Uztvērēju optiskās šķiedras tiek ražotas iekārtās
Nov 06, 2025|
Raiduztvērēju optiskās šķiedras ierīces tiek ražotas specializētās iekārtās, kas apvieno progresīvu tīru telpu vidi, precīzas montāžas līnijas un stingras kvalitātes kontroles sistēmas. Šajās iekārtās ir integrēta optoelektronisko komponentu ražošana, iespiedshēmas plates montāža un visaptveroša pārbaude, lai ražotu moduļus, kas spēj pārveidot elektriskos signālus optiskajos signālos un atpakaļ.
Ražošanas vietas atrodas visā pasaulē, un galvenie ražošanas centri ir koncentrēti Ķīnā (Šenžeņā, Cjindao, Uhaņā), ASV (Silīcija ielejā, Sanhosē), Malaizijā un Taivānā. Optisko raiduztvērēju tirgus 2024. gadā sasniedza USD 12,6 miljardus un turpina pieaugt par 13–16% gadā, veicinot iekārtu paplašināšanos un tehnoloģiju attīstību.
Ražošanas iekārtas prasības
Tīras telpas standarti un vides kontrole
Tīras telpas telpas veido raiduztvērēju optiskās šķiedras ražošanas pamatu. Šajās kontrolētajās vidēs daļiņu skaits tiek uzturēts no 5. klases līdz ISO 7. klasei, un 5. klases tīrajās telpās ir ne vairāk kā 100 000 daļiņu (0,5 mikronu vai lielākas) uz kubikmetru gaisa. Salīdzinājumam, āra pilsētas gaiss satur aptuveni 35 miljonus daļiņu uz kubikmetru.
Stingras prasības pastāv, jo optiskās šķiedras tehnoloģija pārraida datus caur stikla pavedieniem, kas ir plānāki par cilvēka matiem. Pat mikroskopisks piesārņojums -līdz 0,5 mikroniem-var izraisīt gaismas caurlaidības zudumu vai signāla pasliktināšanos. Cilvēka mata diametrs ir 100 mikroni, savukārt tīrajās telpās skaitītās daļiņas ir tikai 0,5 mikroni, padarot tās neredzamas ar neapbruņotu aci.
Temperatūras un mitruma kontroles sistēmas uztur stabilus apstākļus starp 20-24 grādiem ar mitruma līmeni 40-60%. Šie parametri novērš detaļu termisko izplešanos un mitruma izraisītus bojājumus montāžas laikā. Gaisa filtrēšanas sistēmas cirkulē gaisu caur HEPA filtriem ik pēc 15-20 minūtēm, nepārtraukti noņemot daļiņas.
Personāls veido aptuveni 75% no piesārņojuma avotiem tīrajās telpās, bet atlikušie 25% nāk no iekārtām, ventilācijas sistēmām un telpu konstrukcijām. Ražošanas personāls valkā pilnus tīras telpas uzvalkus, tostarp kapuces, maskas, cimdus un specializētus apavus. Pat nekustīgs cilvēks ģenerē 100 000 daļiņu (0,3 mikronus vai lielākas), vienkārši sēžot vai stāvot.
Uzlabots montāžas aprīkojums
Mūsdienīgās raiduztvērēju optiskās šķiedras iekārtās ir automatizētas montāžas līnijas ar precīzas izlīdzināšanas aprīkojumu, virsmas -montāžas tehnoloģiju (SMT) stacijām un pārpludināšanas lodēšanas sistēmām. Izlīdzināšanas aprīkojums sasniedz pielaides mikrometros, lai nodrošinātu optimālu signāla pārraidi starp lāzera diodēm un šķiedru serdeņiem.
Izvēlieties-un-ierīces novieto sīkus komponentus-tostarp integrētās shēmas, rezistorus un kondensatorus-uz iespiedshēmu plates ar precizitāti, ko mēra milimetru tūkstošdaļās. Šīs automatizētās sistēmas var ievietot tūkstošiem komponentu stundā, vienlaikus saglabājot konsekventus kvalitātes standartus.
