Cáp quang thu phát được sản xuất tại cơ sở

 

Thiết bị cáp quang thu phát được sản xuất tại các cơ sở chuyên dụng kết hợp môi trường phòng sạch tiên tiến, dây chuyền lắp ráp chính xác và hệ thống kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt. Các cơ sở này tích hợp sản xuất linh kiện quang điện tử, lắp ráp bảng mạch in và thử nghiệm toàn diện để tạo ra các mô-đun có khả năng chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang và ngược lại.

Các địa điểm sản xuất trải rộng trên toàn cầu, với các trung tâm sản xuất lớn tập trung ở Trung Quốc (Thâm Quyến, Thanh Đảo, Vũ Hán), Hoa Kỳ (Thung lũng Silicon, San Jose), Malaysia và Đài Loan. Thị trường thu phát quang học đạt 12,6 tỷ USD vào năm 2024 và tiếp tục tăng trưởng ở mức 13-16% hàng năm, thúc đẩy việc mở rộng cơ sở và tiến bộ công nghệ.

 

 

Yêu cầu cơ sở sản xuất

 

Tiêu chuẩn phòng sạch và kiểm soát môi trường

Cơ sở vật chất phòng sạch tạo thành nền tảng của việc sản xuất cáp quang thu phát. Các môi trường được kiểm soát này duy trì số lượng hạt ở mức ISO Cấp 5 đến ISO Cấp 7, với phòng sạch Cấp 5 chứa tối đa 100.000 hạt (0,5 micron hoặc lớn hơn) trên mỗi mét khối không khí. Để so sánh, không khí đô thị ngoài trời chứa khoảng 35 triệu hạt trên một mét khối.

Các yêu cầu nghiêm ngặt tồn tại vì công nghệ cáp quang truyền dữ liệu qua các sợi thủy tinh mỏng hơn tóc người. Ngay cả ô nhiễm vi mô-nhỏ tới 0,5 micron-cũng có thể gây mất khả năng truyền ánh sáng hoặc suy giảm tín hiệu. Một sợi tóc của con người có đường kính 100 micron, trong khi các hạt được đếm trong phòng sạch chỉ có kích thước 0,5 micron, khiến chúng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường.

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm duy trì điều kiện ổn định trong khoảng 20-24 độ với độ ẩm 40-60%. Các thông số này ngăn chặn sự giãn nở nhiệt của các bộ phận và hư hỏng do độ ẩm trong quá trình lắp ráp. Hệ thống lọc không khí luân chuyển không khí qua bộ lọc HEPA cứ sau 15-20 phút, loại bỏ các hạt liên tục.

Nhân sự chiếm khoảng 75% nguồn ô nhiễm trong phòng sạch, 25% còn lại đến từ thiết bị, hệ thống thông gió và cấu trúc phòng. Nhân viên sản xuất mặc đầy đủ bộ quần áo phòng sạch, bao gồm mũ trùm đầu, khẩu trang, găng tay và giày chuyên dụng. Ngay cả một người bất động cũng tạo ra 100.000 hạt (0,3 micron hoặc lớn hơn) chỉ bằng cách ngồi hoặc đứng.

Thiết bị lắp ráp tiên tiến

Cơ sở vật chất cáp quang thu phát hiện đại có dây chuyền lắp ráp tự động với thiết bị căn chỉnh chính xác, trạm công nghệ gắn trên bề mặt (SMT) và hệ thống hàn nóng chảy lại. Thiết bị căn chỉnh đạt được dung sai trong phạm vi micromet để đảm bảo truyền tín hiệu tối ưu giữa điốt laser và lõi sợi quang.

Chọn-và-đặt máy định vị các bộ phận nhỏ-bao gồm mạch tích hợp, điện trở và tụ điện-lên bảng mạch in với độ chính xác được đo bằng phần nghìn milimét. Các hệ thống tự động này có thể đặt hàng nghìn bộ phận mỗi giờ trong khi vẫn duy trì các tiêu chuẩn chất lượng nhất quán.

Thiết bị liên kết khuôn gắn điốt laser và bộ tách sóng quang vào vỏ của chúng bằng chất kết dính hoặc kỹ thuật hàn chuyên dụng. Sau đó, máy liên kết dây sẽ tạo ra các kết nối điện giữa chip và bảng mạch bằng dây vàng hoặc nhôm có đường kính mỏng tới 25 micron.

