度

補償を適に実行することができます。可変抵抗器

の設定値は EEPROM メモリに保存され、I2C シリアル

バスを使ってアクセスすることができます。

詳細については、DS1859 のデータシートを参照して

ください。これはウェブサイト japan.maxim-ic.comで

入手可能です。






3.7 DS3902 - デュアル、NV 可変抵抗器、

ユーザ EEPROM 付き

DS3902 は、デュアル、不揮発性(NV)、低温度係数

の、ユーザが選択可能な 256 ポジションのディジタル

可変抵抗器です。DS3902 は 2.4V～5.5V の広い

電源範囲で動作し、このデバイスとの通信は、I2C 対応

シリアルインタフェースを介して行われます。DS3902スレーブアドレスは、内部アドレス設定によって 128個のアドレスの 1 つに設定することができます。

DS3902 は、低コストで小型であるため、従来の機械

的なトリミング抵抗器の置換品として適です。

詳細については、DS3902 のデータシートを参照して

ください。これはウェブサイト japan.maxim-ic.comで

入手可能です。

3.8 ExceLight 製 SXT5241-Q/GP1 双方

向光部品

SXT5241-Q/GPI GPON 双方向光部品は、ギガビット

のデータレートで動作する ONU/ONT アプリケーション

用に設計され、ビデオオーバレイ用のリニアフォトダイ

オードを内蔵しています。トリプレクサは、1244Mbpsアップストリームのデータ伝送用に高速 1310nm DFB レーザ光源を、2488Mbps での 1490nm ダウン

ストリームディジタルデータ信号の受信用に APDおよびプリアンプを、および 1550nm ダウンストリーム

ビデオ信号の受信用にアナログ PIN フォトダイオード

を使用します。

アセンブリに関する詳細については、ExceLight (919-361-1600)までお電話いただくか、あるいは

[email protected]まで電子メールにて

お問い合わせください(英語のみの対応となります)。あるいは、ウェブサイト(http://www.excelight.com)をご覧ください。


mailto:[email protected]

http://www.excelight.com/


IN+

IN-

Lase

r

PECL / CMLCompatible Inputs Modulation

and BiasOutputs

MAX3656

IN

IN

OUT+

OUT-

HFRD-22.2GPON ONT/ONU Transceiver

TerminationTerminationBEN

BENPECL / CML

Compatible Inputs

BEN+

BEN-

1490nm

1310nm

Fiber

MonitorDiode

BIAS+

VCCT

OUT+

OUT-

Represents a controlled impedance transmission line

MAX3747

SignalDetect /

Ref

Digital OffsetCorrection Loop

CMLOuputOUT

OUT

MDAPCSET

1550nm

100Ω Differential

100Ω Differential

100Ω Differential

VID_OUT75Ω Single-Ended

ExceLightTriplexer

AP

D

APCLoop

MODSET

VCCR

TIA

LOS

DS1859

DS3902

MAX1932VCCR

PWMControl and

Driver

FB / DAC /MISC

MONITORS

MA

X40

07

TEMP LookUp Table

DigitalI/O

EEPROM

I2CInterface

I2CInterface EEPROM

FAIL

SDASCL

VPD

OPAMP

MAX3654

MUTE

DRIVE

VAG

C

MUTE

1:1 RF Balun

図 1. HFRD-22.2 の機能図


4 推奨動作条件

PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

Operating Ambient Temperature TA -40 +85 oC

Supply Voltage VCC Note 1 4.75 5.0 5.25 V

Transmitter Data Rate Note 2 1244 Mbps

Digital Receiver Data Rate 2488 Mbps

Analog Video Receiver Input Power

-6 +2 dBm

Digital Receiver Input Power -8 dBm

VCC = +3.3V, IN +/- 1.6 Input DC Bias Voltage

VCC = +3.3V, BEN +/- 1.6 V

Differential Input Voltage VID IN+/-, BEN+/- 200 1600 mVp-p

155Mbps 2881

622Mbps 720 Burst On-Time

1244Mbps, 1.25Gbps 576

ns

155Mbps 122

622Mbps 96 Burst Off-Time

1244Mbps, 1.25Gbps 96

ns

TTL Input Voltage (Low) VIL Enable 0.8 V

TTL Input Voltage (High) VIH Enable 2.0 V

注 1：このリファレンスデザインには、ディジタルトランスミッタとディジタルレシーバのセクションに必要な+3.3V 電源

のための、ソフトウェアで調整可能な低ドロップアウトレギュレータが搭載されています。また、アナログフォトダイ

オードのバイアス電源電圧を生成するための調整可能な(5V～15V)DC-DC コンバータおよび調整可能な APDバイアス電圧源(16V～54V)も搭載されています。3 つ目の調整可能な DC-DC コンバータも搭載されており、外部

