Comprensión de las pruebas de calidad del transceptor óptico

Es bien sabido que el transceptor óptico es una parte importante de la red de comunicación de fibra óptica . Por lo general, todos están muy preocupados por el rendimiento del conmutador Ethernet, sin embargo, pueden ignorar la calidad de los componentes importantes: el transceptor óptico, el precio se ha convertido en el único factor en la compra. Pero la verdad es que el mercado ahora está inundado de transceptores de baja calidad, y es difícil para los usuarios comunes discernir los transceptores ópticos de alta calidad.

La calidad del transceptor óptico determina el rendimiento de la transmisión de la red, que puede reducirse significativamente una vez que se corta el trabajo. Al igual que otros aparatos de alta tecnología, el transceptor óptico se somete a rigurosos procedimientos de prueba e inspección de calidad en su proceso de fabricación, como pruebas de potencia óptica, pruebas de sensibilidad, pruebas de diagramas de ojos, pruebas de envejecimiento, pruebas de máquinas reales, detección de la cara del extremo de la fibra, etc. Estos procesos involucran cada etapa del proceso de producción para asegurar los mejores resultados. Si algún programa falla, el transceptor óptico será rechazado y devuelto a la línea de producción para trabajos pesados.

Entonces, ¿cómo se prueban los parámetros de rendimiento del transceptor óptico?

Medición de potencia óptica de salida media del transceptor

El puerto de transmisión del transceptor óptico consta de una fuente de luz y un circuito electrónico relacionado. Los diodos emisores de luz (LED) basados en semiconductores y los diodos láser se utilizan como fuentes de luz en transistores ópticos. Los láseres LED y de emisión de superficie de cavidad vertical (VCSEL) se utilizan normalmente para transmisores en redes locales y locales, mientras que los láseres Fabry-Perot (FP) y los láseres de retroalimentación distribuida (DFB) se utilizan para transmisores para redes Metro y de larga distancia.

En la comunicación óptica, las fuentes de luz están moduladas en intensidad, que es un proceso de aplicación de corriente variada al láser para cambiar el nivel de potencia de salida. Como se ilustra en la Figura 1, un nivel de potencia finito representa un cero lógico en lugar de una verdadera ausencia total de potencia.

La potencia óptica de salida promedio es un parámetro importante del transmisor, que afecta directamente la calidad de comunicación del módulo. Es la potencia óptica media del receptor en condiciones normales de funcionamiento. El medidor de potencia óptica permite una medición de potencia óptica de salida promedio para probar la potencia óptica en el extremo de la transmisión. En el caso de transmisores para transmisión a larga distancia, la potencia óptica media es mayor que la potencia óptica de entrada máxima.

La potencia óptica media se mide con un medidor de potencia óptica . La unidad de medida suele expresarse en dBm, una relación logarítmica del nivel de potencia a 1 mW.

Medición de la relación de extinción del transceptor

La relación de extinción, cuando se utiliza para describir el rendimiento de un transmisor óptico utilizado en comunicaciones digitales, es simplemente la relación entre la energía (potencia) utilizada para transmitir un nivel lógico ‘1’ y la energía utilizada para transmitir un nivel lógico ‘0 ‘. Para una descripción gráfica, el diagrama de ojo se usa comúnmente como se muestra en la Figura 2.

Medición de amplitud de modulación óptica

La amplitud de modulación óptica (OMA) se utiliza para medir la diferencia entre los dos niveles de potencia óptica generados por la fuente de alimentación, por ejemplo, P1 (cuando la fuente de luz está encendida) y P0 (cuando la fuente de luz está apagada). Con OMA, se puede utilizar una relación de iluminación baja o alta, siempre que los ojos del transmisor estén seguros y no sobrecarguen el receptor.

La figura 3 muestra OMA en un diagrama de ojo estresado de una señal óptica.

Prueba de sensibilidad del receptor

La sensibilidad de recepción es uno de los parámetros clave para medir el rendimiento de los dispositivos receptores de transceptores ópticos. La prueba de sensibilidad de recepción requiere la atenuación de potencia de la señal a través de un atenuador óptico programable, que permite completar el transceptor óptico que recibe señales de diferente potencia comparando la tasa de error de diferente potencia óptica por el medidor de error. Entre ellos, cuanto mejor sea la sensibilidad de recepción, menor será la potencia lumínica mínima de recepción. Por el contrario, si la sensibilidad de recepción es mala, mayores serán los requisitos para el dispositivo receptor óptico.

Prueba de diagrama de ojo del transceptor

Los diagramas de ojos son una herramienta común para ver las salidas del transmisor. Proporciona una gran cantidad de información sobre el rendimiento general del transmisor. En un diagrama de ojo, todas las combinaciones de patrones de datos se superponen en una línea de tiempo común, generalmente períodos de menos de dos bits. La figura 1 muestra una señal con buena amplitud y baja fluctuación. Puede imaginar cómo se construye el diagrama de ojo dibujando ocho posibles secuencias de formas de onda de tres bits (000,001,… 110, 111) superpuestas en una línea de tiempo común.

En lugar de realizar varias mediciones, puede utilizar la prueba de la máscara ocular para determinar la calidad del ojo. La máscara consta de varios polígonos colocados en el diagrama de ojo y en el diagrama de ojo, que indican áreas donde las formas de onda no deben cruzarse. La forma de onda «buena» nunca se cruzará con la plantilla, y la forma de onda «mala» cruzará o violará la plantilla. Retroceda y vea la vista a nivel del sistema, abrir un ojo indica que el receptor distinguirá fácilmente entre Logic 1 y Logic 0. Si cierra los ojos, aumenta la probabilidad de error (error). La Figura 2 muestra las formas de onda que son fáciles de pasar la prueba de máscara ocular.