Trạm ghép nối sợi quang căn chỉnh sợi quang với nguồn laser hoặc bộ tách sóng quang, một quy trình quan trọng đòi hỏi độ chính xác dưới{0} micron. Hệ thống căn chỉnh chủ động điều chỉnh vị trí sợi quang theo-thời gian thực đồng thời giám sát đầu ra nguồn quang, tối ưu hóa kết nối trước khi cố định vĩnh viễn.

 

Quy trình sản xuất cốt lõi

 

Lắp ráp linh kiện quang điện tử

Trung tâm của mỗi mô-đun cáp quang thu phát bao gồm hai cụm con quang điện tử chính: Cụm con-quang truyền phát (TOSA) và Cụm con-nhận quang (ROSA). Các mô-đun nâng cao hơn có thể sử dụng Bộ lắp ráp phụ quang học hai hướng-(BOSA) tích hợp cả hai chức năng.

Các thành phần TOSA chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang bằng cách sử dụng điốt laze hoặc điốt phát quang -làm nguồn sáng. Quá trình lắp ráp bắt đầu bằng việc gắn chip laser vào bộ làm mát nhiệt điện (TEC) để ổn định nhiệt độ. Sau đó, các kỹ sư lắp đặt điốt quang giám sát để theo dõi công suất đầu ra và bộ cách ly quang nhằm ngăn chặn phản xạ ngược.

Các thấu kính ghép nối tập trung đầu ra tia laser vào lõi sợi quang, một quá trình đòi hỏi sự căn chỉnh chính xác được duy trì thông qua việc bịt kín. Việc lắp ráp TOSA hoàn chỉnh trải qua thử nghiệm ở nhiều nhiệt độ khác nhau để đảm bảo hoạt động ổn định trong phạm vi nhiệt độ công nghiệp từ -40 độ đến 85 độ hoặc phạm vi thương mại từ 0 độ đến 70 độ.

Các thành phần ROSA thực hiện chức năng đảo ngược, chuyển đổi tín hiệu quang đến thành tín hiệu điện. Bộ tách sóng quang-thường là điốt quang PIN hoặc điốt quang tuyết lở (APD)-thu tín hiệu quang và tạo ra dòng điện. Sau đó, bộ khuếch đại trở kháng chuyển đổi (TIA) chuyển đổi dòng điện này thành điện áp và khuếch đại nó đến mức có thể sử dụng được.

Bộ thu dựa trên APD-có độ nhạy tốt hơn 6-10 dB so với điốt quang PIN thông qua hiệu ứng nhân tuyết lở, khiến chúng phù hợp với các ứng dụng ở khoảng cách xa-. Bộ hậu khuếch đại tiếp tục xử lý tín hiệu, chuyển đổi các biên độ khác nhau thành tín hiệu số nhất quán cho mạch tiếp theo.

Lắp ráp và tích hợp bảng mạch in

Hội bảng mạch in (PCBA) cung cấp khả năng điều khiển điện tử và xử lý tín hiệu của các mô-đun cáp quang thu phát. PCB trần đi qua dây chuyền lắp ráp SMT, nơi các hệ thống tự động áp dụng chất hàn dán thông qua giấy nến, đặt các bộ phận và thực hiện hàn nóng chảy lại.

Các thành phần gắn trên bề mặt bao gồm mạch điều khiển laser (LDD), mạch phục hồi dữ liệu và đồng hồ (CDR), bộ vi điều khiển, chip quản lý nguồn và nhiều thành phần thụ động khác nhau. Mạch LDD chuyển đổi tín hiệu điện áp số thành tín hiệu dòng điện điều khiển điốt laser, với các thiết kế chip khác nhau được tối ưu hóa cho các loại laser cụ thể.

Mạch CDR phục vụ hai chức năng quan trọng: cung cấp tín hiệu đồng hồ cho mạch thu và khôi phục dữ liệu từ tín hiệu nhận được. Các thành phần này tỏ ra cần thiết cho các mô-đun quang có khoảng cách-tốc độ cao,{2}}chẳng hạn như các biến thể 10G SFP+ ER hoặc 10G SFP+ ZR. Nhiều mô-đun phạm vi ngắn như 100G SR4 tích hợp các chức năng LDD và CDR vào các chip đơn để tiết kiệm chi phí.

