Transceiver là đầu chủ động của liên kết: khớp module với sợi quang

Mọi liên kết sợi quang đều kết thúc bằng một transceiver, và phần lớn liên kết không có thành phần chủ động nào khác. Module quyết định công suất phát, bước sóng, độ nhạy và mức quá tải của bộ thu, đầu nối tại hộp phối quang và — thông qua bộ nhớ của nó — liệu host có chấp nhận nó hay không. Vì vậy, chọn module cho sợi quang là quyết định về hạ tầng chủ động phổ biến nhất. Trang này kết nối khía cạnh sợi quang của quyết định đó với chuyên mục transceiver: module làm gì ở đầu mút sợi thủy tinh, cách khớp nó với loại sợi quang, khoảng cách và đầu nối, cách đọc quỹ công suất từ datasheet của nó, những gì có thể sai lệch giữa module và hạ tầng, và cách dữ liệu chẩn đoán của nó biến nó thành thiết bị đo tích hợp sẵn của liên kết.

Module làm gì ở đầu sợi quang

Chức năng	Phần của module	Quyết định điều gì cho liên kết
Điện sang quang	laser (VCSEL, FP, DFB, EML, điều chỉnh được) và driver	công suất phát, bước sóng, độ rộng phổ — từ đó quyết định quỹ công suất và mức phạt do tán sắc (Laser)
Quang sang điện	photodiode (PIN hoặc APD), bộ khuếch đại xuyên trở kháng	độ nhạy và mức quá tải (Bộ thu)
Tái định thời và cân bằng tín hiệu	CDR, DSP, FEC trong các module PAM4 và coherent	khả năng chịu tán sắc, PMD và nhiễu (Điều chế và DSP, CDR)
Chẩn đoán	photodiode giám sát, cảm biến, các bảng DDM	đồng hồ đo công suất tích hợp sẵn của liên kết (Kiến thức cơ bản về DDM)
Nhận dạng và quản lý	EEPROM qua I²C hoặc MDIO, máy trạng thái CMIS trên các module 400G+	liệu host có chấp nhận module hay không và cấu hình nó ra sao (Khởi tạo host)
Giao diện quang	đầu thu LC hoặc MPO với chốt ferrule hoặc dãy thấu kính; UPC hoặc APC	hạ tầng phải cấp loại dây nhảy và cực tính nào (Đầu nối và loại sợi quang)

Khớp module với sợi quang và khoảng cách

Hạ tầng	Họ module	Bước sóng và laser	Đầu nối	Cự ly và quỹ công suất
Đa mode OM3/OM4, ≤ 100–400 m	SR (10/25G), SR4/SR8 (40–400G), SWDM/BiDi-SR	VCSEL 850 nm (850–953 nm SWDM trên OM5)	LC duplex; MPO-12/16 cho song song	10G: 300 m OM3, 400 m OM4; 100G SR4: 70/100 m; quỹ công suất 1,9–2,6 dB
Đa mode OM1/OM2 thế hệ cũ	1000BASE-SX; 10G SR có giới hạn; 1000BASE-LX kèm dây nhảy hiệu chỉnh mode	850 hoặc 1310 nm	LC	10G SR: 33 m trên OM1, 82 m trên OM2 (Bảng cự ly)
Đơn mode, ≤ 500 m – 2 km	400G DR4 (500 m), FR4/FR (2 km), 10G LR-lite	DFB 1310 nm, PAM4	MPO-12 APC (DR4), LC	quỹ công suất 3–4 dB
Đơn mode, ≤ 10 km	LR, LR4, LR8	DFB 1310 nm hoặc các làn CWDM4/LAN-WDM	LC duplex UPC	6,2 dB (10G LR), 6,3 dB (100G LR4)
Đơn mode, 20–40 km	ER, ER4	EML 1550 nm, hoặc các làn 1310 công suất cao	LC	11–18 dB; dùng bộ suy hao trên các liên kết ngắn
Đơn mode, 80 km	10G ZR; 400G coherent ZR	EML 1550 nm; coherent điều chỉnh được	LC	23–24 dB; ZR: 40 km không khuếch đại, 120 km có khuếch đại (Coherent đường dài)
Dùng một sợi thay vì hai	các cặp BiDi	1270/1330, 1310/1490, 1310/1550, 1490/1550 nm	LC simplex	cự ly như duplex; các module phải ghép đúng cặp
CWDM hoặc DWDM qua bộ ghép kênh	module có màu hoặc điều chỉnh được	lưới CWDM 1271–1611 nm; DWDM băng C 50/100 GHz	LC	quỹ công suất 20–30 dB qua bộ ghép kênh (Transceiver CWDM, Transceiver điều chỉnh được)
Mạng phân phối quang của PON	module OLT cấp B+/C+/N1/E1, ONU dạng que cắm	1490/1310 (GPON), 1577/1270 nm (XGS-PON), bộ thu chế độ burst	đầu thu SC tại OLT; SC/APC trong ODN	quỹ công suất theo cấp 28–35 dB (Thiết bị quang PON)
Trong tủ rack, ≤ 3–7 m; tới 100 m	DAC đồng; AOC	không có; VCSEL gắn sẵn	tích hợp sẵn	hoàn toàn không có hạ tầng (Cáp đồng và DAC)

Danh sách PMD đầy đủ kèm công suất phát và độ nhạy: Tài liệu tham khảo PMD Ethernet.