基板が接続されている場合、大 1000mA の電力を供給します。注 2：622Mbps 未満のデータレートで動作する場合は、適な性能を確保するために、MAX3656 の LONGB ピン

を+3.3V に接続してください。

5 設計の標準性能データ

5.1 トランスミッタの性能データ

(標準値は、TA = +25℃、VCC = +3.3V、平均電力 = 0dBm で測定しています) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS TYP UNITS

Power Supply Current Transmitter Only 83 mA

Average Optical Power PAVG Measured @ 1244Mbps (Note 1) +1.8 dBm

Extinction Ratio (Note 1) ER Set at +25oC 11.5 dB

Mask Margin -40oC to +85oC, 1244Mbps > 40 %

Burst-Enable Time Note 3 <4 ns


PARAMETER SYMBOL CONDITIONS TYP UNITS

Burst-Disable Time Note 4 <3 ns

Center Wavelength 1310 nm

注 1：連続した 223-1 の PRBS 入力データパターンを使用して測定しました。注 3：バーストイネーブルをアサートしてから、定常状態の値の 90%に達するまでの時間。注 4：バーストイネーブルをデアサートしてから、定常状態の値の 10%を下回るまでの時間。

5.2 ディジタルレシーバの性能データ

(標準値は、TA = +25℃、VCC = +3.3V で測定しています) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS TYP UNITS

Power Supply Current Digital Receiver Only (TIA, MAX3747, MAX1932, MAX4008) 80 mA

Average Optical Input Power Overload PAVGMAX -8 dBm

Transceiver Sensitivity (Notes 1, 2) PAVGMIN Transmitter Enabled, Data Rate = 2488Mbps -30.5 dBm

Assert -32.4 Loss of Signal (Note 3) LOS

De-Assert -29.9 dBm

Loss of Signal Hysteresis 2.5 dB

Receiver Wavelength 1490 nm

注 1：感度は、約 1E-10 の BER に対する 223-1 PRBS テストパターンを使用して測定しています。注 2：トランシーバ感度は、消光比が 11dB で、+1.8dBm にて動作するイネーブル状態のトランスミッタ上に存在する

連続データを用いて測定しています。測定値には、光学的および電気的なクロストークが含まれます。注 3：ロスオブシグナル(LOS)は、2488Mbps で 27-1 の PRBS テストパターンを用いて測定しています。

5.3 アナログレシーバの性能データ

(標準値は、TA = +25℃、VCC = +3.3V で測定しています) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS TYP UNITS

Power Supply Current Analog Receiver Only 136 mA

Input Referred Noise IN Photodiode and Amplifier 6.1 pA/√Hz

47MHz to 870MHz 3.75 Gain Tilt

47MHz to 1000MHz 4.25 dB

47 to 870MHz -0.47 / +0.02 Gain Flatness (Note 1)

47 to 1000MHz -0.47 / +0.03 dB

注 1：大周波数と小周波数を結ぶ直線からの大偏差


6 トランスミッタの特性グラフ

(特に指定のない限り、TA = +25℃、VCC = +3.3V、ER ≈ 11.5dB、および PAVG = +1.5～+2.5dBm)

OPTICAL EYE DIAGRAM (1244Mbps, TA = -40oC)

OPTICAL EYE DIAGRAM (1244Mbps, TA = +85oC)

OPTICAL EYE DIAGRAM (1244Mbps, TA = +20oC)

OPTICAL EYE DIAGRAM (1244Mbps, TA = +20oC, 48% Mask Margin)


OPTICAL BURST ON DIAGRAM (1244Mbps, 2ns/div)

OPTICAL EYE DIAGRAM

(1244Mbps, Filtered, Extinction Ratio = 8.9dB)

OPTICAL BURST OFF DIAGRAM (1244Mbps, 1ns/div)

OPTICAL EYE DIAGRAM (1244Mbps, UnFiltered, Extinction Ratio = 8.9dB)

OPTICAL EYE DIAGRAM (1244Mbps, Filtered, Extinction Ratio = 11.8dB)

OPTICAL EYE DIAGRAM (1244Mbps, UnFiltered, Extinction Ratio = 11.8dB)


OPTICAL EYE DIAGRAM (1244Mbps, Filtered, Extinction Ratio = 13dB)

