فرستنده و گیرنده aoi چگونه کار می کند؟

 

 

یک گیرنده AOI سیگنال های الکتریکی را به پالس های نوری برای انتقال از طریق کابل های فیبر نوری تبدیل می کند، سپس نور ورودی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. این تبدیل دو طرفه از طریق دو زیرسیستم اصلی انجام می‌شود: مجموعه فرعی نوری فرستنده (TOSA) از یک دیود لیزری برای تولید نور مدوله‌شده استفاده می‌کند، در حالی که مجموعه فرعی نوری گیرنده (ROSA) از یک فوتودیود برای شناسایی و تبدیل مجدد آن نور به جریان الکتریکی استفاده می‌کند.

 

 

فرآیند تبدیل دوگانه

 

یک فرستنده گیرنده AOI دو عملکرد همزمان اما متضاد انجام می دهد، به همین دلیل است که آنها را فرستنده یا گیرنده نمی نامند.

تبدیل الکتریکی-به-نوری (انتقال)

هنگامی که سوئیچ شبکه شما نیاز به ارسال داده دارد، سیگنال های الکتریکی را به شکل پالس های دیجیتالی که نشان دهنده داده های باینری هستند تولید می کند. TOSA فرستنده گیرنده AOI این سیگنال های الکتریکی را دریافت کرده و آنها را به مدار درایور لیزر تغذیه می کند. این مدار دو کار انجام می دهد: یک جریان بایاس ثابت را حفظ می کند تا لیزر را در نقطه کار بهینه خود نگه دارد و یک جریان اضافی را که مطابق با سیگنال داده است تعدیل می کند.

خود دیود لیزر جایی است که تبدیل واقعی رخ می دهد. در اکثر فرستنده‌های گیرنده مدرن، بسته به کاربرد، یکی از سه نوع لیزر را خواهید یافت. لیزرهای VCSEL (لیزرهای{3}}سطح حفره عمودی-) در 850 نانومتر کار می‌کنند و برای فواصل کوتاه زیر 300 متر، معمولاً در مراکز داده استفاده می‌شوند. برای بردهای متوسط ​​تا 40 کیلومتر، لیزرهای Fabry{8}Pero (FP) راه حل های مقرون به صرفه- ارائه می کنند. لیزرهای DFB (بازخورد توزیع‌شده) که در 1310 نانومتر یا 1550 نانومتر کار می‌کنند، خلوص طیفی مورد نیاز برای انتقال مسافت طولانی‌تر از 40 کیلومتر را ارائه می‌کنند.

تکنیک مدولاسیون بر اساس سرعت و مسافت مورد نیاز متفاوت است. مدولاسیون مستقیم، که در آن سیگنال داده جریان تزریق لیزر را به طور مستقیم تغییر می دهد، برای سرعت های تا 25 گیگابیت بر ثانیه و مسافت های زیر 10 کیلومتر به خوبی کار می کند. شدت نور خروجی لیزر در پاسخ به این تغییرات جریان تغییر می کند و پالس های نوری ایجاد می کند که داده های شما را رمزگذاری می کند. برای سرعت‌های بالاتر یا مسافت‌های طولانی‌تر، مدولاسیون خارجی ضروری می‌شود - لیزر به طور پیوسته کار می‌کند در حالی که یک مدولاتور جداگانه الکترو-جذب (EAM) یا ماخ{7}}مدولاتور Zehnder نور را پس از انتشار دستکاری می‌کند و از صدای جیک فرکانس که سیگنال‌های مسافت طولانی را کاهش می‌دهد اجتناب می‌کند.

تبدیل نوری-به-برقی (پذیرش)

در انتهای گیرنده، پالس های نور ورودی از کابل فیبر نوری وارد ROSA فرستنده گیرنده شده و به ردیاب نوری برخورد می کند. این معمولاً یا یک فتودیود پین برای برنامه‌های استاندارد یا یک فتودیود بهمنی (APD) برای موقعیت‌هایی است که به حساسیت بالاتری نیاز دارند، مانند پیوندهای فاصله‌ای طولانی که در آن سیگنال نوری ضعیف شده است.

