Bộ thu phát mô-đun quang yêu cầu hiệu chuẩn

 

Tại sao hiệu chuẩn lại quan trọng hơn bạn nghĩ

 

Tôi đã thấy các kỹ sư bỏ qua các bước hiệu chỉnh dưới áp lực sản xuất. Ý tưởng tồi. Mô-đun này có thể hoạt động tốt trên băng ghế thử nghiệm ở nhiệt độ phòng, trông hoàn toàn khỏe mạnh. Sau đó nó sẽ xuất xưởng. Được lắp đặt trong giá trung tâm dữ liệu, nơi nhiệt độ môi trường xung quanh dao động trong khoảng từ 15 độ đến 45 độ tùy thuộc vào tải làm mát. Đó là khi vấn đề bắt đầu.

Chuyện vềmáy thu phát quanglà các đi-ốt laser của họ là những sinh vật đặc biệt nhạy cảm. Mối quan hệ giữa dòng điện phân cực và công suất đầu ra không tuyến tính trong các phạm vi nhiệt độ-mà nó thay đổi, lệch và yêu cầu bù. Nếu không được hiệu chuẩn phù hợp tại nhà máy, mạch điều khiển công suất tự động sẽ không biết điểm vận hành tối ưu thực sự nằm ở đâu. TOSA (-Tổ hợp quang học máy phát) cuối cùng chạy quá nóng, làm tăng tốc độ xuống cấp hoặc quá lạnh, tạo ra không đủ công suất đầu ra cho ngân sách liên kết.

Hiệu chuẩn độ nhạy của máy thu có những thách thức riêng. Độ phản hồi của bộ tách sóng quang khác nhau giữa các đơn vị-đôi khi rất đáng kể-do dung sai sản xuất trong quá trình tăng trưởng epiticular. Một mô-đun có thể cần 0,85 A/W để đạt thông số kỹ thuật trong khi mô-đun lân cận của nó trên dây chuyền sản xuất yêu cầu 0,92 A/W. Các bảng tra cứu chung đơn giản là không cắt được.

 

Kiểm tra sơ đồ mắt

 

Bất cứ ai từng làm việc trong lĩnh vực kiểm tra bộ thu phát đều biết sơ đồ mắt là tất cả. Hoặc ít nhất, nó cảm thấy như vậy trong vòng loại. Tiêu chuẩn MSA xác định mặt nạ-về cơ bản là vùng cấm có hình lục giác hoặc hình thoi-mà dấu vết tín hiệu không thể đi vào. Nếu dạng sóng của bạn chạm vào mặt nạ đó thì mô-đun sẽ bị lỗi. Giai đoạn. Không có thương lượng.

Những gì thực sự xảy ra trong quá trình hiệu chỉnh sơ đồ mắt có nhiều sắc thái hơn so với gợi ý của nhị phân đạt/không đạt. Kỹ thuật viên-hoặc phần mềm hiệu chỉnh tự động ngày càng tăng-điều chỉnh dòng điện điều chế và điểm thiên vị lặp đi lặp lại, xem cách mắt mở hoặc đóng với mỗi thay đổi thông số. Mắt rộng hơn có nghĩa là tín hiệu-đến-biên nhiễu tốt hơn. Nhiều chỗ hơn cho người nhận để phân biệt giữa số logic và số không. Điểm giao nhau phải ở mức 50%, biểu thị thời gian bằng nhau dành cho mỗi trạng thái logic.

Jitter tích lũy. Đó là phần khó chịu. Ngay cả những sự không chắc chắn về thời gian rất nhỏ cũng kết hợp với nhau trên liên kết, ăn vào cái mở mắt quý giá đó cho đến khi hầu như không còn gì ở đầu thu. Hiệu chuẩn phát hiện các mô-đun có độ giật nội tại quá mức trước khi chúng trở thành vấn đề của người khác.

 

Đi xe đạp nhiệt độ

 

Hiệu chuẩn DDM và ý nghĩa thực sự của các con số

 

Thông số kỹ thuật SFF-8472 đã cách mạng hóa việc giám sát bộ thu phát bằng cách xác định bản đồ bộ nhớ được tiêu chuẩn hóa cho dữ liệu chẩn đoán. Nhiệt độ, điện áp cung cấp, dòng điện phân cực laser, nguồn TX, nguồn RX - tất cả đều có thể truy cập được thông qua giao diện I2C đơn giản tại địa chỉ A2h. Nhưng đây là điều mà thông số kỹ thuật chưa nhấn mạnh đủ: những số liệu đọc đó chỉ chính xác như hiệu chuẩn tại nhà máy tạo ra hệ số chuyển đổi.