OPTICAL EYE DIAGRAM (1244Mbps, UnFiltered, Extinction Ratio = 13dB)

AVERAGE POWER vs. TEMPERATURE

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

-40 -15 10 35 60 85Temperature (oC)

Ave

rage

Pow

er (d

Bm

)

E EXTINCTION RATIO CONTROL

7

8

9

10

11

12

13

14

-40 -15 10 35 60 85Temperature (oC)

Er (d

B)


SUPPLY CURRENT vs. TEMPERATURE

50

65

80

95

110

125

140

155

170

185

200

-40 -15 10 35 60 85Temperature (oC)

Supp

ly C

urre

nt (m

A)

MASK MARGIN vs. TEMPERATURE

20

24

28

32

36

40

44

48

52

-40 -15 10 35 60 85Temperature (oC)

Mas

k M

argi

n (%

)

7 ディジタルレシーバの特性グラフ (特に指定のない限り、TA = +25℃、VCC = +3.3V)

DATA OUTPUT DIAGRAM (2488Mbps, -31dBm Input)



ディジタルレシーバの特性グラフ(続き) (特に指定のない限り、TA = +25℃、VCC = +3.3V)







BIT ERROR RATIO (2488Mbps)

SUPPLY CURRENT (Digital RX Circuitry)

BIT ERROR EFFECTS OF CROSSTALK (2488Mbps)

BIAS VOLTAGE vs. INPUT POWER (M = 10 at Sensitivity)

202224262830323436384042

-32 -28 -24 -20 -16 -12 -8Input Power (dBm)

Bia

s Vol

tage

(V)

+85oC

+20oC

-40oC

1.0E-10

1.0E-09

1.0E-08

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

-36 -34 -32 -30 -28 -26Input Power (dBm)

Bit

Erro

r Rat

io

No Xtalk

Xtalk

1.0E-10

1.0E-09

1.0E-08

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

-36 -34 -32 -30 -28 -26Input Power (dBm)

Bit

Erro

r Rat

io

-40oC

+20oC

+85oC

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

-40 -15 10 35 60 85Temperature (oC)

Supp

ly C

urre

nt (m

A)

TX -> +1.8dB, 27-1 PRBS



GAIN (M) vs. INPUT POWER

BREAKDOWN VOLTAGE vs.

TEMPERATURE (I = 10μA)

APD CURRENT vs. INPUT POWER

BIAS VOLTAGE vs. TEMPERATURE (M = 10 at Sensitivity)

123456789

101112

-32 -28 -24 -20 -16 -12 -8Input Power (dBm)

GA

IN +85oC

+20oC

-40oC

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

-40 -15 10 35 60 85Temperature (oC)

Nor

mal

ized

Bre

akdo

wn

Vol

tage

(V

)

20

24

28

32

36

40

44

48

52

-40 -15 10 35 60 85Temperature (oC)

Bia

s V

olta

ge M

=10

(V)

1

10

100

1000

-32 -28 -24 -20 -16 -12 -8Input Power (dBm)

APD

Cur

rent

(uA

)


8 アナログレシーバの特性グラフ (特に指定のない限り、TA = +25℃、VCC = +5V)

INPUT REFERRED NOISE vs. FREQUENCY

GAIN FLATNESS vs. FREQUENCY

BANDWIDTH / TILT

CARRIER to NOISE RATIO (注 1)

3E-12

4E-12

5E-12

6E-12

7E-12

8E-12

9E-12

1E-11

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

Inpu

t Noi

se (A

/(Hz)

^(1/

2))

+20oC+85oC

-40oC

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

40 160 280 400 520 640 760 880 1000Frequency (MHz)

(dB

)

-40oC

+20oC

+85oC

30

35

40

45

50

55

60

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

CN

R (d

B)

-6dBm

-2dBm+2dBm

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

Flat

ness

(dB

)

+85oC

+20oC

-40oC

Includes Source Laser RIN

Includes Photodiode

Straight Line from 47MHz to 870MHz

注 1：測定には 132 チャネルを使用し、チャネル < 517MHz (77 チャネル)の場合は 3.4% OMI、チャネル > 517MHz (65 チャネル)の場合は 1.7% OMI を使用しています。


アナログレシーバの特性グラフ(続き)

(特に指定のない限り、TA = +25℃、VCC = +5V)

CARRIER to NOISE RATIO (With Digital TX, RX Operating, 注 1)

COMPOSITE SECOND ORDER (注 1)