ردیاب نوری از اثر فوتوالکتریک استفاده می کند: وقتی فوتون ها به محل اتصال نیمه هادی برخورد می کنند، الکترون ها را آزاد می کنند و جریانی متناسب با شدت نور ایجاد می کنند. در اینجا چیزی است که بسیاری از مردم را شگفت زده می کند - فتودیود فرکانس نور خود را تشخیص نمی دهد (که در حدود 193 THz برای طول موج 1550 نانومتر است). در عوض، به تغییرات شدت نور ناشی از مدولاسیون پاسخ می دهد. اگر یک پرتو ثابت از نور 1550 نانومتری را به آن بتابانید، یک جریان DC ثابت دریافت خواهید کرد. هنگامی که آن چراغ با فرکانس 10 گیگاهرتز برای رمزگذاری داده ها روشن و خاموش می شود، سیگنال الکتریکی 10 گیگاهرتز دریافت می کنید.

جریان الکتریکی تولید شده توسط فتودیود بسیار ضعیف است که اغلب در میکرو آمپر اندازه گیری می شود. یک تقویت کننده ترانس امپدانس (TIA) بلافاصله این جریان را به سیگنال ولتاژ تبدیل می کند و آن را تقویت می کند. به دنبال TIA، مدارهای اضافی بازیابی ساعت را برای استخراج اطلاعات زمان بندی و مدارهای تصمیم برای تعیین اینکه آیا هر بیت یک یا صفر است، انجام می دهد و سیگنال های دیجیتال تمیز را برای تجهیزات میزبان بازسازی می کند.

 

معماری داخلی و اجزاء

 

باز کردن یک ماژول فرستنده گیرنده AOI، چیدمان غافلگیرکننده‌ای از قطعات نوری و الکترونیکی را نشان می‌دهد که همگی در تلورانس‌های دقیق کار می‌کنند.

ساختار تفصیلی TOSA

مجموعه فرستنده نوری-فرستنده بیش از یک لیزر است. دما به طور قابل‌توجهی بر عملکرد لیزر تأثیر می‌گذارد - قدرت خروجی می‌تواند 50 درصد یا بیشتر در محدوده عملیاتی 70 درجه تغییر کند. برای مبارزه با این، TOSA شامل یک ترمیستور برای نظارت بر دما و اغلب یک خنک کننده ترموالکتریک (TEC) در ماژول های{6} با کارایی بالا است. این مدارها با مدارهای کنترل برق خودکار (APC) کار می کنند که جریان درایو را برای حفظ خروجی نوری ثابت تنظیم می کند.

یک فتودیود مانیتور در پشت لیزر قرار دارد و بخش کوچکی از نور ساطع شده را از طریق صفحه عقب می گیرد. این بازخورد به مدار APC اجازه می‌دهد که پیری لیزر و تغییر دما را در زمان واقعی- جبران کند. بدون این نظارت، توان خروجی می تواند به طور قابل توجهی در طول عمر ماژول کاهش یابد.

جداکننده‌های نوری در بسیاری از طرح‌ها ظاهر می‌شوند تا از ورود دوباره-بازتاب‌های-به حفره لیزر جلوگیری کنند که باعث ناپایداری و نویز می‌شود. بسته به طرح، نور لیزر از طریق-لنزهای تراز شده دقیق یا جفت مستقیم-به فیبر متصل می‌شود. هر کسری از دسی بل از تلفات اتصال زمانی اهمیت دارد که بخواهید سیگنال هایی را به فاصله 80 کیلومتر یا بیشتر ارسال کنید.

خرابی مؤلفه ROSA

طرف گیرنده با چالش های مختلفی مواجه است. فتودیود باید سیگنال‌های نوری بسیار ضعیف - را گاهی فقط چند میکرووات - به سیگنال‌های الکتریکی قابل استفاده تبدیل کند، در حالی که نویز کم را حفظ می‌کند. رابط نوری از یک کانکتور LC (متداول ترین) یا سایر انواع کانکتور استاندارد برای دریافت فیبر استفاده می کند.