Các thành phần Gói nội tuyến kép (DIP) có thể được thêm vào thông qua-công nghệ lỗ dành cho các ứng dụng cụ thể yêu cầu khả năng xử lý công suất hoặc độ bền cơ học cao hơn. PCBA hoàn thiện sẽ trải qua quá trình kiểm tra quang học tự động (AOI) để phát hiện các khuyết tật hàn, sai lệch thành phần hoặc các bộ phận bị thiếu.

Quy trình kiểm tra và hiệu chuẩn

Mỗi mô-đun cáp quang thu phát đều trải qua quá trình thử nghiệm rộng rãi trước khi rời khỏi cơ sở. Các thử nghiệm ban đầu xác minh chức năng cơ bản bằng cách kết nối các mô-đun với bảng thử nghiệm chuyên dụng cung cấp nguồn và tín hiệu đầu vào. Các phép đo công suất máy phát xác nhận đầu ra quang nằm trong phạm vi được chỉ định, thường được đo bằng miliwatt hoặc dBm.

Kiểm tra quang phổ xác nhận độ chính xác của bước sóng bằng máy phân tích quang phổ. Ví dụ: mô-đun SFP 1310nm phải phát ra ánh sáng trong phạm vi vài nanomet so với độ lệch bước sóng danh nghĩa-vượt quá dung sai gây ra các vấn đề về khả năng tương thích với thiết bị nhạy cảm với bước sóng-. Máy phân tích hiển thị công suất so với bước sóng, cho biết liệu bước sóng cực đại có đáp ứng các thông số kỹ thuật của MSA (Thỏa thuận nhiều nguồn) hay không.

Kiểm tra độ nhạy của máy thu xác định công suất quang tối thiểu cần thiết để thu sóng không có lỗi. Các kỹ sư giảm dần công suất đầu vào trong khi theo dõi tỷ lệ lỗi bit (BER), thiết lập ngưỡng độ nhạy. Thông số này thường nằm trong khoảng từ -14 dBm đối với mô-đun phạm vi tiếp cận ngắn-đến -28 dBm hoặc cao hơn đối với các ứng dụng đường dài.

Phân tích sơ đồ mắt giúp trực quan hóa chất lượng tín hiệu bằng cách chồng lên nhiều dấu vết tín hiệu, tạo ra mô hình giống như một con mắt đang mở. Kích thước "mắt mở" biểu thị tính toàn vẹn của tín hiệu-khẩu mở lớn hơn biểu thị tín hiệu rõ ràng hơn với độ nhiễu và nhiễu thấp hơn. Các thông số được đo bao gồm độ nhắm mắt của máy phát và phân tán (TDECQ), thời gian tăng và giảm cũng như tỷ lệ tắt.

Các bài kiểm tra chu trình nhiệt độ khiến mô-đun phải chịu nhiệt độ cực cao và cực thấp trong khi theo dõi hiệu suất. Các kỹ sư điều chỉnh dòng điện thiên vị laser và ngưỡng giám sát ở các nhiệt độ khác nhau, lập trình các giá trị bù vào bộ nhớ vi điều khiển. Quá trình bù nhiệt độ này đòi hỏi vài giờ trong buồng nhiệt, đạp xe qua các nhiệt độ với mức tăng 5-10 độ.

Hệ thống kiểm tra tự động đánh giá các chức năng giám sát chẩn đoán kỹ thuật số (DDM) báo cáo nhiệt độ vận hành, điện áp, công suất phát, công suất thu và dòng điện lệch laser. Các tham số này cho phép quản trị viên mạng theo dõi tình trạng của mô-đun và dự đoán lỗi trước khi chúng xảy ra.

Kết thúc-Làm sạch khuôn mặt và kiểm tra lần cuối

Độ sạch của bề mặt-đầu nối quang ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của sợi quang của bộ thu phát. Một hạt bụi trên đầu nối có thể gây suy giảm tín hiệu, lỗi bit hoặc thậm chí làm hỏng lõi sợi quang vĩnh viễn. Các cơ sở sản xuất thực hiện các quy trình vệ sinh nghiêm ngặt trước khi đóng gói cuối cùng.

