อุณหภูมิและแรงดันไฟเลี้ยง

อุณหภูมิและ Vcc เป็นค่าที่ตรวจวัด DDM สองตัวที่คนมักข้ามไป จนกว่าโมดูลที่ “เคยปกติดี” จะเริ่มมีอาการกระพริบทุกบ่าย หรือทั้งแบตช์พังก่อนอายุใช้งานหนึ่งปี อุณหภูมิเป็นตัวขับเคลื่อนการเสื่อมสภาพของเลเซอร์ ความยาวคลื่น ไบอัส และความไวของตัวรับ ส่วนแรงดันไฟเป็นตัวกำหนดว่าวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของโมดูลจะทำงานได้หรือไม่เลย เพจนี้อธิบายว่าตัวเลขทั้งสองตัวหมายถึงอะไร อะไรเป็นตัวเปลี่ยนมัน มันไปเปลี่ยนอะไรต่อ และควรทำอย่างไรกับมัน

อุณหภูมิ

สิ่งที่ตรวจวัด

เซนเซอร์อยู่บน PCB ของโมดูลหรือภายในตัวควบคุม ไม่ได้อยู่บนชิปเลเซอร์ มันอ่านค่าได้สูงกว่าเคสไม่กี่องศา และต่ำกว่ารอยต่อของเลเซอร์มาก พิกัดอุณหภูมิเคสในดาต้าชีตอ้างอิงถึงตัวเรือน ส่วนค่าจาก DDM จะติดตามค่านี้โดยมีออฟเซตต่างกัน

เกรด	อุณหภูมิเคส	ใช้ที่ไหน
เชิงพาณิชย์ (C-temp)	0 … +70 °C	ออปติกส่วนใหญ่ในดาต้าเซ็นเตอร์และองค์กร
ขยาย (E-temp)	−5 … +70 หรือ −10 … +80 °C	โมดูลระยะไกลและ PON จำนวนมาก
อุตสาหกรรม (I-temp)	−40 … +85 °C	ภายนอกอาคาร ไซต์เสาสัญญาณมือถือ สวิตช์อุตสาหกรรม

ค่าที่อ่านได้ทั่วไป: 20–35 °C บนโต๊ะทดสอบ, 25–55 °C ในสวิตช์ที่เสียบโมดูลเต็ม, 60–70 °C ในแผงหน้ากาก 1U ที่มีความหนาแน่นสูง อากาศถ่ายเทไม่ดี หรือมีโมดูลทองแดง 10GBASE-T อยู่ข้าง ๆ

สิ่งที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง

ผลกระทบ	ขนาดของผล	ผลลัพธ์ที่ตามมา
ความยาวคลื่นของเลเซอร์	DFB ≈ 0.08–0.1 nm/°C, VCSEL ≈ 0.06 nm/°C, FP ≈ 0.3–0.5 nm/°C พร้อมอาการกระโดดโหมด	CWDM (กริด 20 nm, ฟิลเตอร์ ±6.5 nm) รองรับเลเซอร์ DFB ที่ไม่มี TEC ได้ตลอดช่วง 0–70 °C ส่วน DWDM (กริด 0.8 nm) รองรับไม่ได้ จึงต้องใช้เลเซอร์ที่มี TEC ระบายความร้อน (แบนด์ความยาวคลื่น)
กระแสค่าเกณฑ์และไบอัส	≈ +1 %/°C สำหรับ DFB	APC จะเพิ่มไบอัสขึ้น ดู ไบอัส Tx และการเสื่อมสภาพของเลเซอร์
กำลังส่งออกที่กระแสคงที่	ลดลงตามอุณหภูมิ	APC จะซ่อนผลนี้ไว้จนกว่าจะถึงขีดจำกัดของไดรเวอร์
ความไวของตัวรับ	แย่ลง 0.5–1 dB เมื่ออุณหภูมิเพิ่มจาก 25 °C เป็น 70 °C เกนของ APD ขึ้นกับอุณหภูมิมาก (มีการชดเชยภายในให้)	ลิงก์ที่ค่าเผื่อก้ำกึ่งจะล่มในวันที่อากาศร้อน
อายุการใช้งานของเลเซอร์	ลดลงครึ่งหนึ่งโดยประมาณทุก +10 °C (ตามอาร์เรเนียส)	โมดูลที่ 65 °C จะเสื่อมสภาพเร็วกว่าโมดูลที่ 45 °C ประมาณสี่เท่า
ความแม่นยำของ DDM	การสอบเทียบยังอยู่ในสเปกตลอดช่วงการทำงาน นอกช่วงนี้ค่าที่อ่านได้จะดริฟต์	เชื่อถือได้น้อยลงเมื่อใกล้ขีดจำกัด
พฤติกรรมของโมดูลที่อะลาร์มสูง	ตั้งแฟล็กก่อน จากนั้นแล้วแต่ผู้ผลิต: ลดประสิทธิภาพลง ปิดสัญญาณ Tx หรือไม่ทำอะไรเลย โฮสต์บางตัวอาจปิดใช้งานพอร์ต	กำลังไฟและความร้อน