OUTPUT AMPLITUDE (注 1)

COMPOSITE TRIPLE BEAT (注 1)

-70

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-35

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

CSO

(dB

c)

+2dBm

-6dBm

-2dBm

2

6

10

14

18

22

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

Am

plitu

de (d

Bm

V)

-2dBm

-6dBm

+2dBm

-80

-75

-70

-65

-60

-55

-50

-45

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

CTB

(dB

c) +2dBm-6dBm

-2dBm

30

35

40

45

50

55

60

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

CN

R (d

B)

-6dBm, No Xtalk

-6dBm, Xtalk

TX -> 1.8dBm, 27-1 PRBSRX -> -8dBm, 223-1 PRBSIncludes Source Laser RIN

Includes Source Non-Linearity Includes Source Non-Linearity



アナログレシーバの特性グラフ(続き) (特に指定のない限り、TA = +25℃、VCC = +5V)

CARRIER to NOISE RATIO (Input Power = -6dBm, 注 2)

COMPOSITE SECOND ORDER (Input Power = -6dBm, 注 2)

OUTPUT AMPLITUDE (Input Power = -6dBm, 注 2)

COMPOSITE TRIPLE BEAT (Input Power = -6dBm, 注 2)

-80

-75

-70

-65

-60

-55

-50

-45

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

CTB

(dB

c)

+20oC -40oC

+85oC

-70

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-35

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

CSO

(dB

c)

+20oC

+85oC-40oC

2

6

10

14

18

22

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

Am

plitu

de (d

Bm

V)

+85oC

+20oC

-40oC

30

35

40

45

50

55

60

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

CN

R(d

B)

-40oC

+20oC

+85oC





アナログレシーバの特性グラフ(続き) (特に指定のない限り、TA = +25℃、VCC = +5V)

CARRIER to NOISE RATIO (Input Power = +2dBm, 注 2)

COMPOSITE SECOND ORDER

(Input Power = +2dBm, 注 2)

OUTPUT AMPLITUDE (Input Power = +2dBm, 注 2)

COMPOSITE TRIPLE BEAT (Input Power = -6dBm, 注 2)

30

35

40

45

50

55

60

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

CN

R(d

B)

-40oC+85oC

+20oC

2

6

10

14

18

22

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

Am

plitu

de (d

Bm

V)

-40oC

+20oC

+85oC

-70

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-35

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

CSO

(dB

c)

+20oC

+85oC

-40oC

-80

-75

-70

-65

-60

-55

-50

-45

40 160 280 400 520 640 760 880Frequency (MHz)

CTB

(dB

c)