Līmēšanas iekārtas piestiprina lāzerdiodes un fotodetektorus pie to korpusiem, izmantojot specializētas līmvielas vai lodēšanas paņēmienus. Pēc tam vadu savienošanas mašīnas izveido elektriskus savienojumus starp mikroshēmām un shēmas platēm, izmantojot zelta vai alumīnija stieples, kuru diametrs ir līdz 25 mikroni.
Šķiedru savienošanas stacijas optiskās šķiedras izlīdzina ar lāzera avotiem vai fotodetektoriem, kas ir kritisks process, kam nepieciešama sub{0}}mikronu precizitāte. Aktīvās izlīdzināšanas sistēmas pielāgo šķiedru pozīciju reāllaikā-, vienlaikus uzraugot optisko jaudu, optimizējot savienojumu pirms pastāvīgas fiksācijas.
Ražošanas pamatprocesi
Optoelektronisko komponentu montāža
Katra raiduztvērēja optiskās šķiedras moduļa pamatā ir divi primārie optoelektroniskie mezgli: pārraides optiskā{0}}apakšbloka (TOSA) un uztveršanas optiskā{1}}apakšmezgla (ROSA). Uzlabotākos moduļos var izmantot Bi-Directional Optical Sub{4}}Assembly (BOSA), kurā ir integrētas abas funkcijas.
TOSA komponenti pārveido elektriskos signālus optiskos signālos, kā gaismas avotus izmantojot lāzerdiodes vai gaismas{0}diodes. Montāžas process sākas ar lāzera mikroshēmas uzstādīšanu uz termoelektriskā dzesētāja (TEC) temperatūras stabilizēšanai. Pēc tam inženieri uzstāda uzraudzības fotodiodes, lai izsekotu izejas jaudu, un optiskos izolatorus, lai novērstu pretatspīdumus.
Savienojuma lēcas fokusē lāzera izvadi šķiedras kodolā, un šim procesam nepieciešama precīza izlīdzināšana, kas tiek uzturēta ar hermētisku blīvējumu. Pilns TOSA komplekts tiek testēts dažādās temperatūrās, lai nodrošinātu stabilu darbību rūpnieciskās temperatūras diapazonā no -40 līdz 85 grādiem vai komerciālajā diapazonā no 0 līdz 70 grādiem.
ROSA komponenti veic apgriezto funkciju, pārvēršot ienākošos optiskos signālus atpakaļ elektriskos signālos. Fotodetektors{1}}parasti PIN fotodiode vai lavīnas fotodiode (APD){2}}tver optisko signālu un ģenerē elektrisko strāvu. Trans-impedances pastiprinātāji (TIA) pēc tam pārvērš šo strāvu spriegumā un pastiprina to izmantojamā līmenī.
Uztvērēji, kuru pamatā ir APD-, piedāvā par 6-10 dB labāku jutību nekā PIN fotodiodes, pateicoties lavīnu pavairošanas efektiem, padarot tos piemērotus tālsatiksmes{4}}lietotājiem. Pēcpastiprinātāji tālāk apstrādā signālu, pārveidojot dažādas amplitūdas konsekventos ciparu signālos turpmākajām shēmām.
Iespiedshēmu plates montāža un integrācija
Printed Circuit Board Assembly (PCBA) nodrošina raiduztvērēja optisko šķiedru moduļu elektroniskās vadības un signālu apstrādes iespējas. Tukšais PCB iet cauri SMT montāžas līnijām, kur automatizētās sistēmas uzklāj lodēšanas pastu caur trafaretiem, novieto sastāvdaļas un veic atkārtotu lodēšanu.
Virsmas{0}}montāžas komponentos ietilpst lāzera draiveru shēmas (LDD), pulksteņa un datu atkopšanas shēmas (CDR), mikrokontrolleri, jaudas pārvaldības mikroshēmas un dažādi pasīvie komponenti. LDD shēmas pārveido ciparu sprieguma signālus strāvas signālos, kas darbina lāzerdiodes ar dažādiem mikroshēmu dizainiem, kas optimizēti konkrētiem lāzera tipiem.