Quỹ công suất nhìn từ phía module

Thông số	Tìm ở đâu	Giá trị điển hình	Vai trò
Công suất phát tối thiểu và tối đa	datasheet; giá trị trực tiếp trong DDM	LR: −8,2 … +0,5 dBm; ER: −4,7 … +4 dBm; ZR: 0 … +4 dBm	điểm đầu của quỹ công suất; kiểm tra quá tải
Độ nhạy bộ thu	datasheet (tại mức BER quy định, có hoặc không có FEC)	LR: −14,4 dBm; ER: −15,8 dBm; ZR: −23 dBm; PON C+: −30 dBm	điểm cuối của quỹ công suất
Mức quá tải của bộ thu	datasheet	+0,5 … +3 dBm với PIN; −7 … −9 dBm với một số APD ER/ZR	cái bẫy của các liên kết ngắn
Khả năng chịu tán sắc	datasheet	10G LR 100–200 ps/nm? không — được quy định theo cự ly; ER 800 ps/nm; ZR 1 600 ps/nm; coherent hàng nghìn	cự ly trên sợi quang cũ hoặc không chuẩn (Đặc trưng hóa sợi quang)
FEC host yêu cầu	điều khoản PMD	RS-FEC bắt buộc với 25G/100G SR/DR/FR, 400G, coherent; tùy chọn trên LR4	một liên kết thiếu đúng loại FEC sẽ không còn dự trữ (FEC và tự động đàm phán)
Bước sóng hoặc kênh	EEPROM (bước sóng danh định, kênh DWDM, dải điều chỉnh được)	1310, 1550, CWDM 20 nm, DWDM 50/100 GHz	phải khớp với bộ ghép kênh, module BiDi cặp đôi, kế hoạch PON
Loại sợi quang và cự ly định mức	trường độ dài trong EEPROM cho SMF, OM1–OM4	ví dụ: SMF 10 km, OM3 300 m	bước kiểm tra hợp lý đầu tiên so với hạ tầng thực tế (Bản đồ bộ nhớ)

Các ví dụ tính quỹ công suất, mức phạt và chính sách dự trữ: Thiết kế quỹ công suất tuyến. Cách đọc các con số trên datasheet: Đọc datasheet.

Đầu nối, độ bóng và cực tính tại module

Đầu thu của module	Dây nhảy nối vào module	Quy tắc
LC duplex, UPC (gần như mọi SFP/QSFP-LR/ER/ZR)	LC/UPC	không bao giờ cắm chốt APC vào đầu thu UPC — gây suy hao và hư hỏng; việc chuyển đổi APC sang UPC diễn ra trên một dây nhảy lai tại hộp phối quang
LC simplex (BiDi)	LC/UPC simplex	một sợi; bước sóng Tx của module này bằng bước sóng Rx của module kia
MPO-12/16, UPC (đa mode SR4/SR8)	MPO/UPC, cực tính type B cho quang song song	key-up/key-down và giới tính chân theo datasheet (Cáp breakout và MPO)
MPO-12 APC (đơn mode DR4/DR8)	MPO/APC xanh lá	APC là lựa chọn mặc định trong quang song song đơn mode
SC (module OLT của PON)	SC/UPC vào module, SC/APC trong ODN	ODN dùng APC để đạt ORL ≥ 32 dB (Phản xạ và suy hao phản xạ)
Nắp chống bụi	—	đậy vào đầu thu bất cứ khi nào không cắm dây; kiểm tra đầu thu như kiểm tra bất kỳ mặt đầu nối nào khác (Kiểm tra và vệ sinh mặt đầu nối)

Tính tương thích với host

Hạ tầng không quan tâm module do ai sản xuất; host thì có. Mã hóa nhà sản xuất trong EEPROM, cài đặt tốc độ và FEC, tự động đàm phán và quá trình khởi động CMIS mới là thứ quyết định một module tốt trên một sợi quang tốt có mang được lưu lượng hay không. Chuyên mục transceiver trình bày sâu về vấn đề này: Khóa nhà sản xuất, Quang bên thứ ba, Xác minh thiết bị quang, Hướng dẫn cấu hình cổng, Sự cố CMIS.