Quá trình kiểm tra bắt đầu bằng-kính hiển vi quang học sợi quang hoặc hệ thống kiểm tra tự động giúp phóng to các mặt đầu nối-200-400 lần. Người kiểm tra kiểm tra các vết trầy xước, nhiễm bẩn hoặc hư hỏng đối với lõi sắt hoặc lõi sợi. Các mặt cuối-sạch sẽ cho thấy các bề mặt nhẵn, không có khuyết tật dưới độ phóng đại.

Quy trình làm sạch sử dụng các công cụ chuyên dụng bao gồm mẹo làm sạch bằng gel giúp loại bỏ các mảnh vụn khỏi cổng kết nối và chất tẩy rửa chỉ bằng một cú nhấp chuột với các đầu làm bằng sợi nhỏ rung để đánh bật các hạt. Đối với những vết bẩn cứng đầu, kỹ thuật viên sẽ bôi dung môi-quang học, sau đó dùng khăn lau không có xơ-được thiết kế đặc biệt cho sợi quang.

Chu trình-kiểm tra vệ sinh lặp lại cho đến khi các mặt-cuối đáp ứng các tiêu chuẩn về độ sạch IEC 61300-3-35. Tiêu chuẩn quốc tế này xác định mức độ trầy xước, khuyết tật và vùng nhiễm bẩn có thể chấp nhận được trên các mặt đầu nối. Chỉ những mô-đun vượt qua các tiêu chí nghiêm ngặt này mới được tiến hành đóng gói.

 

 

Hệ thống quản lý chất lượng

 

Chứng nhận ISO 9001:2015

Các nhà sản xuất cáp quang thu phát hàng đầu duy trì chứng nhận ISO 9001:2015, tiêu chuẩn quốc tế về hệ thống quản lý chất lượng. Chứng nhận này thể hiện các quy trình nhất quán trong thiết kế, phát triển, sản xuất, lắp đặt và cung cấp dịch vụ.

Hệ thống quản lý chất lượng bao gồm kiểm tra nguyên liệu đầu vào, kiểm soát quy trình sản xuất, quy trình kiểm tra và cơ chế phản hồi của khách hàng. Cơ sở vật chất ghi lại quy trình vận hành tiêu chuẩn cho từng bước sản xuất, đảm bảo tính nhất quán giữa các ca và dây chuyền sản xuất.

Các chương trình cải tiến liên tục phân tích dữ liệu lỗi, năng suất sản xuất và lợi nhuận của khách hàng để xác định các lĩnh vực cần cải tiến. Đánh giá quản lý thường xuyên đánh giá các mục tiêu chất lượng, kết quả kiểm tra và số liệu hiệu suất quy trình. Mục tiêu còn vượt ra ngoài phạm vi tuân thủ đơn thuần-các cơ sở được chứng nhận theo đuổi hoạt động xuất sắc thông qua cải tiến chất lượng có hệ thống.

Quản lý chất lượng nhà cung cấp tạo thành một bộ phận quan trọng, với các quy trình kiểm tra đầu vào xác minh rằng TOSA, ROSA, mạch tích hợp và các bộ phận thụ động đáp ứng các thông số kỹ thuật trước khi đưa vào sản xuất. Hệ thống truy xuất nguồn gốc theo dõi các thành phần từ nhà cung cấp cho đến quá trình lắp ráp đến sản phẩm cuối cùng, cho phép xác định nhanh chóng các vấn đề nếu xuất hiện lỗi.

Tuân thủ MSA và khả năng tương tác

Việc tuân thủ Thỏa thuận nhiều nguồn (MSA) đảm bảo các mô-đun cáp quang của bộ thu phát hoạt động có thể hoán đổi cho nhau trên các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau. Thông số kỹ thuật của MSA xác định kích thước cơ học, giao diện điện, yêu cầu về nhiệt và khả năng chẩn đoán kỹ thuật số cho các hệ số dạng bao gồm SFP, SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28 và QSFP-DD.

Các cơ sở sản xuất tham khảo tài liệu MSA trong suốt quá trình thiết kế và sản xuất. Thông số kỹ thuật cơ học quy định kích thước vỏ có dung sai đến 0,1mm, đảm bảo mô-đun vừa khít với bộ chuyển mạch, bộ định tuyến và thẻ giao diện mạng. Thông số kỹ thuật điện xác định cách gán chân, mức điện áp và đặc tính tín hiệu.