محفظه از الکترونیک حساس در برابر تداخل الکترومغناطیسی محافظت می کند و در عین حال مدیریت حرارتی را ارائه می دهد. برخلاف TOSA، ROSA معمولاً نیازی به خنک‌کننده فعال ندارد، اما طراحی حرارتی همچنان اهمیت دارد زیرا جریان تیره فوتودیود (جریان ناخواسته در صورت عدم وجود نور) با افزایش دما افزایش می‌یابد و سطح نویز را بالا می‌برد و حساسیت را کاهش می‌دهد.

در برخی از طرح های فرستنده گیرنده، به ویژه ماژول های دو طرفه (BiDi)، یک فیلتر تقسیم طول موج چندگانه (WDM) مسیر نوری را تقسیم می کند. این به رشته فیبر یکسان اجازه می دهد تا سیگنال های ارسالی و دریافتی را در طول موج های مختلف - معمولاً 1310 نانومتر در یک جهت و 1490 نانومتر یا 1550 نانومتر در جهت دیگر حمل کند.

لایه کنترل الکترونیکی

فراتر از اجزای نوری، هر فرستنده گیرنده AOI دارای یک مجموعه برد مدار چاپی (PCBA) است که میزبان تراشه های رابط الکتریکی، تنظیم کننده های ولتاژ و عملکردهای تشخیص دیجیتال است. فرستنده‌های گیرنده مدرن نظارت بر تشخیص دیجیتال (DDM) را همانطور که در استاندارد SFF-8472 مشخص شده است، اجرا می‌کنند و تله‌متری زمان واقعی را از طریق یک رابط دو سیمه I2C ارائه می‌کنند.

مدیران شبکه می توانند دما، ولتاژ منبع تغذیه، جریان بایاس لیزر، توان نوری ارسالی و توان نوری دریافتی را بدون تجهیزات تست تخصصی استعلام کنند. این قابلیت عیب‌یابی شبکه را تغییر داد - می‌توانید لیزر خراب یا کانکتور کثیف را قبل از اینکه باعث قطع شود شناسایی کنید.

 

 

مدولاسیون و رمزگذاری سیگنال

 

روشی که داده ها روی پالس های نوری کدگذاری می شوند، با افزایش سرعت مورد نیاز به طور قابل توجهی تکامل یافته است.

مدولاسیون بدون-بازگشت-به-صفر (NRZ)

فرستنده‌های سنتی تا 100 گیگابیت در ثانیه عمدتاً از NRZ-OOK (روشن{2}}کلیدینگ خاموش) استفاده می‌کنند. لیزر یا روشن است (نماینده یک باینری 1) یا خاموش (نماینده 0)، بدون بازگشت به سطح خنثی بین بیت ها. این ساده و موثر است، اما با افزایش سرعت به سمت ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه در یک طول موج، نیازهای پهنای باند الکتریکی و نوری چالش برانگیز می شوند.

نسبت خاموشی میزان خاموش شدن کامل لیزر در طول بیت های صفر را در مقایسه با قدرت حالت روشن{0}} آن اندازه می گیرد. نسبت خاموشی 100:1 (20 دسی بل) به این معنی است که لیزر 1٪ از حداکثر توان خود را در حالت "خاموش" خروجی می دهد. نسبت‌های انقراض بهتر کیفیت سیگنال را بهبود می‌بخشد، اما نیاز به طراحی پیچیده‌تر درایور لیزر دارد.

PAM4 و مدولاسیون پیشرفته

با سرعت 200 گیگابیت بر ثانیه و بالاتر، صنعت PAM4 (4-مدولاسیون دامنه پالس سطح) را پذیرفت. به جای دو سطح شدت که یک بیت را نشان می دهد، PAM4 از چهار سطح استفاده می کند که نشان دهنده دو بیت در هر نماد است. این کار سرعت داده را بدون دوبرابر کردن پهنای باند مورد نیاز دو برابر می‌کند، اگرچه نسبت سیگنال به-را تغییر می‌دهد - هر سطح به هم نزدیک‌تر است و تشخیص را چالش‌برانگیزتر می‌کند.