Module như thiết bị đo của liên kết

Giá trị DDM	Nó cho biết điều gì về liên kết	Chi tiết
Công suất Tx	những gì thực sự đi vào sợi quang; so sánh với khoảng giá trị trong datasheet	Thông số
Công suất Rx	những gì đến nơi; Tx đầu xa trừ Rx đầu gần chính là suy hao hạ tầng	Công suất Rx và quỹ công suất tuyến
Dòng phân cực laser	báo hiệu laser lão hóa khi tăng dần ở công suất Tx không đổi	Dòng phân cực Tx và lão hóa laser
Nhiệt độ, điện áp	chất lượng làm mát và nguồn điện của host	Nhiệt độ và điện áp
Ngưỡng báo động và cảnh báo	giới hạn riêng của module, được host dùng để tạo báo động	Ngưỡng và báo động
VDM (400G+, coherent)	BER trước FEC, tán sắc màu, DGD, OSNR — sợi quang nhìn qua con mắt của DSP	Chỉ số VDM và FEC
Độ chính xác	quy định ±3 dB, sai số tuyệt đối điển hình ±1–2 dB; sai số tương đối ±0,1 dB — tốt để theo dõi xu hướng, không dùng để làm căn cứ chứng nhận	Độ chính xác và giới hạn

Các sai lệch thường gặp giữa module và hạ tầng

Sai lệch	Triệu chứng	Cách khắc phục
Module SR (850 nm) trên sợi đơn mode	không lên liên kết, hoặc chỉ lên được trong vài mét	đổi sang module LR, hoặc dùng đúng loại sợi
Module LR (1310 nm) trên sợi đa mode	hoạt động được ở cự ly ngắn nhưng có nhiễu mode và lỗi CRC	đổi sang module SR; riêng với 1000BASE-LX, dùng dây nhảy hiệu chỉnh mode
10G SR vượt quá 33/82 m trên OM1/OM2	liên kết chập chờn, có lỗi	đổi sang OM3/OM4 hoặc dùng LR đơn mode
Dây UPC cắm vào hạ tầng APC hoặc ngược lại	suy hao 3–5 dB, phản xạ, hỏng mặt đầu nối	dùng dây lai, khớp đúng độ bóng (Sai lệch vật lý)
Module BiDi có cùng bước sóng Tx ở cả hai đầu	không lên liên kết	ghép 1270 với 1330, 1310 với 1490
Module DWDM ở khác kênh nhau	không lên liên kết dù công suất bình thường	đặt cùng kênh, hoặc điều chỉnh lại (Transceiver điều chỉnh được)
ER hoặc ZR trên liên kết 2 km	bộ thu quá tải, lỗi do công suất cao	dùng bộ suy hao 5–10 dB
Sai lệch tốc độ hoặc FEC trên host	module được nhận diện nhưng liên kết vẫn không lên	đặt tốc độ và FEC theo đúng PMD (Sự cố tốc độ)
Sai cực tính MPO	một số làn mất, số khác vẫn lên	dùng dây type B, kiểm tra giới tính chân
Cấp OLT của PON thấp hơn suy hao ODN	các ONU ở đầu xa bị rớt	đổi sang cấp C+ hoặc tỷ lệ chia nhỏ hơn (Sự cố PON)
Module cấp nhiệt độ thương mại đặt trong tủ ngoài trời	báo động nhiệt độ, laser trôi vào mùa hè	đổi sang module công nghiệp (I-temp) (Cấp nhiệt độ)

Vòng đời và môi trường

Khía cạnh	Hướng dẫn
Cấp nhiệt độ	C-temp 0 … +70 °C cho tủ rack trong nhà; I-temp −40 … +85 °C cho tủ, nhà trạm và cột ngoài trời
Cấp công suất	các module 400G+ tiêu thụ 8–25 W; cage của host và luồng khí phải đáp ứng được mức này (Công suất và mức tiêu thụ)
Lão hóa	laser 10–20 năm; thay khi thấy dòng phân cực tăng hoặc công suất giảm, không thay theo tuổi
Thế hệ	module cắm thay đổi mỗi 5–7 năm theo từng bước tăng tốc độ; sợi quang thì vẫn giữ nguyên
Linh kiện dự phòng	5–10 % theo từng loại, đã kiểm tra trên bàn thử, bảo quản trong túi chống tĩnh điện kèm nắp chống bụi (An toàn và thao tác)

Trong CodingBox

CodingBox đọc thông tin nhận dạng, bước sóng, mã đầu nối, cự ly định mức theo loại sợi và DDM trực tiếp của module trước khi module gặp hạ tầng, nhờ đó bảng khớp nối ở trên có thể được đối chiếu với module đang cầm trên tay: đó là LR hay SR, 1310 hay 1550, UPC LC hay APC MPO, có định mức đúng cự ly cần dùng không, có phát trong đúng cấp công suất của nó không — và liệu mã hóa của nó có làm hài lòng host hay không (Check transceiver, Code database, DDM trong ứng dụng).

Nếu bạn phát hiện thông tin chưa chính xác hoặc lỗi trong bài viết này, hãy chọn đoạn liên quan và nhấn Ctrl+Enter để .