+20oC

+85oC

-40oC





9 アプリケーション情報

9.1 PON 準拠性

このリファレンスデザインは、PON ONT/ONU モジュ

ールの設計者を支援するのが目的であって、設計

プロセス全体に取って代わるものではありません。

ONT/ONU 設計者は、リファレンスデザインを評価し、

必要に応じて修正することで、特定の各プロジェクト

の仕様を満たす必要があります。また設計者は、

特定のアプリケーションに伴う安全性と EMI 問題を

慎重に検討する必要があります。

9.2 レイアウトについて

Sシングルエンドと差動伝送ラインが、HFRD-22.2 PCB基板上で使用されています。PCB層プロフィール

(15項を参照)を変更すると、これらの伝送ラインの

インピーダンスとリファレンスデザインの性能に影響

する可能性があります。層プロフィールを変更した場

合、伝送ライン寸法を再計算する必要があります。

9.3 ガーバーファイル

このリファレンスデザインでのガーバーファイルの入

手については、MAXIM Fiber/High Frequencyアプリ

ケーショングループまで、 https://support.maxim-ic.com/にてお問い合わせください(英語のみの対応と

なります)。

10 評価のクイックスタート

10.1 評価上の注意事項

HFRD-22.2 リファレンスデザインは、DC結合I/O (11項と 13項を参照 ) および大きな光出力信号 ( 約

+1.8dBm)を備えています。HFRD-22.2 リファレンス

デザイン基板を評価するときは必ず、テスト機器との

接続が適正であることを確認してください。また、すべ

ての信号レベルが正しい範囲内に収まり(コモンモード、

差動スイング、光入力/出力電力など)、テスト機器や

リファレンスデザインに損傷を与えないことを確認して

ください。

レーザダイオードを備えたデバイスを使用するときに

は、安全動作を保証するための対策も必須です。

レーザ光の放射は人体に有害で、目に損傷を引き起

こす可能性があります。マキシムは、このリファレンス

デザインを使用した結果として生じた損害やけが、ま

たはテスト機器の損傷には一切責任を負いません。

10.2 評価ソフトウェア

HFRD-22.2 は、Windowsベースのグラフィカルユーザ

インタフェース(GUI)を備えています。GUIは、使い

やすいUSB接続を介して基板と通信します。ユーザ

は、ソフトウェアによって評価基板の重要なパラ

メータをすべて監視し、変更することができます。ソフ

トウェアは、http://japan.maxim-ic.com/tools/other/にあり、各評価基板に付属のCDにも収録されていま

す。更新および改訂履歴については、ウェブサイトを

定期的に確認してください。

10.2.1 ソフトウェア要件

評価ソフトウェアは、Windows 2000 または XP プラ

ットフォーム上で動作するように設計されています。こ

のソフトウェアは Windows 98 上でも使用することが

できますが、Windows 98 上で使用する場合は、初

にデバイスを Windows 上で停止せずに USB ケーブル

を外すと、ソフトウェアの動作が不安定になることが

あります。

10.2.2 ソフトウェアのインストール

ソフトウェアをインストールするには、以下ページ下に

ある「リファレンスデザインのソフトウェア」というタイト

ルの下にある「MOGPON の評価ソフトウェア」をダウ

ンロードしてください。

(http://japan.maxim-ic.com/products/optical/reference_designs/index.cfm)

お使いのコンピュータ上でこれを実行するか、付属の

CD ROM の Setup.exe ファイルを実行してください。

評価ソフトウェアは Windows .NET プラットフォーム上

で動作します。コンピュータ上にこのプラットフォーム

がまだインストールされていない場合、評価ソフトウェア

はインストールを完了するために、インターネット接続

が必要となります。



http://japan.maxim-ic.com/tools/other/

http://japan.maxim-ic.com/products/optical/reference_designs/index.cfm




10.3 評価のセットアップ

ソフトウェアをインストールしたら、HFRD-22 基板に

以下を接続します。

1. ファイバピッグテールコネクタを清掃し、検査

してから、ファイバコネクタのキャップを元

どおりかぶせます。手順のすべてのステップ

で、レーザダイオードからレーザ光が放射

される可能性があるものと想定し、目や機器

に損傷を与えないように、ファイバを慎重に

取り扱います。レーザピッグテールの出力が

2dBm を超える場合があることに留意して

ください。安全な処理方法を使用し、必要に

応じて光アッテネータを使用し、電力レベル

がテスト機器の安全動作範囲に収まるように

します。

2. +5.0V 電源を J14 (+5V)および J16 (GND)に接続します。電流の制限値を 500mA に

設定します。他のすべての電源電圧は評価

基板上の+5V 電源入力から生成されます。

3. USB ケーブルをコンピュータと HFRD-22 基

板間に接続します。USB コントローラの電源

がオンになっていることを示す緑の LED (D6、

USB_OK)が点灯します。

4. Windows の [ スタート ] メニューから

MOGPON プログラムを実行し、

[Initialize/Test Communications]ボタンを押

します(図 2)。

5. [Initialize/Test Communications]ボタンを押

し、評価基板の電源をオンにします。これで、

ソフトウェアは基板を検査し、HFRD-22 シリ

ーズのどの基板がバスに接続されているか

を判断します。次に、その評価基板に合わせ

た構成メニューが表示されます(図 3)。

6. 外部電源電圧を調整し、アナログビデオの電

源電圧の報告値が 4.9V～5.1V であるよう

にします。

7. 基板は事前にキャリブレーションを行った上

で供給されます。ただし、必ず Digital Burst TX と Digital RX の電源が約+3.3V であるこ

と、また Video Pin Bias の電圧が+12V～

+15V であることを確認してください。これら

の電圧は、電圧と電流の報告値の下にある

アップ/ダウンのコントロールボックスを使用し

て調整することができます。

8. APD バイアス電圧、変調電流、APC 設定

電流、およびビデオの利得計算も出荷前に

キャリブレーションが行われています。これら

の値は調整可能です。ただし、初回評価の

場合には、キャリブレーション値を使用するこ

とをお勧めします。

9. 残りのセットアップは、リファレンスデザイン

のどのセクションを評価するのか、またどの

テスト機器が利用可能かによって大きく左右

されます。セットアップを完了するには、回路

図を注意深く見直して、INとBENのDC結合に

よる接続に注意し、該当する光と電気を接

続します。サポートが必要な場合は、

https://support.maxim-ic.com/ にてお問い

合わせください(英語のみの対応となります)。



図 2. MOGPON 評価ソフトウェア(初期化)

