ماژول های گیرنده فیبر نوری به تراز مناسب نیاز دارند

 

چرا یک میکرون بیشتر از آنچه فکر می کنید اهمیت دارد؟

 

اکثر افرادی که در مراکز داده کار می کنند این اتفاق را دیده اند. تکان دادن پیوند. از دست دادن متناوب بسته که با قرار دادن مجدد فرستنده و گیرنده ناپدید می شود. همه تصور می کنند که ماژول بدی است، آن را پس می فرستند، جایگزینی دریافت می کنند-و مشکل سه هفته بعد برمی گردد. در واقع چه اتفاقی افتاد؟ نوک فرول یک ذره گرد و غبار را جمع کرد، یا ماژول با یک زاویه خفیف وارد شد، یا لرزش واحد HVAC به آرامی کانکتور را چند میکرون شل کرد.

فتودیود داخل یک ROSA (مجموعه زیر{0}} نوری گیرنده) معمولاً دارای یک ناحیه فعال بین 20 تا 75 میکرومتر قطر است. دیافراگم‌های بزرگ‌تر تحمل کوپلینگ را بهبود می‌بخشند، اما ظرفیت خازنی را معرفی می‌کنند که پهنای باند شما را در نرخ‌های داده بالاتر از بین می‌برد. این یک مبادله است که هیچ کس در ادبیات فروش توضیح نمی دهد.

 

 

اینجاست که همه چیز ناامید کننده می شود. برگه مشخصات می‌گوید حساسیت گیرنده -12 دسی‌بل‌متر است، و شما -8 دسی‌بل‌متر را در پچ پنل خود اندازه‌گیری کرده‌اید - حاشیه‌های زیادی وجود دارد، درست است؟ اما این مشخصات کوپلینگ بهینه را فرض می کند. کانکتور را به صورت کج قرار دهید، و 2-3 دسی بل ضرر اضافه کرده اید که در هیچ کجای محاسبه بودجه پیوند شما نشان داده نمی شود، زیرا هیچ کس به این معنی نیست که "تکنسین عجله داشت".

 

مشکل شش درجه

 

بهینه سازی تراز کامل نیاز به تنظیم در شش درجه آزادی دارد: X، Y، Z (سه محور انتقالی) و θx، θy، θz (پیچ، انحراف، رول). در تنظیمات آزمایشگاهی، ایستگاه‌های تراز خودکار از طریق محرک‌های پیزوالکتریک ترکیب شده با الگوریتم‌های صعود تپه‌ای که به دنبال حداکثر قدرت نوری هستند، موقعیت‌یابی زیر-میکرون را به دست می‌آورند.

محیط های تولید این تجمل را ندارند. شما خوش شانس هستید اگر قفس فرستنده گیرنده از آخرین کسی که در یک SFP مجبور به عقب است خم نشده باشد.

آنچه در طول ساخت ماژول اتفاق می افتد همه چیز را در مورد اینکه چرا تراز میدان مهم است به شما می گوید. قالب لیزری به یک زیر کوه متصل می شود. آرایه فیبر از طریق تراز فعال می‌گذرد-یا شخصی خروجی نوری را در زمان واقعی-در حین پخت اپوکسی نظارت می‌کند، یا طراحی مبتنی بر تراز غیرفعال است که در آن ویژگی‌های مکانیکی موقعیت را در محدوده تحمل قابل قبول محدود می‌کنند. تراز فعال هزینه بیشتری دارد اما اتصال محکم تری را به همراه دارد. تراز منفعل باعث صرفه جویی در هزینه می شود تا زمانی که چرخه حرارتی اجزا را چند میکرون جدا کند و نرخ بازگشت شما افزایش یابد.

 

 

دما: خرابکار خاموش

 

ضریب انبساط حرارتی. سه کلمه ای که هر مهندس بسته بندی فوتونیک را آزار می دهد.

آلومینیوم تقریباً 23 میکرومتر بر متر در هر درجه سانتیگراد منبسط می شود. Kovar، یک ماده بسته بندی رایج، در حدود 5 میکرومتر بر متر در درجه منبسط می شود. سیلیکون-زیر اکثر فتودیودها-در حدود 2.6 میکرومتر/متر/درجه قرار دارد. این مواد را در یک مجموعه نوری مخلوط کنید، آن را از 25 درجه تا 85 درجه در حین کار گرم کنید، و با رشد اجزای مختلف با سرعت های متفاوت، تراز را مشاهده کنید.

