Uso de módulos SFP desde un microcontrolador

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Estoy interesado en que un dispositivo integrado envíe datos de forma óptica. Esto es para prueba y medición, donde tener cables conductores es problemático ya que perturbará la medición. El dispositivo está construido como un prototipo ahora, excepto por la interfaz de envío de datos. Los requisitos de velocidad de datos son moderados (10-20Mbps por trayecto). La distancia es corta, 5-10 pies. Esto tiene algo de poder limitado, pero usar 0.2-0.5W para comunicaciones está bien.

Miré a IrDA pero parece que está casi completamente obsoleto, y las tasas de datos son demasiado bajas (aparte del UFIR / GigaIR no disponible). También miré TOSLINK, y eso parece ser casi obsoleto, y no puedo obtener transceptores rápidos (125Mbps), ni puedo averiguar cómo ejecutar los 10MBps más lentos de manera confiable a cualquier velocidad cercana a su velocidad nominal máxima.

Ahora, podría piratear algún tipo de protocolo UART a través de fibra completamente propietario, o esperar a LiFi, o modificar algunos de los realmente costosos cables USB ópticos de Corning para no tener un conductor de energía ... todo esto es problemático de varias maneras. Entonces pensé, ¿por qué no usar transceptores SFP en ambos extremos?

Solo tengo una idea muy básica de lo que hay dentro de un SFP, y esencialmente no tengo idea de cómo hablar con él. ¿Podría alguien explicarme cómo manejar un SFP desde un microcontrolador? ¿(A) un UART-sobre-fibra que usa SFP y microcontroladores en ambos extremos, o (b) ethernet que usa SFP desde un microcontrolador y un dispositivo SFP normal de Ethernet en el otro extremo?

P.S. Si importa, el microcontrolador es un STM32F446; Me gustaría seguir con STM32 si es posible. El dispositivo funciona con una batería de ión de litio de 2500 mAh.

P.P.S. Puedo construir dispositivos en ambos lados del enlace; el lado cercano probablemente tendría algún tipo de convertidor óptico-a-USB, si no fuera simplemente Ethernet.

    
pregunta Alex I

2 respuestas

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Los transceptores SFP utilizan pares diferenciales de alta velocidad para transmitir / recibir en el lado del host. Por lo general, comienzan con velocidades de datos de 1 Gbps y suben desde allí, por lo que no son triviales de implementar y no se pueden conectar simplemente a una MCU como la STM32F4, tales MCU simplemente no tienen la interfaz física para ello. Es realmente el dominio de los conmutadores Ethernet ASIC y FPGA.

Si cambia a una MCU que incluye un MAC Ethernet (hay varias opciones en la familia STM32F4), puede usar un PHY convencional con un transceptor óptico. TI tiene una placa de desarrollo que muestra este enfoque utilizando su TLK105L PHY y un transceptor óptico Broadcom AFBR-5803Z. Parece que los materiales de diseño están disponibles, pero no los he mirado. Aquí está el documento general para la placa de desarrollo: enlace . Esto no debería ser más difícil de implementar que una interfaz Ethernet de cobre normal, lo que significa que aún requiere mucho cuidado, pero será menos desafiante que un SERIES 1G +. El inconveniente es que, con un rápido vistazo a las hojas de datos, esta solución consumirá casi 1 W, por lo que es probable que no cumpla con su presupuesto de energía, incluso teniendo en cuenta el hecho de que su tasa de datos será relativamente baja.

Si desea una opción aún más simple, hay otros transceptores de fibra más allá de los TOSLINK. Broadcom y Avago serían marcas clave a tener en cuenta, pero solo al navegar en la categoría de transceptor de fibra óptica de Mouser aparecen varias opciones prometedoras en el rango de 50-100Mbd.

    
respondido por el ajb
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Mirando a lo que hay en los módulos de SFP , puede que no sea tan difícil para utilizarlos directamente.

Dado que las señales están acopladas en AC a LVDS, deberá comunicarse en un protocolo de DC balanceado como Manchester, que su ARM elegido puede admitir o no (mi microchip favorito actual SAME70 sí lo admite). Y, por supuesto, agregar receptores / transmisores LVDS. Es posible que pueda ignorar la EEPROM ya que solo desea trabajar con un solo tipo de módulo SFP.

A juzgar por los valores que se muestran, es probable que tenga que mantener la frecuencia en 10MHz o más, lo que deberá hacer de todos modos para esa velocidad de datos.

Puede o no vale la pena mirar más allá, pero me parece prometedor. Aquí hay un extracto del documento pdf anterior:

    
respondido por el Spehro Pefhany

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