CDR shēmas veic divas kritiskas funkcijas: nodrošina pulksteņa signālus uztvērēja shēmām un atgūst datus no saņemtajiem signāliem. Šie komponenti izrādījušies būtiski ātrdarbīgiem, liela attāluma{2}}optiskajiem moduļiem, piemēram, 10G SFP+ ER vai 10G SFP+ ZR variantiem. Daudzi maza darbības attāluma -moduļi, piemēram, 100G SR4, integrē LDD un CDR funkcijas vienā mikroshēmā, lai nodrošinātu izmaksu efektivitāti.
Dual In{0}}Package (DIP) komponenti var tikt pievienoti, izmantojot-caururbumu tehnoloģiju specifiskiem lietojumiem, kuriem nepieciešama lielāka jauda vai mehāniskā izturība. Pabeigtajam PCBA tiek veikta automatizēta optiskā pārbaude (AOI), lai atklātu lodēšanas defektus, detaļu neatbilstību vai trūkstošās daļas.
Testēšanas un kalibrēšanas procedūras
Katrs raiduztvērēja optiskās šķiedras modulis tiek rūpīgi pārbaudīts pirms izņemšanas no objekta. Sākotnējās pārbaudēs pārbauda pamata funkcionalitāti, savienojot moduļus ar specializētiem testa paneļiem, kas nodrošina strāvas un signāla ievadi. Raidītāja jaudas mērījumi apstiprina, ka optiskā izvade ir noteiktajos diapazonos, ko parasti mēra milivatos vai dBm.
Spektrālā pārbaude apstiprina viļņa garuma precizitāti, izmantojot optiskos spektra analizatorus. Piemēram, 1310 nm SFP modulim ir jāizstaro gaisma dažu nanometru robežās no nominālā viļņa garuma, -novirzes, kas pārsniedz pielaidi, rada saderības problēmas ar iekārtām, kas ir jutīgas pret viļņa garumu. Analizators parāda jaudu pret viļņa garumu, parādot, vai maksimālais viļņa garums atbilst MSA (Multi{5}}Source Agreement) specifikācijām.
Uztvērēja jutības pārbaude nosaka minimālo optisko jaudu, kas nepieciešama{0}}bez kļūdām uztveršanai. Inženieri pakāpeniski samazina ievades jaudu, vienlaikus uzraugot bitu kļūdu līmeni (BER), nosakot jutības slieksni. Šis parametrs parasti svārstās no -14 dBm īsas{6}} sasniedzamības moduļiem līdz -28 dBm vai labākam tālsatiksmes lietojumos.
Acu diagrammas analīze vizualizē signāla kvalitāti, pārklājot vairākas signāla pēdas, radot modeli, kas atgādina atvērtu aci. "Acu atvēruma" izmērs norāda signāla integritāti{1}}lielākas atveres ir tīrāki signāli ar mazāku nervozitāti un troksni. Izmērītie parametri ietver raidītāja un dispersijas acu aizvēršanu (TDECQ), pieauguma un krituma laiku un izzušanas koeficientu.
Temperatūras cikla testi pakļauj moduļus augstas un zemas temperatūras galējībām, vienlaikus uzraugot veiktspēju. Inženieri pielāgo lāzera novirzes strāvas un uzraudzības sliekšņus dažādās temperatūrās, ieprogrammējot kompensācijas vērtības mikrokontrollera atmiņā. Šim temperatūras kompensācijas procesam ir nepieciešamas vairākas stundas termiskajās kamerās, cikliski pārvietojoties pa temperatūru ar 5-10 grādu soli.
Automatizētās testēšanas sistēmas novērtē digitālās diagnostikas uzraudzības (DDM) funkcijas, kas ziņo par darba temperatūru, spriegumu, pārraides jaudu, saņemšanas jaudu un lāzera novirzes strāvu. Šie parametri ļauj tīkla administratoriem pārraudzīt moduļa stāvokli un paredzēt kļūmes, pirms tās rodas.
Beigas-Sejas tīrīšana un galīgā pārbaude
Optiskā savienotāja gala{0}}virsmas tīrība būtiski ietekmē raiduztvērēja optiskās šķiedras veiktspēju. Viena putekļu daļiņa uz savienotāja var izraisīt signāla vājināšanos, bitu kļūdas vai pat neatgriezeniskus šķiedras kodola bojājumus. Ražotnes ievieš stingrus tīrīšanas protokolus pirms galīgās iepakošanas.