Các mô-đun được hiệu chỉnh bên trong lưu trữ các giá trị ADC thô và áp dụng các hệ số tỷ lệ cố định. Công thức có vẻ đơn giản: Calibrated_Value=Độ dốc × Raw_ADC + Offset. Tuy nhiên, việc xác định các giá trị độ dốc và độ lệch đó đòi hỏi phải có thiết bị đo lường có thể theo dõi-máy đo công suất quang đã được hiệu chỉnh, nguồn dòng điện chính xác, buồng-được kiểm soát nhiệt độ. Một nhà sản xuất nói với tôi rằng chỉ riêng trạm hiệu chuẩn của họ đã có giá cao hơn mức lương hàng năm của kỹ thuật viên vận hành nó. Tôi tin họ.

Các mô-đun được hiệu chỉnh bên ngoài đẩy độ phức tạp này đến máy chủ, lưu trữ các hệ số đa thức để điều chỉnh đường cong phức tạp hơn. Độ chính xác được cải thiện nhưng gánh nặng tính toán cũng tăng theo. Hầu hết các thiết bị chuyển mạch mạng hiện nay đều xử lý tốt vấn đề này. Thiết bị cũ đôi khi gặp khó khăn.

Ý nghĩa thiết thực đối với quản trị viên mạng: khi hệ thống giám sát của bạn báo cáo công suất TX ở mức -3,2 dBm, con số đó phụ thuộc hoàn toàn vào chất lượng hiệu chuẩn của mô-đun được đề cập. Máy thu phát giá rẻ thường hiển thị sai số ±1,5 dB so với công suất thực tế. Các mô-đun cao cấp giữ ±0,5 dB. Rất quan trọng khi bạn đang khắc phục sự cố liên kết cận biên.

 

Hiệu chỉnh bước sóng cho các ứng dụng DWDM

 

Ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc thay đổi mọi thứ về yêu cầu hiệu chuẩn. Đột nhiên, bạn không xử lý được dung sai ±50nm có thể chấp nhận được trong các mô-đun SR/LR{2}}chế độ đơn. Các kênh DWDM hoạt động trên lưới ITU 100GHz hoặc thậm chí 50GHz. Ở 1550nm, điều đó có nghĩa là khoảng cách khoảng 0,8nm. Bỏ lỡ bước sóng mục tiêu của bạn nhiều hơn ±0,1nm và bạn đang tràn vào các kênh lân cận, tạo ra nhiễu xuyên âm lan truyền trong toàn bộ hệ thống.

Bộ thu phát có thể điều chỉnh thêm một lớp phức tạp khác. Việc hiệu chuẩn phải tính đến sự thay đổi công suất-phụ thuộc vào bước sóng trong phạm vi điều chỉnh. Một mô-đun có thể tạo ra -1 dBm ở 1530nm nhưng chỉ -2,5 dBm ở 1565nm. Các bảng tra cứu nội bộ bù đắp cho hành vi này yêu cầu mô tả đặc tính ở nhiều điểm bước sóng trong quá trình sản xuất.

Tôi không thể đếm được có bao nhiêu vấn đề khi triển khai DWDM liên quan đến việc hiệu chuẩn bước sóng không đầy đủ. Các triệu chứng ban đầu luôn gây nhầm lẫn,-các lỗi không liên tục, mức BER tăng đột biến không giải thích được, hành vi phụ thuộc vào nhiệt độ- biến mất khi bạn mang mô-đun trở lại phòng thí nghiệm để kiểm tra.

 

 

Câu hỏi hiện tại thiên vị

Dòng điện thiên vị laser đáng được quan tâm đặc biệt. Đây là thông số thể hiện rõ nhất tình trạng của mô-đun theo thời gian. Một mô-đun được hiệu chỉnh phù hợp sẽ bắt đầu hoạt động với dòng điện phân cực nằm dưới ngưỡng báo động, để lại khoảng trống cho sự gia tăng không thể tránh khỏi khi tia laser già đi. Hiệu suất lượng tử suy giảm. Vòng APC bù bằng cách đẩy thêm dòng điện qua diode. Cuối cùng, dòng điện lệch đạt đến-ngưỡng cảnh báo-cao mà tín hiệu của bạn cần yêu cầu thay thế trước khi liên kết ngừng hoạt động.

