Optilise mooduli transiiverid vajavad kalibreerimist

 

Miks on kalibreerimine olulisem, kui arvate

 

Olen näinud, kuidas insenerid jätavad tootmissurve all kalibreerimisetapid vahele. Halb mõte. Moodul võib toatemperatuuril katsestendil hästi töötada, istudes seal täiesti tervena. Siis saadetakse. Paigaldatakse andmekeskuse riiulisse, kus ümbritseva õhu temperatuur kõigub sõltuvalt jahutuskoormusest 15–45 kraadi. Siis algavad probleemid.

Asi umbesoptilised transiiveridon see, et nende laserdioodid on märkimisväärselt tundlikud olendid. Eelpingevoolu ja väljundvõimsuse suhe ei ole temperatuurivahemike lõikes lineaarne-see nihkub, triivib ja nõuab kompenseerimist. Ilma korraliku tehasekalibreerimiseta pole automaatsel toitejuhtimisahelal aimugi, kus optimaalne tööpunkt tegelikult asub. TOSA (Transmitter Optical Sub{4}}Assembly) töötab kas liiga kuumalt, kiirendades lagunemist või liiga külmalt, tekitades lingi eelarve jaoks ebapiisava väljundvõimsuse.

Vastuvõtja tundlikkuse kalibreerimisel on omad väljakutsed. Fotodetektori tundlikkus varieerub ühikute vahel-mõnikord dramaatiliselt-tolerantsuse tõttu epitaksiaalses kasvuprotsessis. Moodul võib spetsifikatsiooni saavutamiseks vajada 0,85 A/W, samas kui selle naaber tootmisliinil vajab 0,92 A/W. Üldised otsingutabelid seda lihtsalt ei lõika.

 

Silma diagrammi test

 

Kõik, kes on transiiveri testimisega töötanud, teavad, et silmadiagramm on kõik. Või vähemalt kvalifikatsiooni ajal tundub see nii. MSA standardid määratlevad maski-peamiselt kuusnurga või rombi kujulise keelatud tsooni-, kuhu signaalijäljed ei pääse. Kui teie lainekuju puudutab seda maski, siis moodul ebaõnnestub. Periood. Läbirääkimisi ei toimu.

See, mis silmadiagrammi kalibreerimisel tegelikult toimub, on nüansirikkam, kui lubab/ebaõnnestunud binaar viitab. Tehnik-või üha enam automatiseeritud kalibreerimistarkvara-kohandab modulatsioonivoolu ja nihkepunkti iteratiivselt, jälgides, kuidas silm iga parameetri muutumisel avaneb või sulgub. Laiem silm tähendab paremat signaali-/-müra marginaali. Rohkem ruumi vastuvõtjale loogiliste ja nullide eristamiseks. Üleminekupunkt peaks asuma täpselt 50% juures, mis näitab võrdselt igas loogilises olekus veedetud aega.

Värisemine koguneb. See on vastik osa. Isegi väikesed ajastuse määramatused lisanduvad lingile, söödes selle hinnalise silmaava sisse, kuni vastuvõtjasse jääb peaaegu midagi alles. Kalibreerimine tabab liigse sisemise värinaga moodulid enne, kui need muutuvad kellegi teise probleemiks.

 

Temperatuur jalgrattasõit

 

DDM-i kalibreerimine ja mida numbrid tegelikult tähendavad

 

SFF-8472 spetsifikatsioon muutis transiiveri jälgimise revolutsiooniliselt, määratledes diagnostiliste andmete jaoks standardsed mälukaardid. Temperatuur, toitepinge, laseri eelpingevool, TX-võimsus, RX-võimsus – kõik on kättesaadavad lihtsa I²C-liidese kaudu aadressil A2h. Kuid siin on see, mida spetsifikatsioon piisavalt ei rõhuta: need näidud on täpselt nii täpsed kui tehase kalibreerimine, mis andis teisenduskoefitsiendid.

Sisemiselt kalibreeritud moodulid salvestavad töötlemata ADC väärtused ja rakendavad fikseeritud skaleerimistegureid. Valem näeb välja lihtne: Calibrated_Value=Slope × Raw_ADC + Offset. Kuid nende kalde ja nihke väärtuste määramiseks on vaja jälgitavaid mõõteseadmeid-kalibreeritud optilisi võimsusmõõtureid, täppisvooluallikaid ja temperatuuriga{7}}juhitavaid kambreid. Üks tootja ütles mulle, et ainuüksi nende kalibreerimisjaam maksab rohkem kui seda käitava tehniku ​​aastapalk. Ma usun neid.

Väliselt kalibreeritud moodulid suruvad selle keerukuse hostile, salvestades polünoomkoefitsiendid keerukamaks kõvera sobitamiseks. Täpsus paraneb, aga ka arvutuskoormus. Enamik võrgulüliteid saab sellega tänapäeval hästi hakkama. Pärandvarustus on mõnikord hädas.

Praktiline mõju võrguadministraatoritele: kui teie seiresüsteem teatab TX võimsuseks -3,2 dBm, sõltub see arv täielikult kõnealuse mooduli kalibreerimiskvaliteedist. Odavad transiiverid näitavad sageli ±1,5 dB erinevust tegelikust võimsusest. Premium moodulid hoiavad ±0,5 dB. See on äärelise lingi tõrkeotsingul väga oluline.

 

Lainepikkuse kalibreerimine DWDM-rakenduste jaoks

 

Tihe lainepikkusjaotusega multipleksimine muudab kalibreerimisnõuete osas kõike. Järsku te ei tegele ±50 nm tolerantsidega, mis on vastuvõetavad ühe-režiimi SR/LR moodulites. DWDM-kanalid töötavad 100 GHz või isegi 50 GHz ITU võrkudes. 1550 nm juures tähendab see umbes 0,8 nm vahekaugust. Kui te kaotate oma sihtlainepikkust rohkem kui ±0,1 nm, liigute külgnevatesse kanalitesse, luues läbirääkimise, mis levib läbi kogu süsteemi.