Pārbaude sākas ar optisko šķiedru mikroskopiem vai automatizētām pārbaudes sistēmām, kas palielina savienotāja galus-200{5}}400 reižu. Inspektori pārbauda, vai uzmavas vai šķiedras serdeņos nav skrāpējumi, piesārņojums vai bojājumi. Tīras gala -virsmas parāda gludas, bez defektiem palielinātā virsmā.
Tīrīšanas procesos tiek izmantoti specializēti rīki, tostarp gēla tīrīšanas uzgaļi, kas noņem netīrumus no savienotāju pieslēgvietām, un viena{0}}klikšķa tīrīšanas līdzekļi ar mikrošķiedras uzgaļiem, kas vibrē, lai izkustinātu daļiņas. Noturīga piesārņojuma gadījumā tehniķi izmanto optiskās kvalitātes šķīdinātājus, kam seko salvetes bez plūksnām, kas īpaši paredzētas šķiedru optikai.
Tīrīšanas{0}}pārbaudes cikls tiek atkārtots, līdz virsmas atbilst IEC 61300-3-35 tīrības standartiem. Šis starptautiskais standarts nosaka pieņemamu skrāpējumu, defektu un piesārņojuma zonu līmeni savienotāju gala virsmās. Tikai tie moduļi, kas atbilst šiem stingrajiem kritērijiem, tiek iepakoti.
Kvalitātes vadības sistēmas
ISO 9001:2015 sertifikācija
Vadošie raiduztvērēju optiskās šķiedras ražotāji nodrošina ISO 9001:2015 sertifikātu, kas ir starptautiskais kvalitātes vadības sistēmu standarts. Šī sertifikācija parāda konsekventus procesus produktu projektēšanai, izstrādei, ražošanai, uzstādīšanai un pakalpojumu sniegšanai.
Kvalitātes vadības sistēma ietver ienākošo materiālu pārbaudi, ražošanas procesa kontroli, testēšanas procedūras un klientu atgriezeniskās saites mehānismus. Iekārtas dokumentē standarta darbības procedūras katram ražošanas posmam, nodrošinot konsekvenci visās maiņās un ražošanas līnijās.
Nepārtrauktās uzlabošanas programmas analizē defektu datus, ražošanas ražu un klientu atdevi, lai noteiktu jomas, kurās nepieciešami uzlabojumi. Regulāros vadības pārskatos tiek novērtēti kvalitātes mērķi, audita konstatējumi un procesa veiktspējas rādītāji. Mērķis ir ne tikai atbilstība,
Piegādātāja kvalitātes vadība ir kritiska sastāvdaļa, un ienākošās pārbaudes procedūras pārbauda, vai TOSA, ROSA, integrālās shēmas un pasīvie komponenti atbilst specifikācijām pirms ražošanas uzsākšanas. Izsekojamības sistēmas izseko komponentus no piegādātāja līdz montāžai līdz gala produktam, ļaujot ātri identificēt problēmas, ja parādās defekti.
MSA atbilstība un savietojamība
Atbilstība vairāku-avota līguma (MSA) prasībām nodrošina, ka raiduztvērēja optiskās šķiedras moduļi darbojas savstarpēji aizvietojami dažādu ražotāju iekārtās. MSA specifikācijas nosaka mehāniskos izmērus, elektriskās saskarnes, termiskās prasības un digitālās diagnostikas iespējas formas faktoriem, tostarp SFP, SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28 un QSFP-DD.
Ražošanas iekārtas atsaucas uz MSA dokumentāciju visā projektēšanas un ražošanas procesā. Mehāniskās specifikācijas nosaka korpusa izmērus līdz 0,1 mm pielaidēm, nodrošinot moduļu pareizu ievietošanu slēdžos, maršrutētājos un tīkla interfeisa kartēs. Elektriskās specifikācijas nosaka tapu piešķiršanu, sprieguma līmeņus un signāla raksturlielumus.
