ملاحظات حول تصميم جهاز إرسال واستقبال الألياف!

يشير التوسع السريع لشبكات الألياف الضوئية، بما في ذلك خدمات البيانات المقاسة بحجم البيانات أو عرض النطاق الترددي، إلى أن تكنولوجيا نقل الألياف الضوئية كانت وستظل جزءًا مهمًا من أنظمة الشبكات المستقبلية.يشعر مصممو الشبكات براحة متزايدة مع حلول الألياف الضوئية، حيث يتيح استخدام حلول الألياف الضوئية تصميمات شبكات أكثر مرونة ومزايا أخرى مثل مرونة EMI (التداخل الكهرومغناطيسي) وأمن البيانات.تلعب أجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية دورًا مهمًا جدًا في اتصالات الألياف الضوئية هذه.عند تصميم جهاز إرسال واستقبال من الألياف الضوئية، هناك ثلاثة جوانب يجب مراعاتها: الظروف البيئية، والظروف الكهربائية، والأداء البصري.
ما هو جهاز إرسال واستقبال الألياف الضوئية؟

جهاز إرسال واستقبال الألياف الضوئية هو مكون مستقل ينقل الإشارات ويستقبلها.وعادةً ما يتم توصيله بجهاز يوفر فتحة واحدة أو أكثر لوحدة الإرسال والاستقبال، مثل جهاز التوجيه أو بطاقة واجهة الشبكة.يأخذ جهاز الإرسال المدخلات الكهربائية ويحولها إلى مخرج ضوء من صمام ثنائي ليزر أو LED.يقترن الضوء الصادر من جهاز الإرسال بالألياف من خلال الموصل ويتم نقله عبر جهاز كابل الألياف الضوئية.يتم بعد ذلك ربط الضوء من نهاية الألياف بجهاز الاستقبال، حيث يقوم الكاشف بتحويل الضوء إلى إشارة كهربائية، والتي يتم بعد ذلك تكييفها بشكل مناسب للاستخدام من قبل جهاز الاستقبال.​
متطلبات التصميم
يمكن لوصلات الألياف الضوئية بالفعل التعامل مع معدلات بيانات أعلى عبر مسافات أطول مقارنة بحلول الأسلاك النحاسية، مما أدى إلى الاستخدام الأوسع لأجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية.عند تصميم أجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية، ينبغي مراعاة الجوانب التالية.
حالة بيئية
أحد التحديات يأتي من الطقس الخارجي، وخاصة الطقس القاسي على المرتفعات العالية أو المكشوفة.يجب أن تعمل هذه المكونات في ظل ظروف بيئية قاسية وعلى نطاق أوسع من درجات الحرارة.الاهتمام البيئي الثاني المتعلق بتصميم أجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية هو بيئة اللوحة الأم التي تتضمن استهلاك طاقة النظام والخصائص الحرارية.
الميزة الرئيسية لأجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية هي متطلباتها المنخفضة نسبيًا من الطاقة الكهربائية.ومع ذلك، فإن هذا الاستهلاك المنخفض للطاقة لا يعني بالضبط أنه يمكن تجاهل التصميم الحراري عند تجميع تكوينات المضيف.يجب تضمين تهوية أو تدفق هواء كافٍ للمساعدة في تبديد الطاقة الحرارية المطرودة من الوحدة.يتم استيفاء جزء من هذا المطلب من خلال قفص SFP قياسي مثبت على اللوحة الأم، والذي يعمل أيضًا كقناة للطاقة الحرارية.تعد درجة حرارة الحالة التي أبلغت عنها واجهة المراقبة الرقمية (DMI) عندما يعمل الكمبيوتر المركزي بأقصى درجة حرارة تصميمية له هي الاختبار النهائي لفعالية التصميم الحراري الشامل للنظام.
الظروف الكهربائية
في الأساس، جهاز إرسال واستقبال الألياف الضوئية هو جهاز كهربائي.من أجل الحفاظ على أداء خالٍ من الأخطاء للبيانات التي تمر عبر الوحدة، يجب أن يكون مصدر الطاقة للوحدة مستقرًا وخاليًا من الضوضاء.والأهم من ذلك، يجب تصفية مصدر الطاقة الذي يحرك جهاز الإرسال والاستقبال بشكل صحيح.تم تحديد المرشحات النموذجية في اتفاقية المصادر المتعددة (MSA)، التي استرشدت بالتصميم الأصلي لأجهزة الإرسال والاستقبال هذه.يظهر أدناه أحد هذه التصميمات في مواصفات SFF-8431.
الخواص البصرية
يتم قياس الأداء البصري بمعدل الخطأ في البتات أو BER.المشكلة في تصميم جهاز إرسال واستقبال بصري هي أنه يجب التحكم في المعلمات الضوئية لجهاز الإرسال والاستقبال بحيث لا يؤدي أي توهين محتمل للإشارة الضوئية أثناء انتقالها عبر الألياف إلى ضعف أداء BER.والمعلمة الرئيسية محل الاهتمام هي معدل الخطأ في البتات (BER) للارتباط الكامل.أي أن نقطة بداية الارتباط هي مصدر الإشارة الكهربائية التي تحرك جهاز الإرسال، وفي النهاية يتم استقبال الإشارة الكهربائية من قبل جهاز الاستقبال وتفسيرها من قبل الدوائر الموجودة في المضيف.بالنسبة لروابط الاتصالات التي تستخدم أجهزة إرسال واستقبال بصرية، فإن الهدف الرئيسي هو ضمان أداء BER عبر مسافات ارتباط مختلفة وضمان إمكانية التشغيل البيني على نطاق واسع مع أجهزة إرسال واستقبال تابعة لجهات خارجية من بائعين مختلفين.