図 3. MOGPON 評価ソフトウェア、HFRD-22.2 の設定画面

Initialize / Test Communications Button

Set Values Button


10.4 ソフトウェアの使用方法/オプション

10.4.1 モニタ

HFRD-22 の MOGPON 評価ソフトウェアは、リファ

レンスデザイン基板のキーとなるさまざまな動作パラ

メータを監視することができます。これらの値を近似

値として使用しますが、高精度の値が必要な場合は、

高品質の DMM ツールを用いて確認する必要があり

ます。

10.4.2 温度補償

HFRD-22.2 リファレンスデザインは、DS1859 内の

2 つの温度制御ルックアップテーブルを使用し、温度

が変化したときのトランスミッタの変調電流と APDバイアス電圧の自動制御を行います。

MOGPON 評価ソフトウェアは、温度補償値をロード

して読み出すための簡単なツールです。APD 電圧

または変調電流のいずれかの[set values]ボタン(図3)をクリックすると、温度補償ウィンドウ(図 4、5)が表示されます。

ソフトウェアを使用することで、選択範囲(図 4)または

テーブル全体(図 5)に特定の固定値を書き込んだり、

式に基づいた値をソフトウェアに計算させたりすること

ができます。望ましい曲線に大限に適合するように、

ソフトウェアには、一次関数、べき関数、または多項式

関数をテーブルに書き込むオプションがあります。

式の入力を使用するときは、常に 10 進値を使用しま

す。[CAL]を押すと、選択した温度に対する新しい値

が計算されます。値が望ましい期待値と一致した場

合、[FILL]を押して、テーブルにその値を書き込みま

す。

図 4. MOGPON 評価ソフトウェア、温度ルックアップテーブル、選択 1

図 5. MOGPON 評価ソフトウェア、温度ルックアップテーブル、選択 2


11 I/O および制御の説明部品名称機能

J1 OUT レシーバ(MAX3747)の非反転データ出力(AC 結合)

J2 OUTO レシーバ(MAX3747)の反転データ出力(AC 結合)

J3 USB USB ミニ B コネクタ(付属ケーブルを用いてコンピュータに接続)

J4 EXT 外部基板の電力と通信用の ZIF コネクタ

J5 INO トランスミッタ(MAX3656)の非反転データ入力(DC 結合*)

J6 IN トランスミッタ(MAX3656)の反転データ入力(DC 結合*)

J7 BENO トランスミッタ(MAX3656)の非反転バーストイネーブル入力(DC 結合*)

J8 BEN トランスミッタ(MAX3656)の反転バーストイネーブル入力(DC 結合*)

J14 VCC +5V の電源接続

J16 GND グランド電源接続

J12 VID_OUT アナログビデオ出力(75Ωの BNC)

D4 V_RANGE 電源電圧が範囲外の障害。現在の基板バージョンに機能が実装されていません。

D9 E_POK 外部電源の電力 OK。DC-DC コンバータ(U24)が正常に動作し、J4 接続部を介して外

部基板に+3.3V 電源を供給しているときに、LED が点灯します。基板が接続されてい

なければ、電源はシャットダウンされ、LED は点灯しません。

D10 M_POK 電力 OK。低ドロップアウトレギュレータ(U15)が正常に動作し、ディジタルトランスミッタ

とレシーバの回路に+3.3V の電源を供給しているときに、LED が点灯します。

D13 CL APD 電流制限。APD 電流制限のスレッショルド(R34 によって設定)に到達したときに、

LED が点灯します。

D14 MUTE ビデオのミュート。ビデオの出力信号がミュートされたときに、LED が点灯します。

D15 TX_FAIL ディジタルバーストトランスミッタの APC ループの失敗インジケータ。APC ループがモ

ニタダイオードの設定電流を維持することができないときに、LED が点灯します。

D16 TX_EN ディジタルバーストトランスミッタイネーブル。MAX3656 がイネーブルのときに、LED が

点灯します。

D19 LOS ロスオブシグナル。MAX3747 への入力信号が、TH ピンによってあらかじめ設定され

たスレッショルドを下回ると、LED が点灯します(詳細については、MAX3747 のデータ

シートを参照してください)。

TP17, TP23 GND グランド(GND)のモニタリングテストポイント

*DC 結合 I/O。いかなる接続を行う場合も、その前に、これらのピン上の DC 電圧がテスト機器と適合して

いることを必ず確認してください。


12 部品リスト DESIGNATION QTY DESCRIPTION

C1 1 Open (0402)