فرستنده‌های نوری منسجمی که در شبکه‌های مسافت طولانی-استفاده می‌شوند، از طرح‌های پیچیده‌تری استفاده می‌کنند. آنها هم دامنه و هم فاز نور را با استفاده از QPSK (کلیدگذاری تغییر فاز چهارگانه) یا QAM مرتبه بالاتر (مدولاسیون دامنه چهارگانه) تعدیل می کنند. این سیستم‌ها به گیرنده‌های همدوس تخصصی با لیزرهای نوسان‌گر محلی و پردازش سیگنال دیجیتال پیچیده نیاز دارند، اما می‌توانند در یک طول موج به 400 گیگابیت در ثانیه یا بیشتر دست یابند.

 

انتخاب طول موج و سازگاری فیبر

 

طول موج های مختلف اهداف متفاوتی را در ارتباطات نوری انجام می دهند و طراحی فرستنده گیرنده بر این اساس متفاوت است.

سیستم های فیبر چند حالته (850 نانومتر)

برنامه‌های کاربردی کوتاه-در یک ساختمان یا محوطه مرکز داده معمولاً از فیبر چند حالته با فرستنده‌های 850 نانومتری VCSEL استفاده می‌کنند. فیبر چند حالته دارای یک هسته بزرگتر (50 یا 62.5 میکرون) است که به چندین مسیر نوری یا "حالت" اجازه انتشار همزمان می دهد. این امر جفت شدن را آسان‌تر می‌کند و هزینه را کاهش می‌دهد، اما پراکندگی مودال مسافت - حالت‌های مختلف را با سرعت‌های کمی متفاوت طی می‌کند و باعث پخش شدن پالس می‌شود. فیبر OM3 از سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه تا 300 متر پشتیبانی می کند، در حالی که OM4 این سرعت را تا 400 متر افزایش می دهد و OM5 انتقال موازی را بیشتر بهینه می کند.

سیستم‌های فیبر تک حالته (1310 نانومتر و 1550 نانومتر)

انتقال از راه دور به فیبر تک حالته- با هسته بسیار کوچکتر (9 میکرون) نیاز دارد که نور را به یک حالت انتشار محدود می کند. این امر پراکندگی مودال را از بین می برد و به فواصل بسیار بیشتری اجازه می دهد. طول موج 1310 نانومتر در یک پنجره پراکندگی پایین از فیبر تک حالته استاندارد قرار دارد، در حالی که 1550 نانومتر کمترین پنجره میرایی را اشغال می کند (حدود 0.2 دسی بل در کیلومتر در مقایسه با 0.35 دسی بل در کیلومتر در 1310 نانومتر).

برای گستره های بیش از 80 کیلومتر، جبران پراکندگی حتی در 1550 نانومتر ضروری است. در طرح های پیشرفته فرستنده گیرنده از مدولاسیون خارجی و گاهی اوقات لیزرهای قابل تنظیم برای کنترل دقیق طیف نوری استفاده می شود.

دقت طول موج DWDM

فرستنده‌های مولتی‌پلکسی تقسیم طول موج متراکم (DWDM) نور را در طول‌موج‌های بسیار خاص که توسط شبکه ITU{0}}تعریف شده است، تولید می‌کنند، که معمولاً با فاصله ۵۰ گیگاهرتز یا ۱۰۰ گیگاهرتز از هم فاصله دارند (مطابق با فاصله‌ی حدود ۰.۴ نانومتر یا ۰.۸ نانومتر نزدیک به ۱۵۵۰ نانومتر). یک لیزر DFB به تنهایی برای DWDM به اندازه کافی پایدار نیست - این فرستنده گیرنده ها دارای کنترل دما تا ± 0.1 درجه یا بهتر هستند و دقت طول موج را در محدوده ± 0.02 نانومتر در محدوده دمای عملیاتی حفظ می کنند.

 

عوامل شکل و تکامل

 

بسته بندی فیزیکی فرستنده گیرنده ها به گونه ای تکامل یافته است که با حفظ یا کاهش اندازه، سرعت های بالاتری را در خود جای دهد.

SFP و SFP+ (تا 16 گیگابیت در ثانیه)

استاندارد Small Form{0}}factor Pluggable (SFP) در اوایل دهه 2000 پدیدار شد و طراحی فشرده و داغ-قابل تعویض تقریباً نصف اندازه ماژول‌های GBIC قبلی را ارائه داد. SFP سرعت 1 گیگابیت در ثانیه را مدیریت می کند، در حالی که SFP+ رابط الکتریکی را برای پشتیبانی از 10 گیگابیت در ثانیه گسترش داده است. ابعاد این ماژول ها 13.4 × 8.5 × 56 میلی متر است که به اندازه کافی کوچک است که سوئیچ ها می توانند 48 پورت را در یک واحد رک قرار دهند.

