ファイバートランシーバーの設計に関する注意事項!

データ量や帯域幅で測定されるデータサービスを含む光ファイバーネットワークの急速な拡大は、光ファイバー伝送技術が将来のネットワークシステムの重要な部分であり、今後も重要であり続けることを示しています。光ファイバー ソリューションを使用すると、より柔軟なネットワーク アーキテクチャが実現し、EMI (電磁干渉) 耐性やデータ セキュリティなどの利点が得られるため、ネットワーク設計者は光ファイバー ソリューションにますます慣れています。光ファイバートランシーバーは、これらの光ファイバー接続において非常に重要な役割を果たします。光ファイバートランシーバーを設計する際には、環境条件、電気的条件、光学性能という 3 つの側面を考慮する必要があります。
光ファイバートランシーバーとは何ですか?

光ファイバー トランシーバーは、信号を送信および受信する独立したコンポーネントです。通常、ルーターやネットワーク インターフェイス カードなど、1 つ以上のトランシーバー モジュール スロットを備えたデバイスに接続します。トランスミッタは電気入力を受け取り、それをレーザー ダイオードまたは LED からの光出力に変換します。送信機からの光はコネクタを介してファイバーに結合され、光ファイバーケーブルデバイスを介して送信されます。ファイバーの端からの光は受信機に結合され、そこで検出器が光を電気信号に変換し、受信デバイスで使用できるように適切に調整されます。
設計上の考慮事項
実際、光ファイバー リンクは、銅線ソリューションと比較して、長距離にわたってより高いデータ レートを処理できるため、光ファイバー トランシーバーの使用が拡大しています。光ファイバートランシーバーを設計するときは、次の点を考慮する必要があります。
環境条件
課題の 1 つは外部の天候、特に高地または露出した高地での厳しい天候によってもたらされます。これらのコンポーネントは、極端な環境条件下で、より広い温度範囲で動作する必要があります。光ファイバ トランシーバの設計に関連する 2 番目の環境問題は、システムの消費電力と熱特性を含むマザーボード環境です。
光ファイバートランシーバーの主な利点は、電力要件が比較的低いことです。ただし、この消費電力の低さは、ホスト構成を組み立てるときに熱設計を無視できることを正確に意味するわけではありません。モジュールから放出される熱エネルギーを放散するために、十分な換気または空気の流れを含める必要があります。この要件の一部は、マザーボードに取り付けられた標準化された SFP ケージによって満たされ、熱エネルギーの導管としても機能します。メインフレームが最大設計温度で動作しているときにデジタル モニター インターフェイス (DMI) によって報告されるケース温度は、システム全体の熱設計の有効性を最終的にテストするものです。
電気的条件
本質的に、光ファイバートランシーバーは電気デバイスです。モジュールを通過するデータのエラーのないパフォーマンスを維持するには、モジュールへの電源供給が安定しており、ノイズが発生しない必要があります。さらに重要なことは、トランシーバーを駆動する電源が適切にフィルタリングされている必要があることです。典型的なフィルタは、これらのトランシーバの元の設計の指針となったマルチソース契約 (MSA) で指定されています。SFF-8431 仕様におけるそのような設計の 1 つを以下に示します。
光学特性
光学性能はビット誤り率または BER で測定されます。光トランシーバの設計の問題は、光信号がファイバを通過する際に起こり得る減衰によって BER 性能が低下しないように、送信機と受信機の光学パラメータを制御する必要があることです。重要な主なパラメータは、リンク全体の BER です。つまり、リンクの開始点はトランスミッターを駆動する電気信号のソースであり、最後に電気信号はレシーバーによって受信され、ホストの回路によって解釈されます。光トランシーバを使用する通信リンクの主な目標は、さまざまなリンク距離にわたって BER パフォーマンスを保証し、さまざまなベンダーのサードパーティ トランシーバとの広範な相互運用性を確保することです。