El osciloscopio de banda ancha le permite realizar pruebas de máscara ocular óptica. Estos instrumentos tienen varios nombres, incluidos los analizadores de comunicaciones digitales. El osciloscopio puede realizar pruebas y determinar si alguna muestra de forma de onda ha aterrizado en la plantilla.

Los fabricantes de láser quieren que sus láseres pasen las pruebas de máscara sin irregularidades y quieren encontrar mediciones con margen suficiente. Ampliar el tamaño de la máscara tanto como sea posible proporciona el máximo equilibrio sin incurrir en golpes de máscara.

Relación cruzada del ojo del transceptor (cruce)

La relación cruzada de la tabla optométrica es la relación entre la amplitud de medición de la intersección y los bits de la señal «1» y «0», por lo que diferentes relaciones entre escalas pueden transmitir diferentes bits de señal. El transmisor transceptor óptico SFP estándar tiene una relación de cruce del 50%, lo que significa que el código «1» lógico de la señal óptica y el código «0» lógico representan la mitad de los bits, respectivamente.

Transceptor Jitter Time (RMS)

El tiempo de fluctuación es el período durante el cual se transmite el ruido temporizado generado por la transmisión de señales ópticas en el transmisor transceptor óptico SFP. Minimice este tiempo de fluctuación asociado en el transceptor óptico SFP y mejore el rendimiento general del sistema.

Prueba de corriente de polarización del transceptor

Para que el interruptor láser LD de alta velocidad funcione correctamente. Debe agregarse a la corriente de polarización de CC I BIAS, que es ligeramente mayor que la corriente de umbral ITH representada directamente por el sesgo. Si el BIAS es demasiado grande, los componentes del acelerador envejecerán y, si el BIAS es demasiado pequeño, el láser no funcionará correctamente.

Prueba de longitud de onda del transceptor

Dado que los módulos ópticos utilizados en los dispositivos en ambos extremos deben emitir la misma longitud de onda para establecer la comunicación, el fabricante debe probar la longitud de onda del módulo óptico antes del envío para asegurarse de que esté dentro del rango de desviación. Generalmente, los fabricantes usan analizadores de espectro óptico y otros instrumentos para medir la longitud de onda central del módulo óptico, y la longitud de onda central medida del módulo óptico generalmente se desvía del valor estándar. Los diferentes tipos de módulos ópticos tienen diferentes desviaciones, pero siempre que la desviación esté dentro del rango permitido, por ejemplo, la longitud de onda central del módulo óptico SFP-1G-LX es de 1310 nm, y su desviación es de ± 50 nm, y la longitud de onda central del SFP-1G-SXEl módulo óptico es de 850 nm y su desviación es de ± 10 nm. La longitud de onda central del módulo óptico 10G-CWDM-SFP-ER es de 1470 nm y su desviación es de ± 7,5 nm. Si el valor probado no coincide con la especificación estándar, el módulo óptico se considera defectuoso.

Prueba de compatibilidad del transceptor

La prueba de compatibilidad es principalmente para módulos ópticos compatibles. El módulo óptico se inserta en el interruptor de los dispositivos de la marca correspondiente para su prueba. La comunicación normal significa que el módulo óptico ha pasado la prueba. Si no puede comunicarse, significa que el módulo óptico no es compatible con él.

Inspección del extremo óptico del transceptor

Los transceptores ópticos son muy variables en diseño y tipo: por ejemplo , SFP , SFP +, XFP, XENPAK, GBIC, QSFP +, etc. Los SFP, SFP + y XFP tienen una interfaz de conector LC; XENPAK, 1 * 9, GBIC tiene una interfaz SC. Los transceptores QSFP o QSFP28 suelen tener una interfaz MPO / MTP o LC.

Independientemente del tipo de fibra, aplicación o velocidad de datos, la transmisión de la luz requiere una ruta clara junto con un enlace, incluso a través de cualquier conexión pasiva o empalme en el camino. Una sola partícula en el núcleo de una fibra puede causar pérdidas y reflejos, lo que resulta en altas tasas de error y degradación del rendimiento de la red. La contaminación en el extremo de una fibra, como se muestra en la Figura 1, también puede afectar negativamente a la interfaz de equipos ópticos costosos y, en algunos casos, incluso hacer que el equipo no funcione.

Al inspeccionar el extremo óptico del transceptor, comprobaremos si hay suciedad y rayones. Dado que la contaminación es la principal causa de falla de la fibra, todos los módulos ópticos se revisan adecuadamente antes del envío, incluso si esto agrega tiempo y dinero.

Verificación de apariencia

Implica inspeccionar los módulos ópticos antes de enviarlos con fines de control de calidad. Revise la caja de cada módulo en busca de rayones, suciedad, color, suavidad, dedos dorados en busca de rayones y etiquetas. Por lo general, la apariencia deficiente del módulo del transceptor óptico también será defectuosa, mientras que la apariencia del transceptor de alta calidad es buena.

Este artículo describe qué pruebas debe pasar un transceptor óptico de alta calidad y qué significan estos enlaces y parámetros de prueba. Al leer, espero que pueda distinguir rápidamente la calidad de un transceptor óptico. Asegúrese de elegir un transceptor óptico de alta calidad que determine la estabilidad de su red y la calidad de transmisión.

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