Den snabba expansionen av fiberoptiska nätverk, inklusive datatjänster mätt i datavolym eller bandbredd, indikerar att fiberoptisk överföringsteknik är och kommer att fortsätta vara en viktig del av framtida nätverkssystem. Nätverksdesigners är alltmer bekväma med fiberoptiska lösningar, eftersom användningen av fiberoptiska lösningar möjliggör mer flexibla nätverksarkitekturer och andra fördelar som EMI (elektromagnetisk störning) motståndskraft och datasäkerhet. Fiberoptiska sändtagare spelar en mycket viktig roll i dessa fiberoptiska anslutningar. Vid design av en fiberoptisk sändtagare finns det tre aspekter att beakta: miljöförhållanden, elektriska förhållanden och optisk prestanda.
Vad är en fiberoptisk sändtagare?
En fiberoptisk transceiver är en oberoende komponent som sänder och tar emot signaler. Vanligtvis ansluts den till en enhet som har en eller flera transceivermodulplatser, såsom en router eller ett nätverkskort. Sändaren tar emot elektrisk ingång och omvandlar den till ljusutgång från en laserdiod eller LED. Ljus från sändaren kopplas in i fibern genom kontakten och överförs via fiberoptikkabeln. Ljuset från fiberns ände kopplas sedan till en mottagare, där en detektor omvandlar ljuset till en elektrisk signal, som sedan konditioneras på lämpligt sätt för användning av den mottagande enheten.
Designöverväganden
Fiberoptiska länkar kan faktiskt hantera högre datahastigheter över längre avstånd jämfört med koppartrådslösningar, vilket har drivit den utbredda användningen av fiberoptiska sändtagare. Vid utformning av fiberoptiska sändtagare bör följande aspekter beaktas.
Miljöförhållanden
En utmaning kommer från yttre väder – särskilt hårt väder på höga eller exponerade höjder. Dessa komponenter måste fungera under extrema miljöförhållanden och över ett bredare temperaturområde. En andra miljörisk relaterad till design av fiberoptiska transceivers är moderkortets miljö, vilket inkluderar systemets strömförbrukning och termiska egenskaper.
En stor fördel med fiberoptiska transceivrar är deras relativt låga elbehov. Denna låga strömförbrukning betyder dock inte direkt att termisk design kan ignoreras vid montering av värdkonfigurationer. Tillräcklig ventilation eller luftflöde bör inkluderas för att hjälpa till att avleda termisk energi som släpps ut från modulen. En del av detta krav uppfylls av en standardiserad SFP-bur monterad på moderkortet, som också fungerar som en termisk energiledning. Höljets temperatur som rapporteras av Digital Monitor Interface (DMI) när stordatorn arbetar vid sin maximala designtemperatur är det ultimata testet på effektiviteten hos den övergripande systemets termiska design.
Elektriska förhållanden
I grund och botten är en fiberoptisk transceiver en elektrisk apparat. För att bibehålla felfri prestanda för data som passerar genom modulen måste strömförsörjningen till modulen vara stabil och brusfri. Ännu viktigare är att strömförsörjningen som driver transceivern måste vara korrekt filtrerad. Typiska filter specificeras i Multi-Source Agreement (MSA), som vägledde den ursprungliga designen av dessa transceivers. En sådan design i SFF-8431-specifikationen visas nedan.
Optiska egenskaper
Optisk prestanda mäts i bitfelsfrekvens eller BER. Problemet med att designa en optisk sändtagare är att de optiska parametrarna för sändaren och mottagaren måste kontrolleras så att eventuell dämpning av den optiska signalen när den färdas längs fibern inte resulterar i dålig BER-prestanda. Den huvudsakliga parametern av intresse är BER för hela länken. Det vill säga, länkens startpunkt är källan till den elektriska signalen som driver sändaren, och i slutet tas den elektriska signalen emot av mottagaren och tolkas av kretsarna i värden. För de kommunikationslänkar som använder optiska sändtagare är huvudmålet att garantera BER-prestanda över olika länkavstånd och att säkerställa bred interoperabilitet med tredjepartssändtagare från olika leverantörer.
Publiceringstid: 28 juni 2022