ความร้อนมาจากไหน

การกระจายความร้อนของตัวโมดูลเอง: ตั้งแต่ 0.8 W (SFP+ SR) ถึง 15–20 W (800G, โคฮีเรนต์ ZR)
โมดูลข้างเคียงในแผงหน้ากากที่หนาแน่น เคจที่ร้อนที่สุดมักเป็นเคจตรงกลาง
ทิศทางการไหลเวียนอากาศไม่ตรงกัน (แชสซีแบบหน้า-ไปหลัง กับโมดูลแบบหลัง-ไปหน้า) ตัวกรองอุดตัน แผงปิดช่องว่างหายไป และเคจว่างที่ไม่มีฝาครอบกันฝุ่น
SFP+ ทองแดง (10GBASE-T) ที่ใช้ไฟ 2.5–4 W ในเคจที่ออกแบบไว้สำหรับ 1.5 W จะทำให้ตัวเองและเคจข้างเคียงทั้งสองด้านร้อนขึ้น
ตัวเรือนที่ติดตั้ง: แท่ง PON ในเราเตอร์บ้านหรือโมดูลในกล่องกลางแจ้งแบบปิดสนิท จะร้อนกว่าอุณหภูมิแวดล้อม 15–25 °C

ค่าเกณฑ์

ค่าเกณฑ์จากโรงงานโดยทั่วไปของโมดูลเชิงพาณิชย์: อะลาร์มสูง 75–80 °C, คำเตือนสูง 70 °C, คำเตือนต่ำ −5 … 0 °C, อะลาร์มต่ำ −10 … −5 °C โมดูลที่ทำงานอยู่ที่ 68 °C ไม่ได้ “ปกติดีเพราะไม่มีอะลาร์ม” แต่อยู่ที่ขอบของพิกัดของมัน โดยมีอายุการใช้งานเหลือเพียงหนึ่งในสี่ (ค่าเกณฑ์และอะลาร์ม)

เลเซอร์แบบมี TEC: อุณหภูมิเลเซอร์และกระแส TEC

โมดูล DWDM, ER/ZR จำนวนมาก และ 100G LR4 มีตัวทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) ติดตั้งอยู่ มีค่าที่ตรวจวัดเสริมสองตัวที่อธิบายการทำงานของมัน ได้แก่ อุณหภูมิเลเซอร์ (จุดตั้งค่า มักอยู่ที่ 25–45 °C ควบคุมให้อยู่ในช่วง ±0.1–0.5 °C) และกระแส TEC (มีเครื่องหมาย: บวก = กำลังทำความเย็น, ลบ = กำลังให้ความร้อน หน่วยเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าสูงสุดหรือ mA) TEC ที่ใกล้ 100 % หมายความว่าโมดูลกำลังฝืนสภาพแวดล้อมอย่างหนัก และความยาวคลื่นกำลังจะดริฟต์ออกนอกฟิลเตอร์ ส่วนอุณหภูมิเลเซอร์ที่ไม่สามารถรักษาจุดตั้งค่าไว้ได้อีกต่อไป หมายความว่า TEC เสียแล้ว (ทรานซีฟเวอร์ปรับความยาวคลื่นได้)

แรงดันไฟเลี้ยง

สิ่งที่ตรวจวัด

Vcc วัดจากภายในโมดูล หลังจากคอนเนกเตอร์ ตัวจำกัดกระแสไหลเข้า และตัวกรอง โดยทั่วไปจะต่ำกว่ารางไฟของโฮสต์อยู่ 50–150 mV ข้อกำหนด: 3.3 V ± 5 % (3.135–3.465 V) ค่าเกณฑ์ทั่วไป: อะลาร์มต่ำ 2.9–3.0 V, คำเตือนต่ำ 3.1 V, คำเตือนสูง 3.5 V, อะลาร์มสูง 3.6 V