Thông số kỹ thuật về nhiệt thiết lập mức tiêu thụ điện năng tối đa và giới hạn nhiệt độ của vỏ. Chẳng hạn, các mô-đun QSFP28 thường tiêu thụ công suất tối đa 3,5W với nhiệt độ vỏ tối đa là 70 độ. Các cơ sở xác nhận hiệu suất nhiệt thông qua thử nghiệm trong buồng môi trường trong những điều kiện-xấu nhất.

Kiểm tra khả năng tương tác xác minh các mô-đun hoạt động chính xác với nền tảng của các nhà sản xuất thiết bị lớn bao gồm Cisco, Juniper, Arista, Dell và HPE. Nhiều cơ sở bảo trì thiết bị từ nhiều nhà cung cấp chuyên biệt để xác nhận khả năng tương thích. Việc triển khai giám sát chẩn đoán kỹ thuật số phải phù hợp với mong đợi của máy chủ về địa chỉ đăng ký và định dạng dữ liệu.

Chứng nhận môi trường và an toàn

Việc tuân thủ RoHS (Hạn chế các chất độc hại) hạn chế sử dụng chì, thủy ngân, cadmium, crom hóa trị sáu, biphenyl polybrominated và ete diphenyl polybrominated trong các sản phẩm được sản xuất. Các quy định của Liên minh Châu Âu yêu cầu chứng nhận RoHS đối với các sản phẩm được bán ở các nước thành viên.

REACH (Đăng ký, Đánh giá, Cấp phép và Hạn chế Hóa chất) đại diện cho một quy định khác của Liên minh Châu Âu đề cập đến an toàn hóa chất. Các nhà sản xuất phải xác định và báo cáo các chất hóa học trong sản phẩm, đảm bảo chúng không chứa các chất có mối lo ngại rất cao (SVHC) trên nồng độ ngưỡng.

Chứng nhận FCC (Ủy ban Truyền thông Liên bang) Phần 15 xác nhận nhiễu điện từ từ các thiết bị vẫn ở dưới giới hạn được phê duyệt. Chứng nhận này chứng tỏ sự cần thiết đối với các sản phẩm được bán ở Hoa Kỳ, bảo vệ khỏi nhiễu tần số vô tuyến với các thiết bị khác.

Dấu CE thể hiện sự phù hợp với các tiêu chuẩn bảo vệ sức khỏe, an toàn và bảo vệ môi trường của Châu Âu. Các sản phẩm mang nhãn hiệu CE đáp ứng các yêu cầu của chỉ thị hiện hành của EU, cho phép di chuyển tự do trong Khu vực Kinh tế Châu Âu.

Chứng nhận TUV (Technischer Überwachungsverein) tuy tự nguyện nhưng cung cấp cho bên thứ ba-sự xác nhận về các tiêu chuẩn an toàn. Các cơ sở được chứng nhận TUV-phải trải qua quá trình kiểm tra nghiêm ngặt về môi trường sản xuất, quy trình an toàn và hệ thống kiểm soát chất lượng.

 

Trung tâm sản xuất toàn cầu

 

Châu Á-Trung tâm sản xuất Thái Bình Dương

Trung Quốc thống trị sản xuất cáp quang thu phát với nhiều cơ sở tập trung ở Thâm Quyến, tỉnh Quảng Đông. Hệ sinh thái sản xuất điện tử của khu vực mang lại khả năng tiếp cận các nhà cung cấp linh kiện, lao động lành nghề và cơ sở hạ tầng hậu cần. Các nhà sản xuất lớn bao gồm Accelink, Eoptolink, Hisense Broadband và INNOLIGHT vận hành các cơ sở sản xuất tại các thành phố của Trung Quốc.

Thâm Quyến đặc biệt có các công ty như HDV Photoelectron Technology, Huihong Technologies và nhiều nhà sản xuất theo hợp đồng. Vị thế của thành phố là một trung tâm công nghệ thu hút nhân tài và đầu tư, hỗ trợ cả các nhà sản xuất lâu đời và các công ty khởi nghiệp. Khả năng sản xuất đa dạng, từ bộ thu phát 1G cơ bản đến các mô-đun 800G tiên tiến.

