摘要

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TI 提供的TLK6002, TLK10002 通用等多种速率Serdes 芯片广泛应用于不同领域。特别是在光纤拉远的应用中，由于光纤拉远的应用TLK6002, TLK10002 独特的配置灵活性和优良的适应宽容性已成为行业的主流配置。

TLK6002, TLK10002 包括提供“近端深度环回”，“近端浅环回”，“远端深度环回”和“远端浅环回”各种环回模式，方便设计师在调试过程中甚至在实际使用中快速定位故障来源，降低了开发难度，提高了目标设备的易维护性。

不同的环回模式仅仅需要通过对于单个的配置寄存器配置即可实现。但在实际使用案例中，我们经常发现当TLK6002, TLK10002 与光模块连接时，使用“近端深度环回”在模式中，有一定的失败概率，误码率此时切换到“正常通路”模式结束后，系统往往工作正常，误码率不高。

本应用手册将讨论这一现象，并提出解决方案。

1 TLK6002/TLK10002 介绍环回模式

TLK6002/TLK10002 作为行业领先的独立通用Serdes 芯片因其灵活性和可匹配性而广泛应用于不同的领域。特别是在光纤拉远的应用中，它已成为一种独立的通用Serdes 最好的选择。

由于在光纤拉远的应用中，误码需要分段逐步调查，以定位系统中误码的位置，然后进一步调试和维护来解决问题。

TLK6002/TLK10002 环回模式丰富。

a. 近端深度环回，从并行到并行，链路经过Serdes 内部，除高数CML 缓冲器外的所有电路部件；

图一 近端深度环回

b.近端浅环回，从并行到并行，链路只有8b/10b 编解码机将芯片内串行解串的电路部分隔开；

图二 近端浅环回

c.远端深度环回，从串行到串行，链路经过Serdes 所有内部电路部分；

图三 远端深度环回

d. 远端浅环回，从串行到串行，链路经过Serdes 内部，除并行FIFO 所有其他电路部件；

图四 远端浅环回

2 TLK6002/TLK10002 与光模块连接时的应用实例

在光纤拉远的应用中，由于距离较近，近距离应用较多SFP 6Gbps ~ 10Gbps 光模块的规格。

a. SFP 光模块的结构和特性

由于SFP 是一种无CDR 因此，在整个接收方向的链路中，只实现光电管IV 线性或限幅放大电压波形，将串行光信号转换为串行电信号。因为输入眼图在数据恢复应用中有严格的限制，所以为了保证标准的限制，链路中IV 变化率和电压增加率较高。TLK6002/TLK10002 输入端的CML

图五 SFP 光模块系统结构

主流市场SFP 方案为例，ONET8531T，TIA，作为IV 变换级，高达4.5K 的跨阻;而ONET8501PB 作为放大器，小信号提供高达34dB 的增益。

当光信号输入到光模块时，因为TIA 和限幅放大器AGC 自动增益控制电路的作用，线路增益将被压缩，以实现振幅，因此我们可以获得低噪声串行电信号。

而当光信号被关闭，由于ROSA 中的PIN 管暗电流的存在将向TIA 输出噪声电流。由于暗电流较低，无论如何TIA 跨阻和限幅放大器的增益将被收益AGC 将其提高到最大值，然后通过IV 在变化和限幅放大器转换放大后，我们可以在光模块的输出端观察到高热噪声。

由于光模块中的噪声，以及PCB 板上的各种串扰噪声会导致板上的各种串扰噪声SerDes 接收端管脚有一定范围的随机噪声输入。

b. TLK6002/TLK10002 内部状态在近端深度环回模式下

因为从一般意义上说，系统调查工作有单步变化的要求，所以近端深度回路被设计成物理层的单个开关连接，以确保所有状态机器不变，允许系统将输出的串行信号输入接收通路。

图六 TLK6002/TLK10002 近端深度环回内部连接

在这种状态下，由于其他电路保持使能，TX 方向，CML 驱动器保持能量状态，可以向外部输出信号； RX 方向的CML 驱动器也保持能量状态。输入信号后，与环回信号叠加，输送到Serial to Parallel 部分。

c. CML 驱动器对输入噪声的响应

CML 电平广泛应用于高速信号中。由于国际标准化组织对其没有严格的标准，芯片级的实现在实际应用中略有不同。但由于电路应用已经成熟，形成了相对统一的电路架构。

如下图所示，CML 缓冲器以差分放大器的形式组成。对于高于闸值的高低电平，可以使差分对管导通或截止，从而获得高低电平的变换，而对于低于闸值的信号，则由MOS 管跨导，Rdn 负载电阻，和Issn 放大决定的放大倍数。

图七 CML 驱动架构及耦合模式

若需关闭CML 驱动器的输出需要将差异输入的两端连接到固定电平。

d. CDR 误码的接收

从以上分析可以看出，如果光模块仍在实现近端深度回收，TLK6002/TLK10002 光模块的噪声相连TLK6002/TLK由于这种状态，10002RX 方向的CML 驱动器仍处于使能状态，因此噪声将与环回方向的正常信号叠加并传输到CDR。

由于CDR 对输入信号的眼图有一定的要求，而叠加噪声的信号显然不能满足这一要求，因此CDR 大量误码会导致环回失败。

3 TLK6002/TLK10002 实现近端深度环回的方法

综上所述，需要预防RX /-端产生的噪声叠加在一起TI一级代理输送到环回信号Serdes 的CDR，为了保证环回的正确进行。因此，理论上需要CML 驱动器置于Idle 状态。

TLK6002/10002 可以断开SFP 并将RX /-接收高电平可以保证CML 驱动器进入Idle 从而实现深度环回的正常进行。