C2 1 1μF ± 10%, 25V Ceramic Capacitor (0805)

C3, C5, C7,C46 - C48, C87, C88 8 1μF ± 20%, Ceramic Capacitor

(0402)

C4, C54 2 1000pF ± 10% Ceramic Capacitor (0402)

C6 1 680pF ± 10% Ceramic Capacitor (0402)

C8 1 27pF ± 10% Ceramic Capacitor (0402)

C9, C16, C21, C24, C75 - C78 8 0.01μF ± 10%, Ceramic

Capacitor (0402) C10 - C15, C19,

C25 - C32, C35, C38 - C40, C42 -C45, C49, C50, C52, C56, C59, C63-C65,

C67, C69, C90 - C92, C94

37 0.1μF ± 10%, Ceramic Capacitor (0402)

C17, C72 2 2.2μF ± 10% Ceramic Capacitor (0603)



C23 1 0.1μF ± 10%, 100V Ceramic Capacitor (0805)

C33, C36 2 0.001μF ± 10%, 100V Ceramic Capacitor (0603)

C34, C51, C55, C57, C62, C66,

C93 7 1μF ± 10%, 10V Ceramic

Capacitor (0603)

C37, C73 2 4.7μF ± 10%, 25V Ceramic Capacitor (0805)

C53 1 Open (0603)

C58, C82, C83 3 0.01μF ± 10% Ceramic Capacitor (0603)


C68, C79, C89 3 10μF ± 20%, 6.3V Ceramic Capacitor (0603)


C71, C85 2 0.1μF ± 10% Ceramic Capacitor (0603)


C80 1 0.001μF ± 10% Ceramic Capacitor (0402)




D1, D2 2 Diode Panasonic MA27P0100LCT

D3 1 Diode Diodes Inc, BAT46W

D4, D13 - D15, D19 5 Red LED

D6, D9, D10, D16 4 Green LED

D7 1 Optical Triplexer ExceLight SXT5241-Q/GP1

D8 1 Schotkey Diode Panasonic MA2Z785-00LCT

J1, J2, J5 - J8 6 Side Mount SMA Connector, Tab Contact

J3 1 USB (B Mini) Connector Tyco 440247-1

J4 1 ZIF Connector Molex 52207-1085

J12 1 Side Mount 75Ω BNC Connector, Trompeter UCBJE20-1

J14, J16 2 Test Points L2, L4, L7 - L9,

L15 6 1500Ω Ferrite Bead (0402) TDK MMZ1005A152ET

L3 1 47μH ±20% Inductor (1210) Taiyo-Yuden CBC3225T470M

L6, L11 2 2.2nH ±10% Multilayer Inductor (0402)

L10 1 22μH ±20% Inductor (1210) Taiyo-Yuden CBC3225T220M

L12 1 3.5μH ±10% Inductor (1210) Toko D52LC

L14 1 15nH ±10% Multilayer Inductor (0402)

L18 1 4.7μH ±20% Inductor (1210) Taiyo-Yuden CBC3225T4R7M

L22, L25, L26 3 1500Ω Ferrite Bead (0603) TDK MMZ1608A152ET

Q1 1 MOSFET Fairchild FDN302P

Q2 1 Transistor Fairchild BSS123

R1 1 680Ω ±5% Resistor (0402) R2, R6, R10,

R13 - R16, R19, R25, R44, R46, R53, R60,R77, R79, R80, R83, R84, R87, R93 -

R96, R100, R101, R108

26 Open (0402)


R3, R11, R58, R76, R81, R103 6 100Ω ±1% Resistor (0402)

R4 1 4.99kΩ ±1% Resistor (0402) R5 1 14Ω ±1% Resistor (0402) R7 1 75Ω ±1% Resistor (0402)

R8, R8 2 2.67Ω ±1% Resistor (0402) R12, R37, R41,

R48, R105 5 4.75kΩ ±1% Resistor (0402)

R17, R29, R78, R88, R89, R90,

R99, R109 8 0Ω ±5% Resistor (0402)

R18, R61, R67 - R72 8 470Ω ±5% Resistor (0402)

R20, R21 2 130Ω ±5% Resistor (0402) R22, R23 2 82Ω ±1% Resistor (0402)

R24 1 1.5kΩ ±1% Resistor (0402) R26, R98 2 20kΩ ±1% Resistor (0402)

