Nhiệt độ và điện áp nguồn

Nhiệt độ và Vcc là hai đại lượng giám sát DDM mà nhiều người bỏ qua — cho đến khi một module “vẫn ổn” lại chập chờn mỗi buổi chiều, hoặc cả một lô hàng chết sớm một năm. Nhiệt độ chi phối lão hóa laser, bước sóng, dòng phân cực và độ nhạy bộ thu; điện áp quyết định mạch điện tử của module có hoạt động được hay không. Trang này giải thích ý nghĩa của hai con số này, điều gì làm chúng thay đổi, chúng làm thay đổi điều gì khác, và cần làm gì với chúng.

Nhiệt độ

Đại lượng được đo

Cảm biến nằm trên PCB của module hoặc bên trong bộ điều khiển — không nằm trên die laser. Nó đọc giá trị cao hơn vài độ so với vỏ và thấp hơn nhiều so với lớp tiếp giáp laser. Thông số nhiệt độ vỏ trong datasheet nói về phần vỏ ngoài; giá trị DDM bám theo nó với một độ lệch.

Cấp	Nhiệt độ vỏ	Nơi sử dụng
Thương mại (C-temp)	0 … +70 °C	phần lớn thiết bị quang trung tâm dữ liệu và doanh nghiệp
Mở rộng (E-temp)	−5 … +70 hoặc −10 … +80 °C	nhiều module tầm xa và PON
Công nghiệp (I-temp)	−40 … +85 °C	ngoài trời, trạm gốc di động, switch công nghiệp

Giá trị điển hình: 20–35 °C trên bàn thử, 25–55 °C trong switch đã lắp đầy, 60–70 °C trong mặt trước 1U dày đặc với luồng khí kém hoặc có module đồng 10GBASE-T ở cạnh.

Nhiệt độ làm thay đổi những gì

Hiệu ứng	Mức độ	Hệ quả
Bước sóng laser	DFB ≈ 0,08–0,1 nm/°C; VCSEL ≈ 0,06 nm/°C; FP ≈ 0,3–0,5 nm/°C kèm nhảy mode	CWDM (lưới 20 nm, bộ lọc ±6,5 nm) chịu được DFB không làm mát trong dải 0–70 °C; DWDM (lưới 0,8 nm) thì không — vì vậy cần laser làm mát bằng TEC (Băng bước sóng)
Dòng ngưỡng và dòng phân cực	≈ +1 %/°C đối với DFB	APC tăng dòng phân cực; xem Dòng phân cực Tx và lão hóa laser
Công suất ra ở dòng cố định	giảm theo nhiệt độ	bị APC che giấu cho đến khi chạm giới hạn driver
Độ nhạy bộ thu	giảm 0,5–1 dB khi tăng từ 25 °C lên 70 °C; hệ số khuếch đại APD phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ (được bù bên trong)	liên kết cận biên lỗi vào những ngày nóng
Tuổi thọ laser	giảm khoảng một nửa cho mỗi +10 °C (theo Arrhenius)	module ở 65 °C lão hóa nhanh gấp khoảng bốn lần so với module ở 45 °C
Độ chính xác DDM	hiệu chuẩn giữ trong thông số suốt dải hoạt động; ngoài dải đó, giá trị đọc bị trôi	tin ít hơn khi gần giới hạn
Hành vi module tại báo động cao	báo cờ, sau đó tùy nhà sản xuất: giảm hiệu năng, tắt Tx, hoặc không làm gì; host có thể vô hiệu hóa cổng	Công suất và nhiệt

Nhiệt đến từ đâu

Công suất tiêu tán của chính module: từ 0,8 W (SFP+ SR) đến 15–20 W (800G, coherent ZR).
Các module lân cận trong một mặt trước dày đặc — cage nóng nhất thường là cage ở giữa.
Luồng khí đi sai chiều (khung máy thổi trước-ra-sau nhưng module thổi sau-ra-trước), bộ lọc bị tắc, thiếu tấm che trống và cage rỗng không có nắp chống bụi.
SFP+ đồng (10GBASE-T) ở mức 2,5–4 W trong một cage được thiết kế cho 1,5 W tự làm nóng chính nó và cả hai cage lân cận.
Vỏ bọc: một PON stick bên trong router gia đình hoặc một module trong hộp ngoài trời kín chạy ở mức cao hơn nhiệt độ môi trường 15–25 °C.

