Optisko moduļu raiduztvērējiem nepieciešama kalibrēšana

 

Kāpēc kalibrēšana ir svarīgāka, nekā jūs domājat

 

Esmu redzējis, ka inženieri izlaiž kalibrēšanas darbības zem ražošanas spiediena. Slikta ideja. Modulis varētu darboties labi uz testa stenda istabas temperatūrā, sēžot tur, izskatoties pilnīgi vesels. Tad tas tiek nosūtīts. Tiek uzstādīts datu centra plauktā, kur apkārtējās vides temperatūra svārstās no 15 grādiem līdz 45 grādiem atkarībā no dzesēšanas slodzes. Tieši tad sākas problēmas.

Lieta paroptiskie raiduztvērējiir tas, ka viņu lāzerdiodes ir ārkārtīgi jutīgas radības. Attiecība starp novirzes strāvu un izejas jaudu nav lineāra temperatūras diapazonos,-tā mainās, novirzās un prasa kompensāciju. Bez pareizas rūpnīcas kalibrēšanas automātiskās jaudas kontroles shēmai nav ne jausmas, kur patiesībā atrodas optimālais darbības punkts. TOSA (raidītāja optiskā{4}}apakšmezgls) darbojas pārāk karsti, paātrinot degradāciju, vai pārāk aukstu, radot nepietiekamu izejas jaudu saites budžetam.

Uztvērēja jutības kalibrēšana rada savas problēmas. Fotodetektora reaģētspēja dažādās mērvienībās-dažreiz dramatiski-svārstās, pateicoties ražošanas pielaidēm epitaksiālās augšanas procesā. Modulim var būt nepieciešami 0,85 A/W, lai sasniegtu specifikāciju, savukārt tā kaimiņam ražošanas līnijā ir nepieciešami 0,92 A/W. Vispārējās uzmeklēšanas tabulas to vienkārši nesagriež.

 

Acu diagrammas pārbaude

 

Ikviens, kurš ir strādājis ar raiduztvērēja testēšanu, zina, ka acu diagramma ir viss. Vai vismaz tā jūtas kvalifikācijas laikā. MSA standarti definē masku -būtībā aizliegto zonu, kas veidota kā sešstūris vai rombs,{3}}kurā signāla pēdas nevar iekļūt. Ja jūsu viļņu forma pieskaras šai maskai, modulis neizdodas. Periods. Nav sarunu.

Tas, kas patiesībā notiek acu diagrammas kalibrēšanas laikā, ir daudz niansētāks, nekā liecina binārais apstiprinājums/neatbilstība. Tehniķis-vai arvien automatizētā kalibrēšanas programmatūra-regulē modulācijas strāvu un novirzes punktu iteratīvi, vērojot, kā acs atveras vai aizveras ar katru parametra maiņu. Plašāka acs nozīmē labāku signāla-līdz{5}}trokšņu robežu. Vairāk vietas uztvērējam atšķirt loģiskos un nulles. Pārejas punktam ir jāatrodas tieši pie 50%, norādot vienādu laiku, kas pavadīts katrā loģiskajā stāvoklī.

Krājas nervozitāte. Tā ir nepatīkamā daļa. Pat niecīgas laika nenoteiktības saplūst visā saitē, iekļūstot šajā vērtīgajā acs atvērumā, līdz uztvērējā gandrīz nekas vairs nav palicis. Kalibrēšana uztver moduļus ar pārmērīgu iekšējo nervozitāti, pirms tie kļūst par kāda cita problēmu.

 

Temperatūras riteņbraukšana

 

DDM kalibrēšana un to, ko skaitļi patiesībā nozīmē

 

SFF-8472 specifikācija radīja revolūciju raiduztvērēja uzraudzībā, definējot standartizētas atmiņas kartes diagnostikas datiem. Temperatūra, barošanas spriegums, lāzera novirzes strāva, TX jauda, ​​RX jauda — tas viss ir pieejams, izmantojot vienkāršu I²C saskarni ar adresi A2h. Bet šeit ir tas, kas specifikācijā nav pietiekami uzsvērts: šie rādījumi ir tikai tik precīzi, cik rūpnīcas kalibrēšana, kas radīja konversijas koeficientus.