Vũ Hán và Thanh Đảo đại diện cho các trung tâm sản xuất bổ sung. Hisense Broadband vận hành các trung tâm R&D ở cả hai thành phố cùng với các cơ sở sản xuất, tận dụng quan hệ đối tác của các trường đại học trong khu vực để hợp tác nghiên cứu. Accelink đã thành lập các cơ sở sản xuất chính tại Vũ Hán, hưởng lợi từ sự hỗ trợ của chính quyền địa phương dành cho các ngành-công nghệ cao.

Malaysia nổi lên như một địa điểm sản xuất quan trọng, đặc biệt sau khi Accelink mở công ty con Phabritek tại đó vào tháng 11 năm 2023. Cơ sở này sản xuất-mô-đun quang điện tử cao cấp cho các lĩnh vực truyền thông tiên tiến, tận dụng khả năng sản xuất chất bán dẫn và điện tử đã có của Malaysia.

Đài Loan có một số nhà sản xuất cáp quang thu phát bao gồm Liverage Technology, công ty sản xuất máy thu phát, linh kiện quang học và thiết bị thử nghiệm. Chuyên môn về chất bán dẫn của Đài Loan giúp ích rất nhiều cho việc sản xuất linh kiện quang học, đặc biệt là các công nghệ tiên tiến như quang tử silicon.

Cơ sở Bắc Mỹ

Hoa Kỳ duy trì hoạt động sản xuất cáp quang thu phát đáng kể, đặc biệt dành cho các ứng dụng-cao cấp và chuyên dụng. Thung lũng Silicon và khu vực San Jose có cơ sở cho các công ty bao gồm Source Photonics, Lumentum (đã mua lại NeoPhotonics) và Coherent Corp (trước đây là II{2}}VI).

Coherent Corp vận hành nhiều cơ sở sau khi mua lại Finisar và Coherent Inc. Các thương vụ mua lại này đã củng cố năng lực sản xuất đáng kể, mở rộng danh mục thiết bị thu phát của công ty từ trung tâm dữ liệu đến các ứng dụng viễn thông đường dài. Các cơ sở ở Bắc Mỹ thường tập trung vào R&D song song với sản xuất, phát triển-các mô-đun 400G và 800G thế hệ tiếp theo.

Mạng được phê duyệt duy trì các cơ sở thử nghiệm hiện đại---hiện đại ở Hoa Kỳ, mặc dù họ dựa vào các nhà sản xuất theo hợp đồng Cấp 1 để sản xuất. Mô hình này cho phép các công ty kiểm soát chất lượng và lập trình đồng thời tận dụng cơ sở hạ tầng sản xuất đã được thiết lập.

Lợi thế khu vực bao gồm sự gần gũi với các khách hàng lớn, bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ và giảm thiểu rủi ro trong chuỗi cung ứng. Tuy nhiên, chi phí lao động cao hơn so với châu Á thường hạn chế việc sản xuất ở Bắc Mỹ ở các sản phẩm cao cấp, mô-đun chuyên dụng hoặc ứng dụng yêu cầu sản xuất trong nước vì lý do an ninh.

Sự hiện diện sản xuất của Châu Âu

Việc sản xuất cáp quang thu phát ở Châu Âu vẫn còn hạn chế hơn so với Châu Á và Bắc Mỹ, với các cơ sở tập trung ở Đức, Thụy Sĩ và các nước Tây Âu khác. Các công ty như HUBER+SUHNER tận dụng chuyên môn trong việc thiết kế và sản xuất các bộ phận quang học cho bộ thu phát.

Các nhà sản xuất châu Âu thường nhấn mạnh đến chất lượng, ứng dụng chuyên biệt và tích hợp dọc. Ví dụ: HUBER+SUHNER cung cấp các thành phần quang học cho các nhà sản xuất bộ thu phát đồng thời sản xuất các mô-đun thu phát hoàn chỉnh. Sự tích hợp theo chiều dọc này cho phép kiểm soát chất lượng chặt chẽ hơn và thiết kế chuyên dụng cho các ứng dụng viễn thông.

Radiall vận hành các cơ sở phòng sạch ở Pháp để phát triển và sản xuất các sản phẩm cáp quang, bao gồm cả bộ thu phát D{0}}Lightsys. Các cơ sở ở Châu Âu thường phục vụ thị trường khu vực, giải quyết nhu cầu về cơ sở hạ tầng viễn thông, ứng dụng công nghiệp và thiết bị mạng chuyên dụng.