Ngưỡng

Ngưỡng mặc định điển hình cho một module thương mại: báo động cao 75–80 °C, cảnh báo cao 70 °C, cảnh báo thấp −5 … 0 °C, báo động thấp −10 … −5 °C. Một module sống ở 68 °C không phải là “ổn vì không có báo động” — nó đang ở rìa thông số định mức với tuổi thọ chỉ còn một phần tư (Ngưỡng và báo động).

Laser được làm mát: nhiệt độ laser và dòng TEC

DWDM, nhiều module ER/ZR và 100G LR4 mang theo một bộ làm mát nhiệt điện (TEC). Hai đại lượng giám sát tùy chọn mô tả nó: nhiệt độ laser (điểm đặt, thường 25–45 °C, giữ trong ±0,1–0,5 °C) và dòng TEC (có dấu: dương = làm mát, âm = làm nóng, tính theo phần trăm của mức tối đa hoặc theo mA). TEC gần 100 % nghĩa là module đang phải chống chọi với môi trường của nó và bước sóng sắp trôi ra khỏi bộ lọc; nhiệt độ laser không còn giữ được điểm đặt nghĩa là TEC đã hỏng (Transceiver điều chỉnh được).

Điện áp nguồn

Đại lượng được đo

Vcc được đo bên trong module, sau đầu nối, bộ hạn dòng khởi động và bộ lọc — thường thấp hơn đường nguồn của host 50–150 mV. Thông số: 3,3 V ± 5 % (3,135–3,465 V). Ngưỡng điển hình: báo động thấp 2,9–3,0 V, cảnh báo thấp 3,1 V, cảnh báo cao 3,5 V, báo động cao 3,6 V.

Điện áp cho bạn biết điều gì

Giá trị đọc	Ý nghĩa
3,20–3,40 V, ổn định	bình thường
3,10–3,20 V	đường nguồn host yếu hoặc cổng đang chịu tải (module công suất cao, nhiều module lân cận); theo dõi khi đầy tải
< 3,1 V hoặc tụt khi có tải	sụt áp: reset, LOS từng đợt, lỗi Tx, chu kỳ “không phát hiện được module”; đây là vấn đề nguồn của host, không phải vấn đề quang
> 3,47 V	lỗi bộ ổn áp của host; có thể rút ngắn tuổi thọ module
0,00 V hoặc 6,55 V	lỗi hiệu chuẩn hoặc lỗi đọc, không phải hiện tượng vật lý thật (Độ chính xác và giới hạn)
Nhiều module trên cùng một card đều thấp	đường 3,3 V của card hoặc đầu nối của nó; thường gặp sau khi thêm module công suất cao vào một line card cũ

Vcc hiếm khi giải thích được một sự suy giảm từ từ, nhưng thường giải thích được các lỗi chập chờn xảy ra theo tải lưu lượng hoặc theo việc cắm module ở nơi khác trên cùng card. Đây cũng là điều đầu tiên cần kiểm tra trên bàn thử khi một module “chết”: một bộ lập trình hoặc đế cắm không cấp đủ theo cấp công suất của module sẽ hiện Vcc thấp, hoặc module sẽ reset trong khi đọc (Lỗi đọc/ghi EEPROM).

Danh mục kiểm tra

Đọc nhiệt độ và Vcc cùng với các giá trị quang; ghi lại chúng.
So sánh nhiệt độ với các module lân cận — một module nóng trong một hàng mát là vấn đề của riêng nó (cấp công suất cao, sự cố); cả hàng nóng là do luồng khí.
Đối chiếu hiện tượng chập chờn với thời điểm trong ngày và với xu hướng nhiệt độ.
Với module được làm mát, hãy theo dõi dòng TEC và nhiệt độ laser, chứ không chỉ nhiệt độ vỏ.
Đối chiếu các đợt tụt Vcc với đỉnh lưu lượng và với việc cắm các module khác.
Giữ module dưới 60 °C bất cứ khi nào có thể — đây là cách kéo dài tuổi thọ rẻ nhất có được.

Trong CodingBox

DDM hiển thị nhiệt độ và Vcc so với ngưỡng riêng của module và ghi lại lịch sử của chúng; các đại lượng giám sát tùy chọn nhiệt độ laser và dòng TEC xuất hiện đối với những module có hỗ trợ. Ngưỡng có thể chỉnh sửa trong EEPROM editor — việc siết chặt một cảnh báo nhiệt độ xuống mức mà môi trường của bạn không bao giờ nên chạm tới là một cách dùng hợp lý.

Các cấp thương mại, mở rộng và công nghiệp, các cặp ngưỡng điển hình theo từng cấp, và những gì thay đổi bên trong module theo nhiệt độ: Cấp nhiệt độ.

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 .