Iekšēji kalibrētie moduļi saglabā neapstrādātas ADC vērtības un izmanto fiksētus mērogošanas koeficientus. Formula izskatās vienkārša: Calibrated_Value=Slope × Raw_ADC + Offset. Tomēr, lai noteiktu šīs slīpuma un nobīdes vērtības, ir nepieciešams izsekojams mērīšanas aprīkojums-kalibrēti optiskie jaudas mērītāji, precīzi strāvas avoti, temperatūras{7}}kontrolētas kameras. Viens ražotājs man teica, ka viņu kalibrēšanas stacija vien maksā vairāk nekā gada alga tehniķim, kas to apkalpo. Es viņiem ticu.

Ārēji kalibrēti moduļi nospiež šo sarežģītību saimniekdatorā, saglabājot polinoma koeficientus sarežģītākai līknes pielāgošanai. Uzlabojas precizitāte, bet arī skaitļošanas slodze. Mūsdienās lielākā daļa tīkla slēdžu ar to tiek galā lieliski. Mantotais aprīkojums dažkārt saskaras ar grūtībām.

Praktiskā nozīme tīkla administratoriem: kad jūsu uzraudzības sistēma ziņo par TX jaudu -3,2 dBm, šis skaitlis ir pilnībā atkarīgs no attiecīgā moduļa kalibrēšanas kvalitātes. Lēti raiduztvērēji bieži uzrāda ±1,5 dB atšķirības no faktiskās jaudas. Premium moduļi notur ±0,5 dB. Tam ir liela nozīme, ja veicat traucējummeklēšanu ar marginālu saiti.

 

Viļņa garuma kalibrēšana DWDM lietojumprogrammām

 

Blīvā viļņa garuma dalīšanas multipleksēšana maina visu, kas attiecas uz kalibrēšanas prasībām. Pēkšņi jums nav darīšana ar ±50 nm pielaidēm, kas ir pieņemamas viena -režīmu SR/LR moduļos. DWDM kanāli darbojas 100 GHz vai pat 50 GHz ITU režģos. Pie 1550 nm tas nozīmē aptuveni 0,8 nm atstarpi. Nokavējiet mērķa viļņa garumu par vairāk nekā ±0,1 nm, un jūs ieplūstat blakus esošajos kanālos, radot šķērsrunu, kas izplatās visā sistēmā.

Noskaņojami raiduztvērēji piešķir vēl vienu sarežģītības pakāpi. Kalibrēšanai ir jāņem vērā no viļņa garuma{1}}atkarīgās jaudas izmaiņas visā regulēšanas diapazonā. Modulis var radīt -1 dBm pie 1530 nm, bet tikai -2,5 dBm pie 1565 nm. Iekšējām uzmeklēšanas tabulām, kas kompensē šo uzvedību, ražošanas laikā ir nepieciešams raksturojums vairākos viļņu garuma punktos.

Esmu zaudējis skaitu, cik daudz DWDM izvietošanas problēmu ir saistītas ar neatbilstošu viļņa garuma kalibrēšanu. Simptomi sākumā vienmēr mulsina-neregulāras kļūdas, neizskaidrojamas BER lēcienus, no temperatūras-atkarīgas darbības, kas pazūd, kad moduli atved atpakaļ uz laboratoriju testēšanai.

 

 

Pašreizējais neobjektivitātes jautājums

Lāzera slīpstrāva ir pelnījusi īpašu uzmanību. Tas ir parametrs, kas visvairāk norāda uz moduļa stāvokli laika gaitā. Pareizi kalibrēts modulis sāk darboties ar nobīdes strāvu, kas ir krietni zem trauksmes sliekšņa, atstājot brīvu telpu nenovēršamam palielinājumam, lāzeram novecojot. Kvantu efektivitāte pasliktinās. APC cilpa kompensē, izspiežot vairāk strāvas caur diodi. Galu galā slīpstrāva sasniedz augstu-brīdinājuma slieksni-jūsu signālam, lai pasūtītu nomaiņu, pirms saite pazūd.

