ทรานซีฟเวอร์ในฐานะปลายแอกทีฟของลิงก์: การเลือกโมดูลให้เข้ากับใยแก้วนำแสง

ลิงก์ใยแก้วนำแสงทุกลิงก์จบลงที่ทรานซีฟเวอร์ และลิงก์ส่วนใหญ่ไม่มีองค์ประกอบแอ็กทีฟอื่นใดอีกเลย โมดูลเป็นตัวกำหนดกำลังส่งออก ความยาวคลื่น ความไวและโอเวอร์โหลดของตัวรับ คอนเนกเตอร์ที่แผงเชื่อมต่อ และผ่านทางหน่วยความจำของมัน ยังกำหนดด้วยว่าโฮสต์จะยอมรับโมดูลนี้หรือไม่ การเลือกโมดูลให้เข้ากับใยแก้วนำแสงจึงเป็นการตัดสินใจด้านโครงสร้างพื้นฐานแอ็กทีฟที่พบบ่อยที่สุด เพจนี้เชื่อมโยงฝั่งใยแก้วนำแสงของการตัดสินใจนั้นเข้ากับหมวดทรานซีฟเวอร์ คือสิ่งที่โมดูลทำที่ปลายของแก้ว วิธีจับคู่โมดูลให้เข้ากับชนิดใยแก้วนำแสง ระยะทาง และคอนเนกเตอร์ วิธีอ่านงบประมาณจากดาต้าชีตของโมดูล สิ่งที่อาจผิดพลาดระหว่างโมดูลกับโครงสร้างสาย และวิธีที่การวินิจฉัยของโมดูลเปลี่ยนมันให้กลายเป็นเครื่องมือวัดในตัวของลิงก์

สิ่งที่โมดูลทำที่ปลายใยแก้วนำแสง

ฟังก์ชัน	ส่วนประกอบของโมดูล	สิ่งที่กำหนดให้กับลิงก์
ไฟฟ้าเป็นแสง	เลเซอร์ (VCSEL, FP, DFB, EML, ปรับความยาวคลื่นได้) และไดรเวอร์	กำลังส่งออก ความยาวคลื่น ความกว้างสเปกตรัม จึงส่งผลต่องบประมาณและค่าปรับลดจากดิสเพอร์ชัน (เลเซอร์)
แสงเป็นไฟฟ้า	โฟโตไดโอด (PIN หรือ APD), ตัวขยายทรานส์อิมพีแดนซ์	ความไวและโอเวอร์โหลด (ตัวรับ)
การปรับจังหวะเวลาใหม่และการอีควอไลซ์	CDR, DSP, FEC ในโมดูล PAM4 และโคฮีเรนต์	ค่าทนทานต่อดิสเพอร์ชัน PMD และสัญญาณรบกวน (การมอดูเลตและ DSP, CDR)
การวินิจฉัย	โฟโตไดโอดตรวจวัด, เซนเซอร์, ตาราง DDM	เครื่องวัดกำลังในตัวของลิงก์ (พื้นฐาน DDM)
ข้อมูลระบุตัวตนและการจัดการ	EEPROM ผ่าน I²C หรือ MDIO, เครื่องสถานะของ CMIS บนโมดูล 400G ขึ้นไป	โฮสต์จะยอมรับโมดูลหรือไม่ และจะตั้งค่ามันอย่างไร (การเริ่มต้นทำงานของโฮสต์)
อินเทอร์เฟซเชิงแสง	รีเซปตาเคิล LC หรือ MPO พร้อมเฟอร์รูลสตับหรืออาร์เรย์เลนส์; UPC หรือ APC	สายแพตช์คอร์ดและโพลาริตีที่โครงสร้างสายต้องจัดเตรียมให้ (คอนเนกเตอร์และชนิดใยแก้วนำแสง)

