L'expansion rapide des réseaux à fibre optique, y compris les services de données mesurés en volume de données ou en bande passante, indique que la technologie de transmission par fibre optique est et continuera d'être une partie importante des futurs systèmes de réseau.Les concepteurs de réseaux sont de plus en plus à l'aise avec les solutions à fibre optique, car leur utilisation permet des architectures de réseau plus flexibles et d'autres avantages tels que la résilience EMI (interférences électromagnétiques) et la sécurité des données.Les émetteurs-récepteurs à fibre optique jouent un rôle très important dans ces connexions à fibre optique.Lors de la conception d'un émetteur-récepteur à fibre optique, trois aspects doivent être pris en compte : les conditions environnementales, les conditions électriques et les performances optiques.
Qu'est-ce qu'un émetteur-récepteur à fibre optique ?
Un émetteur-récepteur à fibre optique est un composant indépendant qui transmet et reçoit des signaux.En règle générale, il se branche sur un périphérique fournissant un ou plusieurs emplacements pour module émetteur-récepteur, tel qu'un routeur ou une carte d'interface réseau.L'émetteur prend l'entrée électrique et la convertit en sortie lumineuse d'une diode laser ou d'une LED.La lumière de l'émetteur est couplée à la fibre via le connecteur et transmise via le dispositif à câble à fibre optique.La lumière provenant de l'extrémité de la fibre est ensuite couplée à un récepteur, où un détecteur convertit la lumière en un signal électrique, qui est ensuite conditionné de manière appropriée pour être utilisé par le dispositif de réception.
Considérations sur la conception
Les liaisons à fibre optique peuvent en effet gérer des débits de données plus élevés sur de plus longues distances par rapport aux solutions en fil de cuivre, ce qui a conduit à une utilisation plus large des émetteurs-récepteurs à fibre optique.Lors de la conception d'émetteurs-récepteurs à fibre optique, les aspects suivants doivent être pris en compte.
Condition environnementale
L’un des défis vient des conditions météorologiques extérieures, en particulier des conditions météorologiques extrêmes à des hauteurs élevées ou exposées.Ces composants doivent fonctionner dans des conditions environnementales extrêmes et sur une plage de températures plus large.Une deuxième préoccupation environnementale liée à la conception des émetteurs-récepteurs à fibre optique est l'environnement de la carte mère qui inclut la consommation électrique du système et les caractéristiques thermiques.
Un avantage majeur des émetteurs-récepteurs à fibre optique réside dans leurs besoins en énergie électrique relativement faibles.Cependant, cette faible consommation d'énergie ne signifie pas exactement que la conception thermique peut être ignorée lors de l'assemblage des configurations hôtes.Une ventilation ou un flux d'air suffisant doit être inclus pour aider à dissiper l'énergie thermique expulsée du module.Une partie de cette exigence est satisfaite par une cage SFP standardisée montée sur la carte mère, qui fait également office de conduit d'énergie thermique.La température du boîtier signalée par l'interface de moniteur numérique (DMI) lorsque l'ordinateur central fonctionne à sa température de conception maximale constitue le test ultime de l'efficacité de la conception thermique globale du système.
Conditions électriques
Essentiellement, un émetteur-récepteur à fibre optique est un appareil électrique.Afin de maintenir des performances sans erreur des données transitant par le module, l'alimentation électrique du module doit être stable et sans bruit.Plus important encore, l’alimentation électrique qui alimente l’émetteur-récepteur doit être correctement filtrée.Les filtres typiques sont spécifiés dans l'accord multi-source (MSA), qui a guidé la conception originale de ces émetteurs-récepteurs.Une de ces conceptions dans la spécification SFF-8431 est présentée ci-dessous.
Propriétés optiques
Les performances optiques sont mesurées en taux d'erreur sur les bits ou BER.Le problème lors de la conception d'un émetteur-récepteur optique est que les paramètres optiques de l'émetteur et du récepteur doivent être contrôlés de manière à ce que toute atténuation possible du signal optique lors de son déplacement dans la fibre n'entraîne pas de mauvaises performances BER.Le principal paramètre d’intérêt est le BER du lien complet.Autrement dit, le point de départ de la liaison est la source du signal électrique qui pilote l'émetteur et, à la fin, le signal électrique est reçu par le récepteur et interprété par les circuits de l'hôte.Pour les liaisons de communication utilisant des émetteurs-récepteurs optiques, l'objectif principal est de garantir les performances du BER sur différentes distances de liaison et d'assurer une large interopérabilité avec les émetteurs-récepteurs tiers de différents fournisseurs.
Heure de publication : 28 juin 2022