Termiskās specifikācijas nosaka maksimālo enerģijas patēriņu un korpusa temperatūras ierobežojumus. Piemēram, QSFP28 moduļi parasti patērē 3,5 W maksimālo jaudu ar maksimālo korpusa temperatūru 70 grādi. Iekārtas apstiprina termisko veiktspēju, veicot vides kameras testus sliktākajos-gadījuma apstākļos.
Sadarbspējas pārbaude pārbauda, vai moduļi darbojas pareizi ar lielāko iekārtu ražotāju platformām, tostarp Cisco, Juniper, Arista, Dell un HPE. Daudzas iekārtas uztur vairāku pārdevēju aprīkojumu, kas īpaši paredzēts saderības apstiprināšanai. Digitālās diagnostikas uzraudzības ieviešanai ir jāatbilst resursdatora cerībām attiecībā uz reģistru adresēm un datu formātiem.
Vides un drošības sertifikāti
Atbilstība RoHS (bīstamo vielu ierobežošanai) ierobežo svina, dzīvsudraba, kadmija, sešvērtīgā hroma, polibrombifenilu un polibromēto difenilēteru izmantošanu ražotajos produktos. Eiropas Savienības noteikumi pieprasa RoHS sertifikātu produktiem, ko pārdod dalībvalstīs.
REACH (ķīmisko vielu reģistrācija, novērtēšana, licencēšana un ierobežošana) ir vēl viena Eiropas Savienības regula, kas attiecas uz ķīmisko drošību. Ražotājiem ir jāidentificē un jāziņo par ķīmiskajām vielām produktos, nodrošinot, ka tie nesatur īpaši bīstamas vielas (SVHC), kas pārsniedz robežkoncentrāciju.
FCC (Federālās sakaru komisijas) 15. daļas sertifikācija apstiprina, ka ierīču radītie elektromagnētiskie traucējumi joprojām nepārsniedz apstiprinātās robežas. Šī sertifikācija ir būtiska produktiem, kas tiek pārdoti Amerikas Savienotajās Valstīs, aizsargājot pret citu iekārtu radiofrekvenču traucējumiem.
CE marķējums apliecina atbilstību Eiropas veselības, drošības un vides aizsardzības standartiem. Produkti ar CE marķējumu atbilst piemērojamo ES direktīvu prasībām, kas nodrošina brīvu apriti visā Eiropas Ekonomikas zonā.
Lai gan TUV (Technischer Überwachungsverein) sertifikācija ir brīvprātīga, tā nodrošina trešās puses{0}} drošības standartu apstiprinājumu. TUV-sertificētās iekārtās tiek veiktas rūpīgas ražošanas vides, drošības procedūru un kvalitātes kontroles sistēmu pārbaudes.
Globālie ražošanas centri
Āzijas-Klusā okeāna reģiona ražošanas centri
Ķīna dominē raiduztvērēju optiskās šķiedras ražošanā ar daudzām iekārtām, kas koncentrētas Šeņdžeņā, Guandunas provincē. Reģiona elektronikas ražošanas ekosistēma nodrošina piekļuvi komponentu piegādātājiem, kvalificētam darbaspēkam un loģistikas infrastruktūrai. Lielākie ražotāji, tostarp Accelink, Eoptolink, Hisense Broadband un INNOLIGHT, pārvalda ražošanas iekārtas Ķīnas pilsētās.
Šenžeņā īpaši atrodas tādi uzņēmumi kā HDV Photoelectron Technology, Huihong Technologies un daudzi līgumražotāji. Pilsētas kā tehnoloģiju centra statuss piesaista talantus un investīcijas, atbalstot gan pazīstamus ražotājus, gan jaunuzņēmumus. Ražošanas iespējas svārstās no pamata 1G raiduztvērējiem līdz jaunākajiem 800G moduļiem.
Wuhan un Qingdao pārstāv papildu ražošanas centrus. Hisense Broadband pārvalda pētniecības un attīstības centrus abās pilsētās kopā ar ražošanas bāzēm, piesaistot reģionālo universitāšu partnerību pētniecības sadarbībai. Accelink izveidoja savas galvenās ražotnes Uhaņā, gūstot labumu no vietējās valdības atbalsta augsto tehnoloģiju{2}}nozarēm.