Bez precīzas kalibrēšanas šī prognozēšanas iespēja pazūd. Paziņotā slīpstrāva var būt 35 mA, ja faktiskā strāva ir 42 mA. Jūs neredzēsit brīdinājumu laikā.

 

Ražošanas realitāte

 

Mūsdienu raiduztvērēju rūpnīcas katru dienu kalibrē tūkstošiem moduļu. Automatizācija apstrādā lielāko daļu-robotisko apdarinātāju, kas pievieno moduļus testa paneļiem, programmatūras algoritmus optimizē parametrus, automātiski pieņem lēmumus par apstiprināšanu/neveiksmi, pamatojoties uz MSA atbilstības maskām. Cilvēka iejaukšanās notiek galvenokārt tad, kad kaut kas noiet greizi vai kad līnijā ienāk jauns produkta variants.

Pati kalibrēšanas stacija parasti ir veidota ap atsauces uztvērēju ar zināmiem parametriem, liela{0}}joslas platuma osciloskopu, kas spēj analizēt acu diagrammas, BERT (bitu kļūdu ātruma testeri) jutīguma mērījumiem un optiskā spektra analizatoru viļņa garuma pārbaudei. Temperatūras piespiedu sistēmas parametru testēšanas laikā pūš pāri moduļiem precīzi kontrolētu gaisu. Nekas nav atstāts apkārtējiem apstākļiem.

Ienesīguma rādītāji ir ļoti atšķirīgi atkarībā no produkta sarežģītības. Vienkārši 1G SFP moduļi var sasniegt 95% + pirmās-pārejas kalibrēšanas panākumus. Ātrgaitas-400G QSFP-DD moduļi ar PAM4 modulāciju? Esmu dzirdējis skaitļus, kas ir tuvāki 70% dažiem dizainparaugiem, lai gan ražotāji rūpīgi sargā šos skaitļus. Neizdevušās vienības tiek vai nu pārstrādātas-atkārtoti-lodējot savienojumus, nomainot aizdomīgās sastāvdaļas-vai pilnībā likvidētas, ja defekts ir būtisks.

Izmaksu spiediena dēļ daži pārdevēji cenšas samazināt stūrus. Mazāk temperatūras punktu kalibrēšanas laikā. Brīvāki pieņemšanas kritēriji. Ātrāki cikla laiki. Moduļi joprojām darbojas tehniski. Viņiem vienkārši nedarbojas tik labi pie robežas, un stresa apstākļos viņi ātrāk neizdodas.

 

 

Ko tas nozīmē iepirkumam

 

Novērtējot raiduztvērēju piegādātājus, jūsu lēmuma pieņemšanā ir jāņem vērā kalibrēšanas prakse,{0}}taču datu lapās tā tiek rādīta reti. Jautājiet par to kalibrēšanas aprīkojuma izsekojamību. Pieprasīt informāciju par raksturojuma laikā izmantotajiem temperatūras punktiem. Uzziniet, vai viņi veic 100% testēšanu vai paļaujas uz paraugu ņemšanu. Atbildes atklāj vairāk par moduļa kvalitāti nekā mārketinga specifikācijas.

Trešo pušu saderīgi{0}}uztvērēji šeit aizņem interesantu vietu. Daži ražotāji iegulda lielus ieguldījumus kalibrēšanas infrastruktūrā, ražojot moduļus, kas atbilst vai pārsniedz OEM kvalitāti. Citi... nē. Cena vien nepateiks, kurš ir kurš. Veiktspēja virs temperatūras diapazona un ilgtermiņa uzticamība{6}}ir īstie atšķirības faktori, kas ir tieši saistīti ar kalibrēšanas kvalitāti ražošanas laikā.

Pamatpatiesība paliek nemainīga: optiskais raiduztvērējs ir tikai tik labs, cik tas ir kalibrēts. Fotonisko ierīču fizika to pieprasa. Temperatūras atkarības to prasa. MSA atbilstība to prasa. Ikviens, kurš saka, ka kalibrēšana nav obligāta, vai nu nesaprot tehnoloģiju, vai arī nerūp jūsu tīkla darbības laiks. Neviens no tiem nav pieņemams.