Nếu không hiệu chuẩn chính xác, khả năng dự đoán này sẽ biến mất. Dòng điện thiên vị được báo cáo có thể đọc là 35mA khi dòng điện thực tế là 42mA. Bạn sẽ không thấy cảnh báo kịp thời.

 

Thực tế sản xuất

 

Các nhà máy thu phát hiện đại hiệu chỉnh hàng nghìn mô-đun mỗi ngày. Công nghệ tự động hóa xử lý hầu hết các công việc đó-trình xử lý robot cắm mô-đun vào bảng thử nghiệm, các thông số tối ưu hóa thuật toán phần mềm, quyết định đạt/không đạt tự động dựa trên mặt nạ tuân thủ MSA. Sự can thiệp của con người chủ yếu xảy ra khi có sự cố xảy ra hoặc khi một biến thể sản phẩm mới được đưa vào dây chuyền.

Bản thân trạm hiệu chuẩn thường được xây dựng dựa trên một máy thu tham chiếu có các đặc điểm đã biết, một-máy hiện sóng băng thông cao có khả năng phân tích sơ đồ mắt, BERT (Bộ kiểm tra tỷ lệ lỗi bit) để đo độ nhạy và máy phân tích quang phổ để xác minh bước sóng. Hệ thống cưỡng bức nhiệt độ thổi không khí được kiểm soát chính xác qua các mô-đun trong quá trình thử nghiệm tham số. Không có gì còn lại cho điều kiện môi trường xung quanh.

Tỷ lệ năng suất rất khác nhau tùy thuộc vào độ phức tạp của sản phẩm. Các mô-đun 1G SFP đơn giản có thể đạt được hơn 95%-hiệu chuẩn thành công lần đầu tiên. Mô-đun DD 400G QSFP{8}}tốc độ cao với khả năng điều chế PAM4? Tôi đã nghe thấy con số gần 70% đối với một số thiết kế, mặc dù các nhà sản xuất bảo vệ những con số này một cách cẩn thận. Các thiết bị bị lỗi sẽ được làm lại-hàn{13}}các kết nối, thay thế các bộ phận đáng ngờ-hoặc loại bỏ hoàn toàn nếu lỗi cơ bản là lỗi cơ bản.

Áp lực chi phí khiến một số nhà cung cấp phải cắt giảm chi phí. Ít điểm nhiệt độ hơn trong quá trình hiệu chuẩn. Tiêu chí chấp nhận lỏng lẻo hơn Thời gian chu kỳ nhanh hơn. Về mặt kỹ thuật, các mô-đun vẫn hoạt động. Họ chỉ hoạt động không tốt ở mức cận biên và thất bại sớm hơn khi bị căng thẳng.

 

 

Điều này có ý nghĩa gì đối với việc mua sắm

 

Khi đánh giá các nhà cung cấp bộ thu phát, các phương pháp hiệu chuẩn sẽ ảnh hưởng đến quyết định của bạn-nhưng chúng hiếm khi xuất hiện trong bảng dữ liệu. Hỏi về khả năng truy xuất nguồn gốc thiết bị hiệu chuẩn của họ. Yêu cầu thông tin về các điểm nhiệt độ được sử dụng trong quá trình mô tả đặc tính. Tìm hiểu xem họ thực hiện kiểm tra 100% hay dựa vào việc lấy mẫu. Các câu trả lời tiết lộ nhiều hơn về chất lượng mô-đun so với các thông số kỹ thuật tiếp thị từng có.

Bộ thu phát tương thích của bên thứ ba- chiếm một không gian thú vị ở đây. Một số nhà sản xuất đầu tư mạnh vào cơ sở hạ tầng hiệu chuẩn, sản xuất các mô-đun đáp ứng hoặc vượt quá chất lượng OEM. Những người khác... thì không. Giá một mình sẽ không cho bạn biết cái nào là cái nào. Hiệu suất trên phạm vi nhiệt độ và độ tin cậy lâu dài-là những điểm khác biệt thực sự, cả hai đều gắn trực tiếp với chất lượng hiệu chuẩn trong quá trình sản xuất.

Sự thật cơ bản vẫn không thay đổi: bộ thu phát quang chỉ hoạt động tốt khi được hiệu chuẩn. Vật lý của các thiết bị quang tử đòi hỏi điều đó. Sự phụ thuộc vào nhiệt độ đòi hỏi điều đó. Tuân thủ MSA yêu cầu điều đó. Bất cứ ai nói với bạn rằng việc hiệu chuẩn là tùy chọn hoặc họ không hiểu công nghệ hoặc không quan tâm đến thời gian hoạt động của mạng của bạn. Không được chấp nhận.