Malaizija kļuva par nozīmīgu ražošanas vietu, jo īpaši pēc tam, kad 2023. gada novembrī Accelink tur atvēra savu Phabritek meitasuzņēmumu. Uzņēmums ražo augstas klases optoelektroniskos moduļus progresīvām sakaru nozarēm, izmantojot Malaizijas izveidotās pusvadītāju un elektronikas ražošanas iespējas.
Taivānā ir vairāki raiduztvērēju optisko šķiedru ražotāji, tostarp Liverage Technology, kas ražo raiduztvērējus, optiskos komponentus un testēšanas iekārtas. Taivānas zināšanas par pusvadītājiem ir labi izmantojamas optisko komponentu ražošanā, jo īpaši tādām progresīvām tehnoloģijām kā silīcija fotonika.
Ziemeļamerikas iekārtas
Amerikas Savienotajās Valstīs tiek nodrošināta ievērojama raiduztvērēju optisko šķiedru ražošana, jo īpaši augstas klases un specializētām lietojumprogrammām. Silīcija ielejā un Sanhosē apgabalā atrodas telpas uzņēmumiem, tostarp Source Photonics, Lumentum (kas iegādājās NeoPhotonics) un Coherent Corp (agrāk II-VI).
Coherent Corp pārvalda vairākas iekārtas pēc Finisar un Coherent Inc iegādes. Šīs iegādes konsolidēja ievērojamu ražošanas jaudu, paplašinot uzņēmuma raiduztvērēju portfeli no datu centra līdz tālsatiksmes telekomunikāciju lietojumprogrammām. Ziemeļamerikas uzņēmumi bieži vien koncentrējas uz pētniecību un izstrādi līdztekus ražošanai, izstrādājot nākamās-paaudzes 400G un 800G moduļus.
Apstiprinātie tīkli uztur jaunākās---tehnoloģijas testēšanas iekārtas Amerikas Savienotajās Valstīs, lai gan to ražošana ir atkarīga no 1. līmeņa līgumražotājiem. Šis modelis ļauj uzņēmumiem kontrolēt kvalitāti un programmēšanu, vienlaikus izmantojot izveidoto ražošanas infrastruktūru.
Reģionālās priekšrocības ietver tuvumu galvenajiem klientiem, intelektuālā īpašuma aizsardzību un samazinātu piegādes ķēdes risku. Tomēr augstākas darbaspēka izmaksas salīdzinājumā ar Āziju parasti ierobežo Ziemeļamerikas ražošanu ar augstākās kvalitātes produktiem, specializētiem moduļiem vai lietojumprogrammām, kurām drošības apsvērumu dēļ ir nepieciešama vietējā ražošana.
Eiropas ražošanas klātbūtne
Eiropas raiduztvērēju optiskās šķiedras ražošana joprojām ir ierobežotāka salīdzinājumā ar Āziju un Ziemeļameriku, un iekārtas ir koncentrētas Vācijā, Šveicē un citās Rietumeiropas valstīs. Tādi uzņēmumi kā HUBER+SUHNER izmanto zināšanas raiduztvērēju optisko komponentu projektēšanā un ražošanā.
Eiropas ražotāji bieži uzsver kvalitāti, specializētus lietojumus un vertikālo integrāciju. Piemēram, HUBER+SUHNER piegādā optiskos komponentus raiduztvērēju ražotājiem, vienlaikus ražojot arī pilnus raiduztvērēju moduļus. Šī vertikālā integrācija nodrošina stingrāku kvalitātes kontroli un specializētus dizainus telekomunikāciju lietojumprogrammām.
Radiall pārvalda tīrās telpas iekārtas Francijā, lai izstrādātu un ražotu optiskās šķiedras produktus, tostarp D-Lightsys raiduztvērējus. Eiropas iekārtas parasti apkalpo reģionālos tirgus, apmierinot pieprasījumu pēc telekomunikāciju infrastruktūras, rūpnieciskiem lietojumiem un specializēta tīkla aprīkojuma.