การจับคู่โมดูลให้เข้ากับใยแก้วนำแสงและระยะทาง

โครงสร้างสาย	ตระกูลโมดูล	ความยาวคลื่นและเลเซอร์	คอนเนกเตอร์	ระยะส่งและงบประมาณ
OM3/OM4 มัลติโหมด, ≤ 100–400 m	SR (10/25G), SR4/SR8 (40–400G), SWDM/BiDi-SR	VCSEL 850 nm (SWDM 850–953 nm บน OM5)	LC ดูเพล็กซ์; MPO-12/16 สำหรับแบบขนาน	10G: 300 m บน OM3, 400 m บน OM4; 100G SR4: 70/100 m; งบประมาณ 1.9–2.6 dB
OM1/OM2 มัลติโหมดรุ่นเก่า	1000BASE-SX; 10G SR แบบมีข้อจำกัด; 1000BASE-LX ร่วมกับสายปรับโหมด (mode-conditioning cord)	850 หรือ 1310 nm	LC	10G SR: 33 m บน OM1, 82 m บน OM2 (ตารางระยะส่ง)
ซิงเกิลโหมด, ≤ 500 m – 2 km	400G DR4 (500 m), FR4/FR (2 km), 10G LR-lite	DFB 1310 nm, PAM4	MPO-12 APC (DR4), LC	งบประมาณ 3–4 dB
ซิงเกิลโหมด, ≤ 10 km	LR, LR4, LR8	DFB 1310 nm หรือเลน CWDM4/LAN-WDM	LC ดูเพล็กซ์ UPC	6.2 dB (10G LR), 6.3 dB (100G LR4)
ซิงเกิลโหมด, 20–40 km	ER, ER4	EML 1550 nm หรือเลน 1310 กำลังสูง	LC	11–18 dB; ใช้ตัวลดทอนสัญญาณบนลิงก์ระยะสั้น
ซิงเกิลโหมด, 80 km	10G ZR; 400G โคฮีเรนต์ ZR	EML 1550 nm; โคฮีเรนต์แบบปรับความยาวคลื่นได้	LC	23–24 dB; ZR: 40 km แบบไม่ขยายสัญญาณ, 120 km แบบขยายสัญญาณ (ระยะไกลแบบโคฮีเรนต์)
ใยแก้วนำแสงเส้นเดียวแทนสองเส้น	คู่ BiDi	1270/1330, 1310/1490, 1310/1550, 1490/1550 nm	LC ซิมเพล็กซ์	ระยะส่งเท่ากับแบบดูเพล็กซ์ โมดูลต้องจับคู่กัน
CWDM หรือ DWDM ผ่านมัลติเพล็กเซอร์	โมดูลแบบมีสีหรือปรับความยาวคลื่นได้	กริด CWDM 1271–1611 nm; DWDM C-band 50/100 GHz	LC	งบประมาณ 20–30 dB ผ่านมัลติเพล็กเซอร์ (ทรานซีฟเวอร์ CWDM, ทรานซีฟเวอร์ปรับความยาวคลื่นได้)
โครงข่ายกระจายสายเชิงแสงของ PON	โมดูล OLT คลาส B+/C+/N1/E1, ONU แบบสติ๊ก	1490/1310 (GPON), 1577/1270 nm (XGS-PON), ตัวรับแบบเบิร์สต์	รีเซปตาเคิล SC ที่ OLT; SC/APC ใน ODN	งบประมาณตามคลาส 28–35 dB (ออปติกของ PON)
ภายในแร็ก, ≤ 3–7 m; สูงสุดถึง 100 m	DAC ทองแดง; AOC	ไม่มี; VCSEL แบบฝังตัว	แบบรวมในตัว	ไม่มีโครงสร้างสายเลย (ทองแดงและ DAC)

