Hinweise zum Design von Glasfaser-Transceivern!

Der rasante Ausbau von Glasfasernetzen, einschließlich Datendiensten gemessen am Datenvolumen oder der Bandbreite, zeigt, dass die Glasfaserübertragungstechnologie ein wichtiger Bestandteil zukünftiger Netzwerksysteme ist und bleiben wird.Netzwerkdesigner fühlen sich zunehmend mit Glasfaserlösungen vertraut, da der Einsatz von Glasfaserlösungen flexiblere Netzwerkarchitekturen und andere Vorteile wie EMI-Stabilität (elektromagnetische Interferenz) und Datensicherheit ermöglicht.Bei diesen Glasfaserverbindungen spielen Glasfaser-Transceiver eine sehr wichtige Rolle.Beim Entwurf eines Glasfaser-Transceivers müssen drei Aspekte berücksichtigt werden: Umgebungsbedingungen, elektrische Bedingungen und optische Leistung.
Was ist ein Glasfaser-Transceiver?

Ein Glasfaser-Transceiver ist eine unabhängige Komponente, die Signale sendet und empfängt.Normalerweise wird es an ein Gerät angeschlossen, das über einen oder mehrere Transceiver-Modulsteckplätze verfügt, beispielsweise einen Router oder eine Netzwerkschnittstellenkarte.Der Sender nimmt den elektrischen Eingang auf und wandelt ihn in den Lichtausgang einer Laserdiode oder LED um.Licht vom Sender wird über den Stecker in die Faser eingekoppelt und über das Glasfaserkabelgerät übertragen.Das Licht vom Ende der Faser wird dann an einen Empfänger gekoppelt, wo ein Detektor das Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, das dann entsprechend für die Verwendung durch das Empfangsgerät aufbereitet wird.​
Entwurfsüberlegungen
Glasfaserverbindungen können im Vergleich zu Kupferdrahtlösungen tatsächlich höhere Datenraten über größere Entfernungen bewältigen, was zu einem breiteren Einsatz von Glasfaser-Transceivern geführt hat.Beim Entwurf von Glasfaser-Transceivern sollten die folgenden Aspekte berücksichtigt werden.
Umweltbedingung
Eine Herausforderung stellt das Außenwetter dar – insbesondere Unwetter in großen oder exponierten Höhen.Diese Komponenten müssen unter extremen Umgebungsbedingungen und über einen größeren Temperaturbereich funktionieren.Ein zweites Umweltproblem im Zusammenhang mit dem Design von Glasfaser-Transceivern ist die Motherboard-Umgebung, die den Stromverbrauch und die thermischen Eigenschaften des Systems umfasst.
Ein großer Vorteil von Glasfaser-Transceivern ist ihr relativ geringer Stromverbrauch.Dieser geringe Stromverbrauch bedeutet jedoch nicht unbedingt, dass das thermische Design bei der Zusammenstellung von Host-Konfigurationen vernachlässigt werden kann.Es sollte für eine ausreichende Belüftung oder Luftzirkulation gesorgt werden, um die Ableitung der vom Modul abgegebenen Wärmeenergie zu unterstützen.Ein Teil dieser Anforderung wird durch einen standardisierten SFP-Käfig erfüllt, der auf dem Motherboard montiert ist und gleichzeitig als Wärmeenergieleitung fungiert.Die vom Digital Monitor Interface (DMI) gemeldete Gehäusetemperatur, wenn der Mainframe mit seiner maximalen Designtemperatur betrieben wird, ist der ultimative Test für die Wirksamkeit des gesamten thermischen Designs des Systems.
Elektrische Bedingungen
Im Wesentlichen handelt es sich bei einem Glasfaser-Transceiver um ein elektrisches Gerät.Um eine fehlerfreie Leistung der durch das Modul übertragenen Daten aufrechtzuerhalten, muss die Stromversorgung des Moduls stabil und rauschfrei sein.Noch wichtiger ist, dass die Stromversorgung des Transceivers ordnungsgemäß gefiltert werden muss.Typische Filter sind in der Multi-Source-Vereinbarung (MSA) spezifiziert, die das ursprüngliche Design dieser Transceiver leitete.Ein solches Design in der SFF-8431-Spezifikation ist unten dargestellt.
Optische Eigenschaften
Die optische Leistung wird in der Bitfehlerrate oder BER gemessen.Das Problem beim Entwurf eines optischen Transceivers besteht darin, dass die optischen Parameter des Senders und Empfängers so gesteuert werden müssen, dass eine mögliche Dämpfung des optischen Signals auf seinem Weg durch die Faser nicht zu einer schlechten BER-Leistung führt.Der wichtigste Parameter von Interesse ist die BER der gesamten Verbindung.Das heißt, der Ausgangspunkt der Verbindung ist die Quelle des elektrischen Signals, das den Sender antreibt, und am Ende wird das elektrische Signal vom Empfänger empfangen und von der Schaltung im Host interpretiert.Bei diesen Kommunikationsverbindungen, die optische Transceiver verwenden, besteht das Hauptziel darin, die BER-Leistung über verschiedene Verbindungsentfernungen zu gewährleisten und eine breite Interoperabilität mit Transceivern von Drittanbietern verschiedener Anbieter sicherzustellen.