Nozares tendences un tehnoloģiju attīstība
Pāreja uz lielāku datu pārraides ātrumu
Ražošanas iekārtas nepārtraukti pielāgo procesus, lai atbalstītu pieaugošu datu pārraides ātrumu. Pārejai no 100G uz 400G raiduztvērējiem ir nepieciešama uzlabota līdzināšanas precizitāte, uzlabota siltuma pārvaldība un sarežģītāks testēšanas aprīkojums. Iekārtas iegulda jaunās iekārtās, kas spēj apstrādāt mazākas sastāvdaļas un stingrākas pielaides.
800G moduļu ražošana tika uzsākta 2024. gadā, un galvenie hipermēroga datu centru operatori izvietoja miljoniem vienību. Šie moduļi palielina ražošanas iespējas, palielinot jaudas blīvumu, un tiem ir nepieciešami uzlaboti dzesēšanas risinājumi un sarežģītākas digitālās signālu apstrādes mikroshēmas. Pirmajiem 1,6 T koncepta moduļu-pierādījumiem- tika veikti lauka izmēģinājumi, norādot uz nepārtrauktu ātruma pieaugumu.
Katrai paaudzei ir nepieciešami mazāki formas faktori, vienlaikus palielinot veiktspēju-QSFP-DD un OSFP formas faktori 400 G un 800 G iespējas iesaiņo moduļos, kas pēc izmēra ir līdzīgi iepriekšējām 100 G ierīcēm. Šai miniaturizācijai ir nepieciešamas precīzākas montāžas metodes un komponentu izvietošanas precizitāte, ko mēra mikronos.
Silīcija fotonikas integrācija
Silīcija fotonika ir nozīmīga ražošanas maiņa, integrējot optiskos komponentus tieši silīcija mikroshēmās, izmantojot pusvadītāju ražošanas metodes. Šī tehnoloģija sola samazināt izmaksas, uzlabotu veiktspēju un vieglāku mērogošanu, lai sasniegtu lielāku datu pārraides ātrumu.
Silīcija fotonikas raiduztvērēju ražošanai ir vajadzīgas dažādas iekārtas,{0}}parasti pusvadītāju ražošanas rūpnīcas (fabs), nevis tradicionālās optiskās montāžas iekārtas. Pāreja rada jaunas partnerības starp optikas uzņēmumiem un pusvadītāju ražotājiem, pārveidojot nozares piegādes ķēdi.
Uzņēmumi, tostarp Intel, Cisco un Broadcom, ieguldīja lielus līdzekļus silīcija fotonikas attīstībā. Ražošanas apjomi joprojām ir mazāki nekā tradicionālajām diskrēto komponentu pieejām, taču jauda turpina palielināties, jo tehnoloģija attīstās un izmaksas samazinās.
Kopā{0}}pakotās optikas izstrāde
Co-packed optics (CPO) ir jauna pieeja, kas integrē raiduztvērēja optisko šķiedru moduļus tieši ar pārslēgšanas silīciju, nevis izmanto pievienojamus moduļus. Šī integrācija samazina enerģijas patēriņu, latentumu un izmaksas hipermēroga datu centra lietojumprogrammām.
CPO ir nepieciešamas dažādas ražošanas pieejas, optiskos komponentus ievietojot slēdža ASIC iepakojuma laikā, nevis kā atsevišķu moduļu montāžu. Pirmie lietotāji ir galvenie mākoņpakalpojumu sniedzēji un tīkla iekārtu ražotāji, kas pēta CPO nākamās paaudzes platformām.
Ražošanas iekārtām, kas pielāgojas CPO, ir vajadzīgas uzlabotas iepakošanas iespējas, apvienojot pusvadītāju montāžas metodes ar optisko izlīdzināšanu un testēšanu. Pāreja no pievienojamiem moduļiem uz kop{1}}iepakotu optiku ir būtiskas izmaiņas tajā, kā iekārtas pieiet uztvērēju ražošanai.
Bieži uzdotie jautājumi
Kādus temperatūras diapazonus ražošanas iekārtas uztur raiduztvērēju optiskās šķiedras ražošanai?