รายการ PMD ฉบับเต็มพร้อมกำลังส่งออกและความไว: ข้อมูลอ้างอิง PMD ของ Ethernet

งบประมาณจากฝั่งโมดูล

พารามิเตอร์	แหล่งข้อมูล	ค่าทั่วไป	การใช้งาน
กำลังส่งต่ำสุดและสูงสุด	ดาต้าชีต; ค่าจริงใน DDM	LR: −8.2 … +0.5 dBm; ER: −4.7 … +4 dBm; ZR: 0 … +4 dBm	จุดเริ่มต้นของงบประมาณ; ตรวจสอบโอเวอร์โหลด
ความไวของตัวรับ	ดาต้าชีต (ที่ BER ที่กำหนด ไม่ว่าจะมีหรือไม่มี FEC)	LR: −14.4 dBm; ER: −15.8 dBm; ZR: −23 dBm; PON C+: −30 dBm	จุดสิ้นสุดของงบประมาณ
โอเวอร์โหลดของตัวรับ	ดาต้าชีต	+0.5 … +3 dBm สำหรับ PIN; −7 … −9 dBm สำหรับ APD ER/ZR บางรุ่น	กับดักของลิงก์ระยะสั้น
ค่าทนทานดิสเพอร์ชัน	ดาต้าชีต	10G LR 100–200 ps/nm? ไม่ใช่ กำหนดเป็นระยะส่งแทน; ER 800 ps/nm; ZR 1 600 ps/nm; โคฮีเรนต์หลักพัน	ระยะส่งบนใยแก้วนำแสงรุ่นเก่าหรือไม่เป็นไปตามมาตรฐาน (การวิเคราะห์คุณลักษณะใยแก้วนำแสง)
FEC ที่โฮสต์ต้องมี	ข้อกำหนด PMD	RS-FEC บังคับใช้สำหรับ 25G/100G SR/DR/FR, 400G, โคฮีเรนต์; เป็นทางเลือกสำหรับ LR4	ลิงก์ที่ไม่มี FEC ที่ถูกต้องจะไม่มีค่าเผื่อเหลือเลย (FEC และการเจรจาอัตโนมัติ)
ความยาวคลื่นหรือช่องสัญญาณ	EEPROM (ความยาวคลื่นระบุ, ช่องสัญญาณ DWDM, ช่วงที่ปรับความยาวคลื่นได้)	1310, 1550, CWDM 20 nm, DWDM 50/100 GHz	ต้องตรงกับมัลติเพล็กเซอร์, โมดูลคู่ BiDi, แผนของ PON
ชนิดใยแก้วนำแสงและระยะที่รองรับ	ฟิลด์ระยะทางใน EEPROM สำหรับ SMF, OM1–OM4	เช่น SMF 10 km, OM3 300 m	การตรวจสอบเบื้องต้นเทียบกับโครงสร้างสาย (แผนผังหน่วยความจำ)

ตัวอย่างการคำนวณงบประมาณ ค่าปรับลด และนโยบายค่าเผื่อ: วิศวกรรมงบประมาณลิงก์ การอ่านตัวเลขจากดาต้าชีต: การอ่านดาต้าชีต

คอนเนกเตอร์ การขัดผิวหน้าตัด และโพลาริตีที่โมดูล

รีเซปตาเคิลของโมดูล	สายแพตช์คอร์ดเข้าโมดูล	กฎ
LC ดูเพล็กซ์, UPC (แทบทั้งหมดของ SFP/QSFP-LR/ER/ZR)	LC/UPC	ห้ามเสียบเฟอร์รูล APC เข้ารีเซปตาเคิล UPC โดยเด็ดขาด จะทำให้เกิดการสูญเสียและความเสียหาย การเปลี่ยนผ่านระหว่าง APC กับ UPC ต้องทำผ่านสายแพตช์คอร์ดแบบไฮบริดที่แผงเชื่อมต่อ
LC ซิมเพล็กซ์ (BiDi)	LC/UPC ซิมเพล็กซ์	ใยแก้วนำแสงเส้นเดียว; ความยาวคลื่น Tx ของโมดูลหนึ่งต้องเท่ากับความยาวคลื่น Rx ของอีกโมดูลหนึ่ง
MPO-12/16, UPC (มัลติโหมด SR4/SR8)	MPO/UPC, โพลาริตีชนิด B สำหรับออปติกแบบขนาน	คีย์อัป/คีย์ดาวน์ และเพศของพิน ตามที่ระบุในดาต้าชีต (การเดินสายเบรกเอาต์และ MPO)
MPO-12 APC (ซิงเกิลโหมด DR4/DR8)	MPO/APC สีเขียว	ใช้ APC เป็นค่าเริ่มต้นในออปติกขนานแบบซิงเกิลโหมด
SC (โมดูล OLT ของ PON)	SC/UPC เข้าโมดูล, SC/APC ใน ODN	ODN ใช้ APC เพื่อให้ได้ ORL ≥ 32 dB (การสะท้อนแสงและการสูญเสียย้อนกลับ)
ฝาครอบกันฝุ่น	—	ต้องปิดไว้ที่รีเซปตาเคิลทุกครั้งที่ไม่มีสายเสียบอยู่ ตรวจสอบรีเซปตาเคิลเหมือนหน้าตัดปลายทั่วไป (การตรวจสอบและทำความสะอาดหน้าตัดปลาย)