 

 

Xu hướng ngành và sự phát triển công nghệ

 

Chuyển sang tốc độ dữ liệu cao hơn

Các cơ sở sản xuất liên tục điều chỉnh các quy trình để hỗ trợ tăng tốc độ dữ liệu. Quá trình chuyển đổi từ bộ thu phát 100G sang 400G đòi hỏi độ chính xác cao hơn trong việc căn chỉnh, quản lý nhiệt được cải thiện và thiết bị kiểm tra phức tạp hơn. Cơ sở vật chất đầu tư vào máy móc mới có khả năng xử lý các bộ phận nhỏ hơn và dung sai chặt chẽ hơn.

Các mô-đun 800G được đưa vào sản xuất vào năm 2024, với các nhà khai thác trung tâm dữ liệu siêu quy mô lớn đang triển khai hàng triệu đơn vị. Các mô-đun này thúc đẩy khả năng sản xuất thông qua mật độ năng lượng tăng lên, đòi hỏi các giải pháp làm mát tiên tiến và chip xử lý tín hiệu số phức tạp hơn. Mô-đun khái niệm-bằng chứng{6}}1.6T đầu tiên đã trải qua các thử nghiệm thực địa, hướng tới tốc độ tiếp tục tăng.

Mỗi thế hệ yêu cầu hệ số dạng nhỏ hơn trong khi tăng hiệu suất-QSFP-hệ số dạng DD và OSFP gói khả năng 400G và 800G vào các mô-đun có kích thước tương tự như các thiết bị 100G trước đó. Việc thu nhỏ này đòi hỏi kỹ thuật lắp ráp chính xác hơn và độ chính xác của vị trí thành phần được đo bằng micron.

Tích hợp quang tử silicon

Quang tử silicon thể hiện một sự thay đổi sản xuất quan trọng, tích hợp các thành phần quang học trực tiếp vào chip silicon bằng kỹ thuật chế tạo chất bán dẫn. Công nghệ này hứa hẹn giảm chi phí, cải thiện hiệu suất và dễ dàng mở rộng quy mô lên tốc độ dữ liệu cao hơn.

Việc sản xuất bộ thu phát quang tử silicon đòi hỏi các cơ sở khác nhau-thường là các nhà máy chế tạo chất bán dẫn (fab) thay vì các cơ sở lắp ráp quang học truyền thống. Quá trình chuyển đổi tạo ra mối quan hệ hợp tác mới giữa các công ty quang học và nhà sản xuất chất bán dẫn, định hình lại chuỗi cung ứng của ngành.

Các công ty bao gồm Intel, Cisco và Broadcom đã đầu tư rất nhiều vào việc phát triển quang tử silicon. Khối lượng sản xuất vẫn thấp hơn so với các phương pháp tiếp cận linh kiện rời rạc truyền thống, nhưng công suất vẫn tiếp tục mở rộng khi công nghệ hoàn thiện và chi phí giảm.

Đồng-Phát triển Quang học Đóng gói

Co{0}}quang học đóng gói (CPO) đại diện cho một phương pháp mới nổi tích hợp trực tiếp các mô-đun sợi quang của bộ thu phát với silicon chuyển mạch thay vì sử dụng các mô-đun có thể cắm được. Sự tích hợp này giúp giảm mức tiêu thụ điện năng, độ trễ và chi phí cho các ứng dụng trung tâm dữ liệu siêu quy mô.

CPO yêu cầu các phương pháp sản xuất khác nhau, đặt các thành phần quang học trong quá trình đóng gói ASIC chuyển đổi thay vì lắp ráp mô-đun riêng biệt. Những người áp dụng sớm bao gồm các nhà cung cấp đám mây lớn và nhà sản xuất thiết bị mạng đang khám phá CPO cho các nền tảng thế hệ tiếp theo-.

Các cơ sở sản xuất thích ứng với CPO cần có khả năng đóng gói tiên tiến, kết hợp các kỹ thuật lắp ráp chất bán dẫn với việc kiểm tra và căn chỉnh quang học. Quá trình chuyển đổi từ mô-đun có thể cắm sang quang học đồng đóng gói-thể hiện sự thay đổi cơ bản trong cách các cơ sở tiếp cận việc sản xuất bộ thu phát.

 

Câu hỏi thường gặp

 

Các cơ sở sản xuất duy trì phạm vi nhiệt độ nào để sản xuất cáp quang thu phát?