R27, R28, R39, R49 - R51, R82,

R86, R104, R107

10 10kΩ ±1% Resistor (0402)

R30, R31, R38, R52, R55, R62,

R66, R73 8 49.9Ω ±1% Resistor (0402)

R32 1 2kΩ ±1% Resistor (0402) R33 1 6.81kΩ ±1% Resistor (0402) R34 1 1.82kΩ ±1% Resistor (0402) R35 1 806kΩ ±1% Resistor (0402)

R36, R106 1 18.2kΩ ±1% Resistor (0402) R40 1 16.2Ω ±1% Resistor (0402)

R42, R43 2 1.62kΩ ±1% Resistor (0402) R45, R85 2 39.2kΩ ±1% Resistor (0402)

R47 1 110kΩ ±1% Resistor (0402) R54 1 1kΩ ±1% Resistor (0402)

R56, R64, R74 3 24.9kΩ ±1% Resistor (0402) R57 1 7.5kΩ ±1% Resistor (0402) R59 1 86.6kΩ ±1% Resistor (0402) R63 1 49.9kΩ ±1% Resistor (0402) R65 1 100kΩ ±1% Resistor (0402)

R75 1 1500Ω Ferrite Bead (0603) TDK MMZ1608A152ET

R91, R92, R97 3 0.1Ω ±1% Resistor (1206) R102 1 80.6kΩ ±1% Resistor (0402)

TP17, TP23 2 Test Points

U1 1 Digital Resistor Maxim DS3905U-20

U2 1 Balun Transformer Pulse Engineering CX2038L

U3 1 Burst Laser Driver Maxim MAX3656ETG

U4 1 Limiting Amplifier Maxim MAX3747EUB

U5 1 Video Amplifier Maxim MAX3654ETE+

U6 1 DC-DC Converter Maxim MAX5025EUT-T

U7 1 Operational Amplifier Maxim MAX4240EUK-T

U8 1 Digital Resistor Maxim DS3902U-530

U9 1 APD Bias Supply Maxim MAX1932ETC

U10 1 USB Microcontroller Microchip PIC16C745-I/SO

U11 1 Digital Temperature Controlled Resistor Maxim DS1859B-050

U12, U13, U16, U17 4 Inverter

Fairchild NC7WZ04P6X

U14, U19 2 Quad ADC Maxim MAX1362EUB

U15 1 Low Drop-Out Regulator Maxim MAX1793EUE-33

U18 1 High Voltage Current Monitor Maxim MAX4007EUT-T

U20, U22, U23 3 High-Side Current Sense Maxim MAX4070AUA

U21 1 Bi-Directional Level TranslatorMaxim MAX3373EEKA-T

U24 1 DC-DC Converter Maxim MAX1556ETB

Y1 1 Crystal ECS INC. XC679CT

1 HFRD 22.2 PCB

1 MOGPON Evaluation SoftwareVersion 1.0

1 USB A to USB B mini Cable


13 回路図

図 6. HFRD-22.2 の回路図、パート 1 → PMD デバイス


回路図(続き)

図 7. HFRD-22.2 の回路図、パート 2 - USB 制御/モニタリング/電源管理


14 基板レイアウト

図 8. 基板レイアウト/寸法/部品配置ガイド

図 9. 基板レイアウト(第 1 層)


基板レイアウト(続き)




基板レイアウト(続き)


15 層プロフィール HFRD-22.2 リファレンスデザイン基板には、インピー

ダンスを制御した伝送ラインが組み込まれています。

層プロフィールは、以下の仮定に基づいています。

1. 誘電体は、誘電率が約 4.5 の FR4 である 2. 1 オンス(約 28g)の銅箔

SINGLE ENDED COUPLED A 27mil 12mil B >50mil 7mil C 15mil 15mil D As Needed As Needed

図 13. 層プロフィール

マキシムは完全にマキシム製品に組込まれた回路以外の回路の使用について一切責任を負いかねます。回路特許ライセンスは明言されていません。マキシムは随時予告なく回路及び仕様を変更する権利を留保します。

A B A

CORE

PREPREG

PREPREG

CDC

Documents

リファレンスデザイン モジュール式 GPON …モジュール式GPON (MOGPON) ONT Maxim Integrated Products 2008年7月をもって、このリファレンスデザインボードの提供は中止いたしました。

リファレンスデザインモジュール式 GPON …モジュール式GPON (MOGPON) ONT Maxim Integrated Products 2008年7月をもって、このリファレンスデザインボードの提供は中止いたしました。