Transceiver Modul Optik Memerlukan Penentukuran

 

Mengapa Penentukuran Lebih Penting Daripada Yang Anda Fikirkan

 

Saya telah melihat jurutera melangkau langkah penentukuran di bawah tekanan pengeluaran. Idea buruk. Modul ini mungkin berfungsi dengan baik di bangku ujian pada suhu bilik, duduk di sana kelihatan sihat sempurna. Kemudian ia dihantar. Dipasang dalam rak pusat data di mana suhu ambien berayun antara 15 darjah dan 45 darjah bergantung pada beban penyejukan. Ketika itulah masalah bermula.

Perkara tentangtransceiver optikialah diod laser mereka adalah makhluk yang sangat sensitif. Hubungan antara arus pincang dan kuasa keluaran tidak linear merentas julat suhu-ia beralih, hanyut dan memerlukan pampasan. Tanpa penentukuran kilang yang betul, litar kawalan kuasa automatik tidak tahu di mana titik operasi optimum sebenarnya terletak. TOSA (Pemancar Optical Sub-Assembly) akhirnya berjalan sama ada terlalu panas, mempercepatkan degradasi atau terlalu sejuk, menghasilkan kuasa output yang tidak mencukupi untuk belanjawan pautan.

Penentukuran sensitiviti penerima memberikan cabarannya sendiri. Tanggungjawab pengesan foto berbeza-beza antara unit-kadangkala secara mendadak-disebabkan oleh toleransi pembuatan dalam proses pertumbuhan epitaxial. Modul mungkin memerlukan 0.85 A/W untuk mencapai spesifikasi manakala jirannya di barisan pengeluaran memerlukan 0.92 A/W. Jadual carian generik hanya tidak memotongnya.

 

Ujian Gambarajah Mata

 

Sesiapa sahaja yang bekerja dalam ujian transceiver tahu rajah mata adalah segala-galanya. Atau sekurang-kurangnya, ia berasa begitu semasa kelayakan. Piawaian MSA mentakrifkan topeng-pada asasnya zon terlarang berbentuk seperti heksagon atau rombus-yang kesan isyarat tidak boleh masuk. Jika bentuk gelombang anda menyentuh topeng itu, modul gagal. Tempoh. Tiada rundingan.

Apa yang sebenarnya berlaku semasa penentukuran rajah mata adalah lebih bernuansa daripada yang dicadangkan binari lulus/gagal. Juruteknik-atau semakin banyak, perisian penentukuran automatik-melaraskan arus modulasi dan titik pincang secara berulang, memerhati cara mata terbuka atau tertutup dengan setiap perubahan parameter. Mata yang lebih luas bermakna isyarat yang lebih baik-kepada-margin hingar. Lebih banyak ruang untuk penerima membezakan antara yang logik dan sifar. Titik silang hendaklah berada tepat pada 50%, menunjukkan masa yang sama dibelanjakan dalam setiap keadaan logik.

Jitter terkumpul. Itu bahagian yang jahat. Walaupun ketidakpastian masa yang kecil berlaku di seluruh pautan, memakan bukaan mata yang berharga itu sehingga hampir tidak ada apa-apa lagi di penerima. Penentukuran menangkap modul dengan jitter intrinsik yang berlebihan sebelum ia menjadi masalah orang lain.

 

Berbasikal Suhu

 

Penentukuran DDM dan Maksud Nombor Sebenarnya

 

Spesifikasi SFF-8472 merevolusikan pemantauan transceiver dengan mentakrifkan peta memori piawai untuk data diagnostik. Suhu, voltan bekalan, arus pincang laser, kuasa TX, kuasa RX-semua boleh diakses melalui antara muka I²C yang ringkas di alamat A2h. Tetapi inilah spesifikasi yang tidak cukup tekankan: bacaan tersebut hanya setepat penentukuran kilang yang menghasilkan pekali penukaran.

Modul yang ditentukur secara dalaman menyimpan nilai ADC mentah dan menggunakan faktor penskalaan tetap. Formula kelihatan mudah: Calibrated_Value=Cerun × Raw_ADC + Offset. Namun untuk menentukan nilai cerun dan mengimbangi tersebut memerlukan peralatan pengukuran yang boleh dikesan-meter kuasa optik yang ditentukur, sumber arus ketepatan, ruang terkawal suhu-. Seorang pengeluar memberitahu saya stesen penentukuran mereka sahaja lebih mahal daripada gaji tahunan juruteknik yang mengendalikannya. Saya percaya mereka.

Modul yang ditentukur secara luaran menolak kerumitan ini kepada hos, menyimpan pekali polinomial untuk pemasangan lengkung yang lebih canggih. Ketepatan bertambah baik, tetapi begitu juga beban pengiraan. Kebanyakan suis rangkaian mengendalikannya dengan baik pada hari ini. Peralatan warisan kadangkala sukar.

Implikasi praktikal untuk pentadbir rangkaian: apabila sistem pemantauan anda melaporkan kuasa TX pada -3.2 dBm, nombor itu bergantung sepenuhnya pada kualiti penentukuran modul berkenaan. Transceiver murah selalunya menunjukkan variasi ±1.5 dB daripada kuasa sebenar. Modul premium memegang ±0.5 dB. Amat penting apabila anda menyelesaikan masalah pautan marginal.

 

Penentukuran Panjang Gelombang untuk Aplikasi DWDM

 

Pemultipleksan pembahagian panjang gelombang padat mengubah segala-galanya tentang keperluan penentukuran. Tiba-tiba anda tidak berurusan dengan toleransi ±50nm yang boleh diterima dalam-mod tunggal SR/LR modul. Saluran DWDM beroperasi pada grid ITU 100GHz atau 50GHz. Pada 1550nm, itu diterjemahkan kepada jarak kira-kira 0.8nm. Terlepas panjang gelombang sasaran anda lebih daripada ±0.1nm dan anda mengalir ke saluran bersebelahan, mencipta crosstalk yang merambat ke seluruh sistem.