Cơ sở phòng sạch duy trì nhiệt độ trong khoảng 20-24 độ (68-75 độ F) với độ ẩm được kiểm soát ở mức 40-60%. Những điều kiện ổn định này ngăn chặn sự giãn nở nhiệt của các bộ phận chính xác và hư hỏng do hơi ẩm trong quá trình lắp ráp. Buồng thử nghiệm cho các mô-đun đã hoàn thiện tiếp xúc với phạm vi nhiệt độ công nghiệp từ -40 độ đến 85 độ hoặc phạm vi thương mại từ 0 độ đến 70 độ để xác minh hiệu suất trong các điều kiện hoạt động.

Mất bao lâu để sản xuất một mô-đun cáp quang thu phát duy nhất?

Thời gian sản xuất thay đổi tùy theo độ phức tạp, nhưng các mô-đun SFP hoặc QSFP thông thường cần 2-4 giờ từ lúc lắp ráp thành phần cho đến thử nghiệm cuối cùng. Điều này bao gồm khớp nối TOSA/ROSA (30-60 phút), lắp ráp PCBA (20-40 phút), tích hợp mô-đun (15-30 phút), thử nghiệm ban đầu (30-45 phút) và hiệu chỉnh bù nhiệt độ (60-120 phút). Dây chuyền tự động hóa khối lượng lớn xử lý hàng nghìn đơn vị mỗi ngày.

Tại sao các cơ sở cáp quang thu phát yêu cầu môi trường phòng sạch?

Lõi sợi quang có đường kính mỏng hơn 8-9 micron (chế độ-) hoặc 50-62,5 micron (đa chế độ) so với sợi tóc người. Các hạt bụi nhỏ tới 0,5 micron có thể gây tán xạ ánh sáng, suy giảm tín hiệu hoặc hư hỏng vĩnh viễn khi bị mắc kẹt giữa các kết nối sợi quang. Phòng sạch duy trì số lượng hạt thấp hơn 350 lần so với không khí ngoài trời, bảo vệ các giao diện quang học cực nhỏ này trong quá trình lắp ráp.

Các nhà sản xuất cáp quang thu phát chất lượng cần có những chứng nhận gì?

Nhà sản xuất uy tín duy trì chứng nhận ISO 9001:2015 cho hệ thống quản lý chất lượng, thể hiện quy trình sản xuất nhất quán và chương trình cải tiến liên tục. Các chứng nhận về môi trường và an toàn bao gồm RoHS (hạn chế các chất độc hại), REACH (an toàn hóa chất), dấu CE (tiêu chuẩn an toàn Châu Âu) và FCC Phần 15 (khả năng tương thích điện từ). Tuân thủ MSA đảm bảo khả năng tương tác giữa các nhà cung cấp thiết bị.

---

Ngành sản xuất cáp quang thu phát kết hợp kỹ thuật chính xác, kiểm soát môi trường sạch và thử nghiệm phức tạp để sản xuất các mô-đun cho phép truyền dữ liệu toàn cầu. Cơ sở vật chất tiếp tục phát triển để hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao hơn, các công nghệ mới như quang tử silicon và-quang học đóng gói đồng thời, cũng như nhu cầu ngày càng tăng do mở rộng trung tâm dữ liệu, mạng 5G và điện toán đám mây. Việc hiểu rõ các quy trình sản xuất và yêu cầu cơ sở này giúp các nhà khai thác mạng, nhà tích hợp hệ thống và chuyên gia mua sắm đưa ra quyết định sáng suốt khi lựa chọn nhà cung cấp bộ thu phát.

Sự xuất sắc trong sản xuất bắt nguồn từ môi trường được kiểm soát, thiết bị tiên tiến, hệ thống chất lượng nghiêm ngặt và đội ngũ nhân viên lành nghề làm việc cùng nhau. Các cơ sở sản xuất các mô-đun này thể hiện sự đầu tư vốn và chuyên môn kỹ thuật đáng kể, phản ánh vai trò quan trọng của công nghệ cáp quang thu phát trong cơ sở hạ tầng kỹ thuật số hiện đại. Khi nhu cầu băng thông tiếp tục tăng theo cấp số nhân, các cơ sở sản xuất sẽ tiếp tục nâng cao năng lực của mình, hỗ trợ thế hệ truyền thông quang học tiếp theo.