QSFP28 و QSFP{1}}DD (100-400 گیگابیت در ثانیه)

قالب Quad SFP (QSFP) چهار کانال را در یک ماژول جمع می کند. QSFP28 از چهار خط 25 گیگابیت بر ثانیه (اغلب با NRZ) برای دستیابی به 100 گیگابیت در ثانیه استفاده می کند. QSFP-DD (Double Density) این را با هشت خط دو برابر می‌کند و با استفاده از سیگنال‌دهی PAM4 با سرعت ۵۰ گیگابیت بر ثانیه در هر خط، به ۴۰۰ گیگابیت در ثانیه می‌رسد. طراحی DD همان عرض QSFP28 را حفظ می کند اما از یک اتصال دهنده بلندتر با تماس های الکتریکی اضافی استفاده می کند.

OSFP و فرمت های آینده

همانطور که صنعت به سمت 800 گیگابیت بر ثانیه و 1.6 ترابیت بر ثانیه پیش می‌رود، فرمت Octal SFP (OSFP) هشت خط با طراحی حرارتی بهتری نسبت به QSFP-DD ارائه می‌کند که زمانی که ماژول‌ها 12-15 وات را از بین می‌برند حیاتی است. برخی از فروشندگان QSFP112 را برای 400 گیگابیت بر ثانیه در چهار خط 100 گیگابیت بر ثانیه توسعه دادند، اگرچه استانداردسازی قالب در این سرعت ها بحث برانگیز است.

هر فرم فاکتور نه تنها ابعاد فیزیکی، بلکه مشخصات الکتریکی، محدودیت‌های حرارتی و پروتکل‌های رابط مدیریتی را تعریف می‌کند و از قابلیت همکاری بین فروشندگان اطمینان می‌دهد.

 

بودجه قدرت و طراحی لینک

 

استقرار موفقیت‌آمیز فرستنده‌های AOI نیازمند درک بودجه‌های توان - حسابی سود و زیان سیگنال در سراسر پیوند است.

توان خروجی یک فرستنده گیرنده معمولاً از -2 dBm (0.63 mW) برای ماژول‌های کوتاه-تا +4 dBm (2.5 mW) برای طراحی‌های{10}} با دسترسی بیشتر متغیر است. حساسیت گیرنده ممکن است -14 dBm برای برنامه های ER 10 گیگابیت بر ثانیه یا -25 dBm برای گیرنده های بسیار حساس در مسافت طولانی باشد. تفاوت بین این مقادیر در بودجه قدرت شماست.

تضعیف فیبر بیشتر این بودجه را - 0.3 دسی بل در کیلومتر در 1310 نانومتر یا 0.2 دسی بل در کیلومتر در 1550 نانومتر برای فیبر استاندارد تک حالته - مصرف می‌کند. تلفات کانکتور هر کدام 0.3-0.5 دسی بل اضافه می کند، تلفات اتصال 0.05-0.1 دسی بل کمک می کند، و باید حاشیه سیستم 3-6 دسی بل را برای قدیمی شدن، اتصالات تعمیر و تلفات غیرمنتظره اضافه کنید.

برای پیوند 40 کیلومتری در 1310 نانومتر: 0.3 دسی بل/کیلومتر × 40 کیلومتر=12 دسی بل از دست دادن فیبر، به اضافه چهار اتصال دهنده (2 دسی بل)، یک اتصال میانی-فناهی (0.1 دسی بل) و حاشیه 3 دسی بل=17.1 تلفات کل مسیر دسی بل. اگر فرستنده شما 0 dBm خروجی دارد و گیرنده شما به -18 dBm نیاز دارد، شما 18 دسی بل بودجه در دسترس دارید - به سختی کافی است.

این محاسبات توضیح می‌دهد که چرا سیستم‌های مسافت طولانی از فرستنده‌های 1550 نانومتری (تضعیف کمتر) و{2}بالا{2}، اغلب با تقویت‌کننده‌های نوری برای فواصل بیش از 80 کیلومتر استفاده می‌کنند.