برخی از طرح ها از طریق مجموعه لنزهای گرمایی جبران می شوند. دیگران ضرر را می پذیرند و بودجه انرژی اضافی را در پیوند ایجاد می کنند. ماژول های ارزان قیمت تامین کنندگانی که هرگز در مورد آنها نشنیده اید؟ هیچ چیز را جبران نمی کنند. در آزمایشگاه در دمای اتاق خوب کار می کند. اولین تابستان زمانی که سینی کابل شما به 45 درجه می رسد از هم می پاشد.

 

انتهای رابط{0}}هندسه صورت

 

این بخشی است که مردم از آن صرف نظر می کنند زیرا به نظر واضح می رسد. کانکتورها را تمیز نگه دارید. این را همه می دانند.

اما این چیزی است که آنها نمی دانند: پولیش رایانه شخصی (تماس فیزیکی) انتهای کمی محدب-صورتی ایجاد می کند که به داخل حلقه جفت فشار می آورد و شکاف های هوا را از بین می برد. شعاع انحنا بسیار مسطح است و شما حاشیه‌های تداخلی از سطوح موازی، بیش از حد محدب دریافت می‌کنید و تنش متمرکزی دریافت می‌کنید که سایش را تسریع می‌کند.

کانکتورهای APC (تماس فیزیکی زاویه دار) یک زاویه 8- درجه برای کاهش بازتاب به عقب اضافه می کنند. برای سیستم های CATV آنالوگ و هر چیزی که مربوط به اپتیک منسجم است که در آن افت برگشتی زیر -55 دسی بل در واقع اهمیت دارد، حیاتی است. اما به طور تصادفی یک APC را با یک UPC جفت کنید و یک افت 1-2 دسی بل به اضافه انعکاس ایجاد کرده اید که ممکن است لیزر بالادست شما را بی ثبات کند.

من تکنولوژی‌هایی را دیده‌ام که انواع رابط‌ها را به دلیل «مناسب بودن» ترکیب می‌کنند. آنها مناسب هستند. مشکل همینه

 

مکانیسم تراز فرول

 

تراز فعال در مقابل منفعل در تولید

 

تولیدکنندگان با یک انتخاب روبرو هستند. تراز فعال قدرت نوری را در طول مونتاژ نظارت می کند و موقعیت را قبل از ثابت کردن قطعات در محل بهینه می کند. بیشتر طول می کشد، هزینه بیشتری دارد، نتایج بهتری ایجاد می کند. هم ترازی غیرفعال به ویژگی های مکانیکی-شارهای V-، شیارهای سیلیکونی حکاکی شده، محفظه های ماشینکاری دقیق- برای محدود کردن موقعیت بدون بازخورد{6} زمان واقعی متکی است.

صنعت به شدت به سمت همسویی غیرفعال برای کاهش هزینه حرکت کرد. برای کاربردهای چند حالته که قطر هسته حاشیه را فراهم می کند، به خوبی کار می کند. حالت تک-کنترل شدیدتری را می طلبد. بسته بندی فوتونیک سیلیکونی نیاز را به زیر 1 میکرومتر رسانده است و مشکلاتی را ایجاد می کند که تراز غیرفعال به تنهایی نمی تواند آنها را حل کند.

برخی از رویکردهای ترکیبی از تراز پیش{0}منفعل و به دنبال آن تنظیم دقیق-فعال استفاده می‌کنند. برخی دیگر از سیستم های بینایی با یادگیری ماشینی برای پیش بینی موقعیت بهینه از روی ویژگی های مکانیکی استفاده می کنند. هیچ چیز به اندازه نظارت بر توان نوری واقعی نیست، اما فشارهای توان تولید در برابر هر چیزی که زمان چرخه را اضافه کند مقاومت می کند.

 

چه اتفاقی می افتد زمانی که تراز با شکست مواجه می شود

 

تخریب سیگنال از یک الگوی قابل پیش بینی پیروی می کند. اول، نرخ خطای بیت افزایش می یابد{ با افت قدرت گیرنده، نمودارهای چشمی به صورت عمودی بسته می شوند. با کاهش نسبت سیگنال-به نویز، لرزش افزایش می یابد. در نهایت، با حرکت تراز چرخه حرارتی به داخل و خارج از محدوده قابل قبول، پیوند به طور کامل از بین می‌رود یا شروع به تکان خوردن می‌کند.