Transceiver boleh tala menambah satu lagi lapisan kerumitan. Penentukuran mesti mengambil kira variasi kuasa bergantung{1}}panjang gelombang merentas julat penalaan. Satu modul mungkin menghasilkan -1 dBm pada 1530nm tetapi hanya -2.5 dBm pada 1565nm. Jadual carian dalaman yang mengimbangi kelakuan ini memerlukan pencirian pada berbilang titik panjang gelombang semasa pembuatan.

Saya telah kehilangan kiraan berapa banyak isu penggunaan DWDM yang dikesan kembali kepada penentukuran panjang gelombang yang tidak mencukupi. Gejala pada mulanya sentiasa mengelirukan-ralat terputus-putus, lonjakan BER yang tidak dapat dijelaskan, gelagat bergantung kepada suhu-yang hilang apabila anda membawa modul kembali ke makmal untuk ujian.

 

 

Soalan Semasa Bias

Arus bias laser patut diberi perhatian khusus. Ia adalah parameter yang paling menunjukkan kesihatan modul dari semasa ke semasa. Modul yang ditentukur dengan betul memulakan hayat dengan arus pincang jauh di bawah ambang penggera, meninggalkan ruang utama untuk peningkatan yang tidak dapat dielakkan apabila laser semakin tua. Kecekapan kuantum merosot. Gelung APC mengimbangi dengan menolak lebih banyak arus melalui diod. Akhirnya, arus bias mencapai -ambang amaran tinggi-isyarat anda untuk memesan penggantian sebelum pautan turun.

Tanpa penentukuran yang tepat, keupayaan ramalan ini hilang. Arus pincang yang dilaporkan mungkin membaca 35mA apabila arus sebenar ialah 42mA. Anda tidak akan melihat amaran itu pada masanya.

 

Realiti Pengeluaran

 

Kilang transceiver moden menentukur beribu-ribu modul setiap hari. Automasi mengendalikan kebanyakannya-pengendali robotik yang memasukkan modul ke dalam papan ujian, parameter pengoptimuman algoritma perisian, keputusan lulus/gagal automatik berdasarkan topeng pematuhan MSA. Campur tangan manusia berlaku terutamanya apabila berlaku masalah atau apabila varian produk baharu memasuki barisan.

Stesen penentukuran itu sendiri biasanya dibina di sekeliling penerima rujukan dengan ciri yang diketahui, osiloskop lebar -tinggi yang mampu menganalisis gambar rajah mata, BERT (Bit Error Rate Tester) untuk pengukuran kepekaan dan penganalisis spektrum optik untuk pengesahan panjang gelombang. Sistem pemaksaan suhu meniup udara terkawal dengan tepat merentasi modul semasa ujian parametrik. Tiada apa yang tinggal kepada keadaan ambien.

Kadar hasil berbeza-beza bergantung pada kerumitan produk. Modul SFP 1G mudah mungkin mencapai kejayaan penentukuran lulus 95%+ pertama-. Modul-kelajuan tinggi 400G QSFP-DD dengan modulasi PAM4? Saya telah mendengar angka yang hampir 70% untuk beberapa reka bentuk, walaupun pengeluar menjaga nombor ini dengan berhati-hati. Unit yang gagal sama ada diolah semula-semula-sambungan pematerian, menggantikan komponen yang disyaki-atau dibatalkan sepenuhnya jika kecacatan itu adalah asas.

Tekanan kos mendorong beberapa vendor untuk mengambil jalan keluar. Titik suhu yang lebih sedikit semasa penentukuran. Kriteria penerimaan yang lebih longgar. Masa kitaran yang lebih cepat. Modul masih berfungsi, secara teknikal. Mereka hanya tidak menunjukkan prestasi yang baik pada margin, dan mereka gagal lebih awal di bawah tekanan.

 

 

Maksud Ini untuk Perolehan

 

Semasa menilai pembekal transceiver, amalan penentukuran harus mengambil kira keputusan anda-tetapi ia jarang muncul dalam lembaran data. Tanya tentang kebolehkesanan peralatan penentukuran mereka. Minta maklumat tentang titik suhu yang digunakan semasa pencirian. Ketahui sama ada mereka melakukan ujian 100% atau bergantung pada pensampelan. Jawapannya mendedahkan lebih banyak tentang kualiti modul daripada spesifikasi pemasaran yang boleh dilakukan.

Transceiver serasi pihak ketiga-menempati ruang yang menarik di sini. Sesetengah pengeluar melabur banyak dalam infrastruktur penentukuran, menghasilkan modul yang sepadan atau melebihi kualiti OEM. Yang lain... jangan. Harga sahaja tidak akan memberitahu anda yang mana. Prestasi ke atas julat suhu dan kebolehpercayaan jangka panjang-adalah pembeza sebenar, kedua-duanya terikat secara langsung dengan kualiti penentukuran semasa pembuatan.

Kebenaran asas kekal tidak berubah: transceiver optik hanya sebaik penentukurannya. Fizik peranti fotonik menuntutnya. Kebergantungan suhu memerlukannya. Pematuhan MSA menuntutnya. Sesiapa sahaja yang memberitahu anda penentukuran adalah pilihan sama ada tidak memahami teknologi atau tidak mengambil berat tentang masa operasi rangkaian anda. Kedua-duanya tidak boleh diterima.