Häälestatavad transiiverid lisavad veel ühe keerukuse kihi. Kalibreerimine peab arvestama lainepikkusest{1}}sõltuvat võimsuse kõikumist häälestusvahemikus. Moodul võib toota -1 dBm lainepikkusel 1530 nm, kuid ainult -2,5 dBm lainepikkusel 1565 nm. Seda käitumist kompenseerivad sisemised otsingutabelid nõuavad tootmise ajal iseloomustamist mitmes lainepikkuses.

Olen kaotanud arvestuse, kui palju DWDM-i juurutamisprobleeme on tingitud ebapiisavast lainepikkuse kalibreerimisest. Sümptomid tekitavad alguses alati segadust-vahelduvad vead, seletamatud BER-i hüpped, temperatuurist-sõltuv käitumine, mis kaob, kui tood mooduli testimiseks tagasi laborisse.

 

 

Eelarvamuse praegune küsimus

Laseri eelpingevool väärib erilist tähelepanu. See on parameeter, mis näitab kõige paremini mooduli seisundit aja jooksul. Korralikult kalibreeritud moodul alustab eluiga, kui eelpingevool on tunduvalt alla häireläve, jättes ruumi laseri vananedes vältimatuks suurenemiseks. Kvantefektiivsus halveneb. APC silmus kompenseerib seda, surudes läbi dioodi rohkem voolu. Lõpuks jõuab eelpingevool teie signaali kõrgele-hoiatuslävele-, et tellida asendus enne lingi kadumist.

Ilma täpse kalibreerimiseta see ennustamisvõime kaob. Teatatud nihkevool võib olla 35 mA, kui tegelik vool on 42 mA. Te ei näe hoiatust õigel ajal.

 

Tootmise tegelikkus

 

Kaasaegsed transiiveritehased kalibreerivad iga päev tuhandeid mooduleid. Automatiseerimine tegeleb enamiku-robootilistest töötlejatest, mis ühendavad mooduleid testplaatidega, parameetreid optimeerivaid tarkvaraalgoritme, automaatseid läbimise/ebaõnnestumise otsuseid, mis põhinevad MSA vastavusmaskidel. Inimese sekkumine toimub peamiselt siis, kui midagi läheb valesti või kui müügile tuleb uus tootevariant.

Kalibreerimisjaam ise on tavaliselt üles ehitatud teadaolevate omadustega referentsvastuvõtja, suure -ribalaiusega ostsilloskoobi, mis on võimeline silmadiagrammi analüüsimiseks, BERT-i (biti veamäära tester) tundlikkuse mõõtmiseks ja optilise spektrianalüsaatori ümber lainepikkuse kontrollimiseks. Temperatuuri sundsüsteemid puhuvad parameetrilise testimise ajal läbi moodulite täpselt kontrollitud õhku. Midagi ei jäeta ümbritsevate tingimuste hooleks.

Saagismäärad varieeruvad olenevalt toote keerukusest metsikult. Lihtsad 1G SFP moodulid võivad saavutada 95%+ esimese-passi kalibreerimise edu. PAM4 modulatsiooniga -kiire 400G QSFP-DD moodulid? Olen kuulnud mõningate disainilahenduste puhul 70% lähedasemaid numbreid, kuigi tootjad jälgivad neid numbreid hoolikalt. Ebaõnnestunud üksused kas töödeldakse ümber-uuesti-ühendused, asendatakse kahtlased komponendid-või lammutatakse täielikult, kui defekt on põhiline.

Kulude surve sunnib mõnda müüjat nurki kärpima. Vähem temperatuuripunkte kalibreerimise ajal. Lahedamad vastuvõtukriteeriumid. Kiiremad tsükliajad. Moodulid töötavad endiselt, tehniliselt. Nad lihtsalt ei toimi äärealadel nii hästi ja nad ebaõnnestuvad stressi all varem.

 

 

Mida see hangete jaoks tähendab

 

Transiiveri tarnijate hindamisel peaksid kalibreerimismeetodid teie otsuse tegemisel arvesse võtma,{0}}kuid neid kuvatakse andmelehtedel harva. Küsige nende kalibreerimisseadmete jälgitavuse kohta. Küsige teavet iseloomustamisel kasutatud temperatuuripunktide kohta. Uurige, kas nad testivad 100% või tuginevad proovivõtule. Vastused näitavad mooduli kvaliteedi kohta rohkem, kui turundusspetsifikatsioonid kunagi suudaksid.

Kolmandate osapoolte{0}}ühilduvad transiiverid hõivavad siin huvitava ruumi. Mõned tootjad investeerivad palju kalibreerimisinfrastruktuuri, tootes mooduleid, mis vastavad originaalseadmete tootjate kvaliteedile või ületavad seda. Teised... mitte. Hind üksi ei ütle teile, milline on kumb. Toimivus temperatuurivahemikus ja pikaajaline töökindlus- on tõelised eristajad, mis on mõlemad otseselt seotud kalibreerimiskvaliteediga tootmise ajal.

Põhitõde jääb muutumatuks: optiline transiiver on ainult nii hea, kui hea on selle kalibreerimine. Fotooniliste seadmete füüsika nõuab seda. Temperatuurisõltuvused nõuavad seda. MSA järgimine nõuab seda. Igaüks, kes ütleb teile, et kalibreerimine on valikuline, kas ei mõista tehnoloogiat või ei hooli teie võrgu tööajast. Kumbki pole vastuvõetav.