สิ่งที่แรงดันไฟบอกคุณ

ค่าที่อ่านได้	ความหมาย
3.20–3.40 V, คงที่	ปกติ
3.10–3.20 V	รางไฟของโฮสต์อ่อน หรือพอร์ตมีโหลดมาก (โมดูลกินไฟสูง มีโมดูลข้างเคียงจำนวนมาก) ให้เฝ้าดูตอนมีทราฟฟิกเต็มที่
< 3.1 V หรือตกลงเมื่อมีโหลด	ไฟตก: รีเซ็ต, LOS เป็นช่วง ๆ, เหตุขัดข้องด้าน Tx, วงจร “ไม่พบโมดูล” ซ้ำ ๆ เป็นปัญหาไฟเลี้ยงของโฮสต์ ไม่ใช่ปัญหาออปติก
> 3.47 V	ตัวควบคุมแรงดันของโฮสต์ขัดข้อง อาจทำให้อายุใช้งานของโมดูลสั้นลง
0.00 V หรือ 6.55 V	ข้อผิดพลาดจากการสอบเทียบหรือการอ่านค่า ไม่ใช่ปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์จริง (ความแม่นยำและข้อจำกัด)
โมดูลหลายตัวบนการ์ดเดียวกันต่ำพร้อมกัน	ปัญหาอยู่ที่รางไฟ 3.3 V ของการ์ดหรือคอนเนกเตอร์ของมัน มักพบหลังเพิ่มโมดูลกินไฟสูงเข้าไปในการ์ดไลน์รุ่นเก่า

Vcc แทบไม่เคยอธิบายการเสื่อมสภาพแบบค่อยเป็นค่อยไป แต่มักอธิบายเหตุขัดข้องแบบเป็นพัก ๆ ที่เกิดตามโหลดทราฟฟิกหรือการเสียบโมดูลตัวอื่นบนการ์ดเดียวกัน และยังเป็นสิ่งแรกที่ควรตรวจบนโต๊ะทดสอบเมื่อโมดูล “ตาย” เพราะเครื่องโปรแกรมหรือเครดเดิลที่จ่ายไฟไม่พอสำหรับคลาสกำลังของโมดูลจะแสดงผลเป็น Vcc ต่ำ หรือโมดูลรีเซ็ตตัวเองระหว่างอ่านค่า (ข้อผิดพลาดในการอ่านและเขียน EEPROM)

เช็กลิสต์

อ่านค่าอุณหภูมิและ Vcc ไปพร้อมกับค่าทางแสง แล้วบันทึกไว้
เทียบอุณหภูมิกับโมดูลข้างเคียง โมดูลร้อนตัวเดียวในแถวที่เย็นเป็นปัญหาของตัวมันเอง (คลาสกินไฟสูง หรือเหตุขัดข้อง) ส่วนทั้งแถวร้อนเป็นเรื่องการไหลเวียนอากาศ
หาความสัมพันธ์ระหว่างอาการกระพริบกับช่วงเวลาของวันและแนวโน้มอุณหภูมิ
สำหรับโมดูลที่มี TEC ให้เฝ้าดูกระแส TECและอุณหภูมิเลเซอร์ ไม่ใช่แค่อุณหภูมิเคส
หาความสัมพันธ์ระหว่างการตกของ Vcc กับช่วงทราฟฟิกสูงสุดและการเสียบโมดูลตัวอื่น
รักษาอุณหภูมิโมดูลให้ต่ำกว่า 60 °C เท่าที่ทำได้ เป็นวิธียืดอายุใช้งานที่ถูกที่สุดที่มี

ใน CodingBox

DDM ในแอป แสดงอุณหภูมิและ Vcc เทียบกับค่าเกณฑ์ของโมดูลเอง และบันทึกค่าไว้ ค่าที่ตรวจวัดเสริมอย่างอุณหภูมิเลเซอร์และกระแส TEC จะปรากฏสำหรับโมดูลที่รองรับ ค่าเกณฑ์แก้ไขได้ใน EEPROM editor การตั้งคำเตือนอุณหภูมิให้เข้มงวดขึ้นจนถึงระดับที่สภาพแวดล้อมของคุณไม่ควรไปถึงอยู่แล้ว ก็เป็นการใช้งานที่สมเหตุสมผล

เกรดเชิงพาณิชย์ เกรดขยาย และเกรดอุตสาหกรรม คู่ค่าเกณฑ์ทั่วไปของแต่ละเกรด และสิ่งที่เปลี่ยนแปลงภายในโมดูลตามอุณหภูมิ: เกรดอุณหภูมิ

หากพบข้อมูลที่ไม่ถูกต้องหรือข้อผิดพลาดในบทความนี้ ให้เลือกข้อความส่วนนั้นแล้วกด Ctrl+Enter เพื่อ