بخش خسته کننده: شکست های متناوب. ماژول صبح کار می کند، بعد از ناهار از کار می افتد، دوباره در نیمه شب کار می کند. چرخه های تهویه مطبوع نور خورشید از طریق پنجره گرما از تجهیزات مجاور. همه شیب های حرارتی ایجاد می کنند که تراز را تعدیل می کنند.

عیب‌یابی شامل صفحات تشخیصی است که کسی نمی‌خواند. DOM (نظارت نوری دیجیتال) قدرت Rx را در زمان واقعی گزارش می‌کند. بیش از 24 ساعت آن را تماشا کنید. اگر بیش از 1-2 دسی بل تغییر کند، مشکل مکانیکی دارید نه نقص ماژول.

 

 

پاکسازی-راه حل غیر سکسی

 

80 درصد از خرابی های نوری به آلودگی بازمی گردد. نه نقص ماژول فیبر نمی شکند. خاک

پاک کننده های یک کلیکی برای تعمیر و نگهداری معمولی کار می کنند. دستمال مرطوب{2}}پرزدار با بقایای سرسخت دسته IPA. هرگز از هوای کنسرو شده{4}}بقایای پیشرانه آلودگی بدتری نسبت به حذف آن رسوب نکنید. قبل و بعد از تمیز کردن را با یک فیبر اسکوپ بررسی کنید. هر بار

ذره غبار 1-میکرونی که نامربوط به نظر می رسد تقریباً 10٪ از قطر هسته تک حالته را اشغال می کند. چیز زیادی نمی گیرد.

 

ارتعاش و استرس مکانیکی

 

مراکز داده ساکت نیستند. فن‌های خنک‌کننده طیف‌های ارتعاشی ایجاد می‌کنند که تشدید مکانیکی را در مجموعه‌های ایمن ضعیف تحریک می‌کنند. کابل های تحت کشش گشتاور را به رابط های رابط اعمال می کنند. حتی راه رفتن روی یک طبقه مرتفع، نیروهای ضربه ای را از طریق سینی کابل منتقل می کند.

قفس فرستنده گیرنده بر روی محفظه ماژول- محکم می‌شود، اما روی رابط نوری نه. فشار فنر فرول را در آستین خود نگه می دارد و هر حرکت تکراری می تواند به مرور زمان تراز را از موقعیت خارج کند.

امکاناتی با اپتیک دقیق، عایق ارتعاش را نصب می کنند. مراکز داده این کار را نمی کنند. آنها به طراحی کانکتور قوی و مدیریت مناسب کابل برای به حداقل رساندن نیروهای اعمالی متکی هستند. وقتی کابل‌ها خیلی سفت حلقه می‌شوند یا بدون پشتیبانی آویزان می‌شوند، مشکلاتی به وجود می‌آیند.

 

نگاه به جلو

 

فرستنده‌های-نسل بعدی که با تلورانس‌های تراز فشاری 400G و 800G کار می‌کنند. مدولاسیون PAM4 هیچ حاشیه اضافی را ارائه نمی‌کند{5}}فاصله نماد کاهش می‌یابد به این معنی که هرگونه کاهش کیفیت سیگنال مستقیماً خطاهای بیت را افزایش می‌دهد.

اپتیک‌های بسته‌بندی شده شرکت، فرستنده و گیرنده را روی بسته ASIC سوئیچ حرکت می‌دهد و چالش‌های حرارتی جدیدی را معرفی می‌کند. فوتونیک سیلیکون یکپارچگی{2}}در مقیاس ویفر را نوید می‌دهد، اما جفت کردن نور از یک موجبر به یک فیبر همچنان به تراز دقیق میکرونی- نیاز دارد.

فیزیک اساسی تغییر نمی کند. فوتون ها در خطوط مستقیم حرکت می کنند. الیاف دارای قطر هسته محدود هستند. هر رابطی پتانسیل از دست دادن را معرفی می کند. هم ترازی مناسب-در زمان تولید، در هنگام نصب، در حین عملیات-مهمترین عامل در ارتباطات نوری قابل اعتماد باقی می ماند.

به خطر شما آن را نادیده بگیرید.