ความเข้ากันได้กับโฮสต์

โครงสร้างสายไม่สนใจว่าใครเป็นผู้ผลิตโมดูล แต่โฮสต์สนใจ การเขียนโค้ดของผู้ผลิตใน EEPROM, การตั้งค่าอัตราเร็วและ FEC, การเจรจาอัตโนมัติ และการเริ่มทำงานของ CMIS เป็นตัวกำหนดว่าโมดูลที่ดีบนใยแก้วนำแสงที่ดีจะรับส่งทราฟฟิกได้หรือไม่ หมวดทรานซีฟเวอร์ครอบคลุมเรื่องนี้อย่างละเอียดที่ การล็อกผู้ผลิต, ออปติกของบุคคลที่สาม, การตรวจสอบยืนยันออปติก, สูตรการตั้งค่าพอร์ต, ปัญหา CMIS

โมดูลในฐานะเครื่องมือวัดของลิงก์

ค่า DDM	สิ่งที่บอกเกี่ยวกับลิงก์	รายละเอียด
กำลังส่ง (Tx)	สิ่งที่เข้าสู่ใยแก้วนำแสงจริง เทียบกับช่วงค่าในดาต้าชีต	พารามิเตอร์
กำลังรับ (Rx)	สิ่งที่มาถึง กำลังส่งฝั่งไกลลบด้วยกำลังรับฝั่งใกล้คือการสูญเสียในสาย	กำลังรับและงบประมาณลิงก์
ไบอัสเลเซอร์	การเสื่อมสภาพของเลเซอร์เมื่อไบอัสสูงขึ้นที่กำลังส่งคงที่	ไบอัส Tx และการเสื่อมสภาพของเลเซอร์
อุณหภูมิ, แรงดันไฟ	การระบายความร้อนของโฮสต์และคุณภาพไฟเลี้ยง	อุณหภูมิและแรงดันไฟ
ค่าเกณฑ์อะลาร์มและคำเตือน	ขีดจำกัดของโมดูลเอง ซึ่งโฮสต์นำไปใช้แจ้งอะลาร์ม	ค่าเกณฑ์และอะลาร์ม
VDM (400G ขึ้นไป, โคฮีเรนต์)	pre-FEC BER, ดิสเพอร์ชันแบบโครมาติก, DGD, OSNR คือใยแก้วนำแสงตามที่ DSP มองเห็น	ค่าตรวจวัด VDM และ FEC
ความแม่นยำ	±3 dB ตามที่กำหนด, ±1–2 dB สัมบูรณ์โดยทั่วไป; ±0.1 dB แบบสัมพัทธ์ เหมาะสำหรับดูแนวโน้ม แต่ไม่เหมาะสำหรับการรับรอง	ความแม่นยำและข้อจำกัด