Tīras telpas telpās temperatūra tiek uzturēta starp 20-24 grādiem (68–75 grādi F) un mitrums tiek kontrolēts 40–60%. Šie stabilie apstākļi novērš precīzu komponentu termisko izplešanos un mitruma izraisītus bojājumus montāžas laikā. Testēšanas kameras pakļauj pabeigtos moduļus rūpnieciskās temperatūras diapazonam no -40 līdz 85 grādiem vai komerciāliem diapazoniem no 0 līdz 70 grādiem, lai pārbaudītu veiktspēju visos darbības apstākļos.
Cik ilgs laiks nepieciešams viena raiduztvērēja optiskās šķiedras moduļa izgatavošanai?
Ražošanas laiks atšķiras atkarībā no sarežģītības, taču tipiskiem SFP vai QSFP moduļiem ir nepieciešamas 2-4 stundas no komponentu montāžas līdz galīgajai pārbaudei. Tas ietver TOSA/ROSA savienojumu (30–60 minūtes), PCBA montāžu (20–40 minūtes), moduļa integrāciju (15–30 minūtes), sākotnējo testēšanu (30–45 minūtes) un temperatūras kompensācijas kalibrēšanu (60–120 minūtes). Liela apjoma automatizētās līnijas katru dienu apstrādā tūkstošiem vienību.
Kāpēc raiduztvērēju optiskās šķiedras iekārtām ir nepieciešama tīras telpas vide?
Optisko šķiedru serdeņu diametrs ir 8-9 mikroni (viena-režīms) vai 50–62,5 mikroni (daudzmodu), kas ir plānāki nekā cilvēka mati. Putekļu daļiņas, kuru izmērs ir 0,5 mikroni, var izraisīt gaismas izkliedi, signāla vājināšanos vai neatgriezeniskus bojājumus, ja tās ir iesprostotas starp šķiedru savienojumiem. Tīrajās telpās daļiņu skaits ir 350 reizes mazāks nekā āra gaiss, aizsargājot šīs mikroskopiskās optiskās saskarnes montāžas laikā.
Kādiem sertifikātiem vajadzētu būt kvalitatīviem raiduztvērēju optiskās šķiedras ražotājiem?
Cienījami ražotāji kvalitātes vadības sistēmām nodrošina ISO 9001:2015 sertifikātu, demonstrējot konsekventus ražošanas procesus un nepārtrauktas uzlabošanas programmas. Vides un drošības sertifikātos ietilpst RoHS (bīstamo vielu ierobežošana), REACH (ķīmiskā drošība), CE marķējums (Eiropas drošības standarti) un FCC 15. daļa (elektromagnētiskā saderība). MSA atbilstība nodrošina sadarbspēju starp aprīkojuma pārdevējiem.
Raiduztvērēju optiskās šķiedras ražošanas nozare apvieno precīzu inženieriju, tīras vides kontroli un izsmalcinātu testēšanu, lai ražotu moduļus, kas nodrošina globālus datu sakarus. Iekārtas turpina attīstīties, lai atbalstītu lielāku datu pārraides ātrumu, jaunas tehnoloģijas, piemēram, silīcija fotoniku un kop-paketēto optiku, kā arī pieaugošo pieprasījumu, ko veicina datu centra paplašināšana, 5G tīkli un mākoņdatošana. Izpratne par šiem ražošanas procesiem un iekārtu prasībām palīdz tīkla operatoriem, sistēmu integratoriem un iepirkumu speciālistiem pieņemt pārdomātus lēmumus, izvēloties raiduztvērēju piegādātājus.
Ražošanas izcilības pamatā ir kontrolēta vide, uzlabots aprīkojums, stingras kvalitātes sistēmas un kvalificēts personāls, kas strādā kopā. Iekārtas, kas ražo šos moduļus, atspoguļo ievērojamus kapitālieguldījumus un tehniskās zināšanas, atspoguļojot raiduztvērēju optiskās šķiedras tehnoloģijas būtisko lomu mūsdienu digitālajā infrastruktūrā. Tā kā joslas platuma prasības turpina pieaugt eksponenciāli, ražošanas iekārtas turpinās uzlabot savas iespējas, atbalstot nākamās paaudzes optiskos sakarus.