 

فن آوری های نوظهور و جهت گیری های آینده

 

صنعت فرستنده گیرنده AOI به تکامل سریع خود ادامه می دهد که ناشی از تقاضای مرکز داده های فوق مقیاس و ایجاد ارتباطات راه دور است.

ادغام فوتونیک سیلیکون نوید کاهش هزینه‌های تولید را با بهره‌گیری از زیرساخت‌های ساخت نیمه‌رسانا می‌دهد. به جای مجموعه‌های مجزای TOSA و ROSA، فرستنده‌های فوتونیک سیلیکونی منابع لیزری، تعدیل‌کننده‌ها و آشکارسازها را بر روی تراشه‌های سیلیکونی ادغام می‌کنند، اگرچه مواد نیمه‌رسانای III{1}V هنوز بهترین عملکرد لیزر را ارائه می‌کنند که نیازمند رویکردهای ترکیبی ترکیبی است.

اپتیک بسته‌بندی شده (CPO) فرستنده‌های گیرنده را از روی صفحه مستقیماً به بسته‌های سیلیکونی سوئیچ منتقل می‌کند، مصرف انرژی و تأخیر را کاهش می‌دهد و در عین حال چگالی پورت سوئیچ را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. نمایش‌های اولیه CPO با حذف محدودیت‌های قدرت و فاصله SerDes الکتریکی، به 51.2 ترابیت بر ثانیه در هر سوئیچ ASIC دست می‌یابند.

اپتیک قابل اتصال درایو خطی (LPO) رابط الکتریکی را با حذف مدارهای زمانبندی مجدد، ارسال سیگنالها به طور مستقیم بین میزبان و اپتیک با درایورهای خطی ساده می کند. این امر مصرف برق را در مقایسه با ماژول‌های بازنگری شده تا 40-50% کاهش می‌دهد، اگرچه به طراحی‌های PCB با کیفیت بالاتری نیاز دارد و محدودیت‌هایی برای دسترسی ایجاد می‌کند.

لیزرهای نقطه کوانتومی بدون خنک‌کننده‌های ترموالکتریک، عملکرد غیرحساس به دما{0}} را نوید می‌دهند و قدرت و هزینه ماژول را کاهش می‌دهند. نسخه های اولیه عملکرد پایدار را از -40 درجه تا +95 درجه با حداقل تغییر طول موج نشان می دهند.

 

سوالات متداول

 

تفاوت بین فرستنده گیرنده AOI و سایر برندها چیست؟

AOI (Applied Optoelectronics Inc.) فرستنده و گیرنده نوری و قطعات را تولید می کند، اما اصول عملیاتی اساسی در همه فروشندگان یکسان است. مکانیسم فیزیکی تبدیل فوتوالکتریک بر اساس سازنده تغییر نمی کند. تفاوت برندها در کیفیت ساخت، مشخصات محدوده دما، راندمان انرژی و رتبه بندی قابلیت اطمینان است. قراردادهای چند منبع (MSA) تضمین می‌کند که فرستنده‌های گیرنده سازگار از فروشندگان مختلف به جای یکدیگر در یک اسلات تجهیزات کار می‌کنند.

آیا می توانید نوری که از یک فرستنده و گیرنده فیبر نوری می آید را ببینید؟

هیچ - اکثر فرستنده و گیرنده ها در طول موج های مادون قرمز (850 نانومتر، 1310 نانومتر، یا 1550 نانومتر) غیر قابل مشاهده برای چشم انسان کار نمی کنند. حتی نور 850 نانومتری VCSEL در بهترین حالت قرمز کم رنگ به نظر می رسد. هرگز مستقیماً به درگاه فیبر یا فرستنده گیرنده فعال نگاه نکنید. در حالی که سطوح توان پایین است (معمولاً 1-3 میلی وات)، پرتو بسیار همسو و متمرکز است و می تواند باعث آسیب دائمی شبکیه شود. به همین دلیل مقررات ایمنی لیزر کلاس 1M وجود دارد.