ความไม่เข้ากันที่พบบ่อยระหว่างโมดูลกับโครงสร้างสาย

ความไม่เข้ากัน	อาการ	วิธีแก้
โมดูล SR (850 nm) บนใยแก้วนำแสงซิงเกิลโหมด	ไม่มีลิงก์ หรือมีลิงก์ได้แค่ระยะไม่กี่เมตรเท่านั้น	เปลี่ยนเป็นโมดูล LR หรือใช้ใยแก้วนำแสงที่ถูกชนิด
โมดูล LR (1310 nm) บนใยแก้วนำแสงมัลติโหมด	ทำงานได้บนระยะสั้นแต่มีสัญญาณรบกวนแบบโมดัลและข้อผิดพลาด CRC	เปลี่ยนเป็นโมดูล SR; หรือสำหรับ 1000BASE-LX เท่านั้น ใช้สายแพตช์คอร์ดปรับโหมด
10G SR บน OM1/OM2 เกิน 33/82 m	ลิงก์ไม่เสถียร, มีข้อผิดพลาด	เปลี่ยนเป็น OM3/OM4 หรือซิงเกิลโหมด LR
สาย UPC เข้ากับโครงสร้างสายแบบ APC หรือสลับกัน	การสูญเสีย 3–5 dB, ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน, หน้าตัดปลายเสียหาย	ใช้สายไฮบริด และจับคู่การขัดผิวหน้าตัดให้ตรงกัน (ความไม่เข้ากันทางกายภาพ)
โมดูล BiDi ที่ใช้ความยาวคลื่น Tx เดียวกันทั้งสองด้าน	ไม่มีลิงก์	จับคู่ 1270 กับ 1330, 1310 กับ 1490
โมดูล DWDM บนช่องสัญญาณต่างกัน	ไม่มีลิงก์ทั้งที่กำลังปกติ	ตั้งให้เป็นช่องสัญญาณเดียวกัน หรือปรับความยาวคลื่น (ทรานซีฟเวอร์ปรับความยาวคลื่นได้)
ER หรือ ZR บนลิงก์ 2 km	ตัวรับโอเวอร์โหลด, เกิดข้อผิดพลาดที่กำลังสูง	ใช้ตัวลดทอนสัญญาณ 5–10 dB
อัตราเร็วหรือ FEC ไม่ตรงกันบนโฮสต์	โมดูลถูกตรวจพบ แต่ลิงก์ไม่ขึ้น	ตั้งค่าอัตราเร็วและ FEC ตาม PMD (ปัญหาอัตราเร็วและอัตราสัญญาณ)
โพลาริตีของ MPO ผิด	บางเลนล่ม บางเลนใช้งานได้	ใช้สายชนิด B และตรวจสอบเพศของพิน
คลาสของ OLT ใน PON ต่ำกว่าการสูญเสียของ ODN	ONU ที่ปลายทางไกลหลุดการเชื่อมต่อ	เปลี่ยนเป็นคลาส C+ หรือลดอัตราส่วนสปลิตลง (ปัญหาของ PON)
โมดูลเกรดอุณหภูมิเชิงพาณิชย์ในตู้กลางแจ้ง	อะลาร์มอุณหภูมิ, การดริฟต์ของเลเซอร์ในหน้าร้อน	เปลี่ยนเป็นโมดูลอุตสาหกรรม (I-temp) (เกรดอุณหภูมิ)

วงจรชีวิตและสภาพแวดล้อม

ประเด็น	แนวทาง
เกรดอุณหภูมิ	C-temp 0 … +70 °C สำหรับแร็กภายในอาคาร; I-temp −40 … +85 °C สำหรับตู้ ห้องอุปกรณ์ และเสานอกอาคาร
คลาสกำลัง	โมดูล 400G ขึ้นไปกินไฟ 8–25 W เคจของโฮสต์และการไหลเวียนอากาศต้องรองรับค่านี้ได้ (กำลังไฟและการใช้พลังงาน)
การเสื่อมสภาพตามอายุ	เลเซอร์ 10–20 ปี ให้เปลี่ยนเมื่อไบอัสสูงขึ้นหรือกำลังลดลง ไม่ใช่เปลี่ยนตามอายุ
รุ่นเทคโนโลยี	อุปกรณ์ถอดเสียบเปลี่ยนทุก 5–7 ปีตามการก้าวกระโดดของอัตราเร็ว ส่วนใยแก้วนำแสงยังคงอยู่เหมือนเดิม
อะไหล่สำรอง	5–10% ต่อชนิด ทดสอบบนโต๊ะทดสอบแล้ว เก็บไว้ในถุง ESD พร้อมฝาครอบกันฝุ่น (ความปลอดภัยและการดูแลรักษา)

ใน CodingBox

CodingBox อ่านข้อมูลระบุตัวตน ความยาวคลื่น รหัสคอนเนกเตอร์ ระยะที่รองรับของใยแก้วนำแสง และ DDM แบบสดของโมดูล ก่อนที่โมดูลจะไปเจอกับโครงสร้างสาย ทำให้ตรวจสอบตารางการจับคู่ด้านบนกับโมดูลที่อยู่ในมือได้ทันที คือเป็น LR หรือ SR, 1310 หรือ 1550, UPC LC หรือ APC MPO, รองรับระยะทางที่ต้องการหรือไม่, ส่งสัญญาณอยู่ในคลาสของตัวเองหรือไม่ และการเขียนโค้ดของมันจะผ่านการตรวจสอบของโฮสต์หรือไม่ (Check transceiver, Code database, DDM ในแอป)

หากพบข้อมูลที่ไม่ถูกต้องหรือข้อผิดพลาดในบทความนี้ ให้เลือกข้อความส่วนนั้นแล้วกด Ctrl+Enter เพื่อ