چرا برخی از فرستنده‌ها دو فیبر دارند در حالی که برخی دیگر از یک فیبر استفاده می‌کنند؟

فرستنده‌های گیرنده سنتی از دو فیبر - یکی برای ارسال، یکی برای دریافت - استفاده می‌کنند که در یک طول موج در جهات مخالف عمل می‌کنند. فرستنده‌های گیرنده دو جهته (BiDi) از یک فیبر واحد با فیلتر WDM استفاده می‌کنند که دو طول موج مختلف را از هم جدا می‌کند: یکی برای بالادست، دیگری برای پایین‌دست. طرح های BiDi باعث صرفه جویی در فیبر می شوند اما به دلیل اجزای WDM کمی بیشتر هزینه می کنند. سیستم های CWDM و DWDM با استفاده از مالتی پلکسرهای خارجی، طول موج های زیادی را روی یک جفت فیبر مضاعف می کنند.

فرستنده های نوری معمولا چقدر عمر می کنند؟

تخریب لیزر محدود کننده اولیه طول عمر است. اکثر فرستنده‌ها بین 100000 تا 200000 ساعت زمان بین خرابی‌ها (MTBF) را در دمای عملیاتی 25 درجه مشخص می‌کنند. در عمل، ماژول‌ها اغلب 5 تا 10 سال قبل از خرابی کار می‌کنند و دمای بالاتر پیری را تسریع می‌کند. مدارهای کنترل خودکار قدرت، تخریب تدریجی لیزر را با افزایش جریان درایو جبران می کنند، اما در نهایت به حداکثر جریان می رسند و دیگر نمی توانند توان خروجی مشخص شده را حفظ کنند. خنک کننده مناسب عمر فرستنده گیرنده را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

 

مشخصات فنی کلیدی برای درک

 

هنگام انتخاب فرستنده گیرنده، چندین ویژگی مستقیماً بر عملکرد تأثیر می گذارد:

مشخصات فرستنده:توان خروجی (dBm)، عرض طیفی (nm)، نسبت خاموشی (dB) و نسبت سرکوب حالت جانبی- (dB برای لیزرهای DFB) کیفیت و دسترسی سیگنال را تعیین می‌کنند. تحمل طول موج مرکز برای کاربردهای DWDM حیاتی می شود.

مشخصات گیرنده:حساسیت (dBm) حداقل توان نوری مورد نیاز برای نرخ خطای بیت مشخص شده (معمولاً 10^-12) را تعیین می کند. توان اشباع حداکثر توان ورودی را قبل از آسیب یا اعوجاج بیش از حد نشان می دهد. مشخصات تلفات برگشت نوری برای جلوگیری از بازتاب هایی که لیزرها را بی ثبات می کند، اهمیت دارد.

رابط الکتریکی:امپدانس دیفرانسیل (معمولاً 100 اهم)، نوسان ولتاژ خروجی و مشخصات جیتر باید با نیازهای تجهیزات میزبان مطابقت داشته باشد. SFP از سیگنال دهی LVPECL استفاده می کند، QSFP28 از NRZ با سرعت 25.78 گیگابیت در ثانیه استفاده می کند، در حالی که QSFP{4}}DD به طور معمول PAM4 را در 53.125 گیگابیت پیاده سازی می کند.

رتبه بندی های زیست محیطی:درجه بندی دمای تجاری (0 درجه تا 70 درجه)، دمای طولانی (-5 درجه تا 85 درجه) و دمای صنعتی (-40 درجه تا 85 درجه) نشان دهنده مدیریت حرارتی مورد نیاز ماژول است. اتلاف توان بر حسب وات بر نیازهای خنک کننده تأثیر می گذارد - ماژول های QSFP-DD می توانند بیش از 12 وات باشند.

تشخیص دیجیتال:آستانه هشدار و هشدار برای دما، ولتاژ، جریان بایاس، توان TX و توان RX امکان نظارت فعال را فراهم می کند. مشخصات دقت (معمولاً ± dB برای توان نوری) هنگام عیب یابی لینک های حاشیه ای اهمیت دارد.

درک این پارامترها امکان انتخاب آگاهانه فرستنده گیرنده و عیب یابی موثر را در صورت عملکرد ضعیف یا خرابی لینک ها فراهم می کند.