Panduan Terperinci untuk Pengujian dan Kawalan Kualiti Transceiver

Modul optik boleh merealisasikan penghantaran isyarat hujung ke hujung, dan ia melaksanakan komunikasi optik melalui gentian optik. Teknologi pembuatan modul optik juga sentiasa bertambah baik, dan proses pembuatannya menjadi lebih pantas serta kurang terdedah kepada kesilapan dari semasa ke semasa. Proses pembuatan transceiver optik melalui prosedur ujian dan pemeriksaan kualiti yang sama ketat seperti peralatan berteknologi tinggi yang lain. Prosedur ini menguji prestasi individu transceiver optik bagi memastikan setiap modul optik yang dijual mencapai prestasi terbaik yang mungkin. Setiap modul QSFPTEK telah menjalani ujian yang ketat; jika terdapat masalah, modul tersebut akan dikembalikan ke barisan pengeluaran untuk pelarasan. Jika berlaku kegagalan serius, transceiver ini malah akan dileraikan dan dibongkar.

Kalibrasi – Tx, Rx, Eye-diagram, pengukuran Voltan

Penalaan pemancar dan penerima, rajah mata, serta penetapan aras voltan ialah langkah utama dalam proses fabrikasi transceiver optik, yang menetapkan parameter operasi optimum modul untuk memenuhi keperluan standard kualiti dan MSA. Rajah.1 menunjukkan proses penentukuran dan pentauliahan kuasa pemancar, kepekaan penerima, rajah mata pemancar, voltan dan suhu. Dalam proses ini, modul optik dipanggil Device Under Test (DUT), yang dipasang pada papan ujian dengan antara muka elektrik khusus untuk faktor bentuk transceiver SFP, XFP, QSFP, dan sebagainya. Pemancar DUT disambungkan kepada pemasangan penyahmultipleksan, yang mengelaskan isyarat panjang gelombang optik daripada transceiver optik QSFP LR4 DUT dengan bantuan prisma optik (transceiver tersebut menggunakan empat talian CWDM pada 1270, 1290, dan 1310 serta 1330 nm). Jika DUT ialah transceiver SFP/SFP+ dengan satu panjang gelombang output, unit DEMAX dengan suis kawalan laluan optik tidak digunakan.

Suis kawalan laluan optik ialah peranti yang membolehkan pemilihan panjang gelombang masuk daripada port input dan memajukannya ke port output. Peranti ini menggunakan prinsip pensuisan optik untuk mencapai kehilangan sisipan yang rendah. Isyarat itu kemudiannya dipecahkan supaya sebahagiannya dihantar ke osiloskop untuk melukis rajah mata dan bahagian yang lain dihantar ke unit meter kuasa, yang mengukurnya dan memindahkannya ke port penerima transceiver DUT.

Meter kuasa digunakan untuk mengukur kuasa pemancaran DUT dan mengawalnya dalam julat yang diperlukan. Pengukuran voltan transceiver dilakukan terus pada papan ujian dan hasilnya dipaparkan pada PC pengawal.

Unit ujian suhu diletakkan selari dengan mana-mana unit pengukuran lain dan bertanggungjawab untuk melaksanakan serta memantau variasi suhu DUT. Unit ini bertanggungjawab memanaskan DUT kepada suhu operasi maksimum dan mengukur operasi Tx, Rx serta gambar rajah mata pada suhu tersebut. Begitu juga, unit ujian suhu akan menyejukkan transceiver kepada suhu operasi terendah dan melaksanakan pengukuran yang sama. Prosedur ujian ini membolehkan operasi DUT diuji pada suhu ekstrem serta bahagian tersebut ditentukur semula apabila modul tidak lulus ujian ini.

Rajah.1 

Bahagian isyarat elektrik pada papan ujian disambungkan kepada penguji kadar ralat bit. Penguji ini menghasilkan corak isyarat rawak, kemudian menghantarnya melalui DUT dan menganalisis rajah mata menggunakan osiloskop.

Pengukuran dan pelarasan topeng mata merupakan peringkat penting dalam laluan transceiver, yang melaluinya proses ini dijalankan bagi memastikan kualiti isyarat terbaik modul optik, selaras dengan keperluan piawaian MSA. Takrif topeng mata menggambarkan prestasi output pemancar dari segi amplitud dan masa ternormal, sekali gus memastikan penerima hujung jauh dapat membezakan secara konsisten antara aras 1 dan 0 apabila terdapat hingar pemasaan dan jitter. Pengukuran gambar rajah mata memberikan petunjuk tentang kualiti isyarat digital tetapi tidak menunjukkan masalah protokol atau logik. Kualiti isyarat digital dapat dilihat dengan mudah melalui gambar rajah mata. Kadar ralat bit (BER) berkurangan apabila topeng mata dimatikan. Anak panah kuning dalam Rajah.2 menunjukkan mata yang terbuka.

Piawaian MSA mentakrifkan topeng rajah mata yang tepat untuk modul optik (rombus kelabu yang terletak di bawah anak panah kuning dalam rajah), dan bahagian ini tidak sepatutnya dilintasi oleh isyarat 0 dan 1 masing-masing (garisan biru), serta terjemahannya. Apabila garisan isyarat ujian melintasi topeng mata, transceiver ini tidak layak dan mesti ditentukur semula. Semakin terbuka mata, semakin rendah kebarangkalian penerima tersalah anggap bit logik 1 sebagai bit logik 0, dan begitu juga sebaliknya.

Rajah.2: Rajah mata

Ujian Panjang Gelombang dan Spektrum

Semua modul optik mesti memancarkan panjang gelombang yang tepat untuk berjaya berkomunikasi dengan transceiver yang sepadan. Sebagai contoh, modul optik 10GBASE-SR menggunakan panjang gelombang 850nm dengan kemungkinan sisihan +/- 10nm, manakala sesetengah modul optik, seperti transceiver DWDM SFP, menggunakan panjang gelombang 1560.61nm dengan sisihan hanya +/- 0.8nm, kerana transceiver DWDM SFP mempunyai panjang gelombang output laser yang lebih tepat, membolehkan modul menghantar isyarat tanpa crosstalk dengan saluran sisi lain.

Spektrometer digunakan untuk mengukur ketepatan panjang gelombang optik. Transceiver biasanya dipalamkan dalam persekitaran kilang dengan PCB yang dikuasakan khas sebagai bekalan kuasa, atau peranti suis rangkaian seperti yang digunakan dalam Rajah.3. Rajah.3 menunjukkan modul optik SFP LR. Spektrometer menunjukkan panjang gelombang pada paksi-X dan kuasa pada paksi-Y. Kita dapat melihat bahawa titik tajam tempat puncak kuasa terbentuk adalah pada 1310.56nm (-3.16nm), dan perbezaan antara panjang gelombang ini dengan 1310nm yang ditetapkan oleh MSA adalah dalam lingkungan ralat operasi, jadi modul tersebut lulus ujian spektrum.

Rajah.3: Ujian Panjang Gelombang dan Spektrum

Pembersihan Kanta

Dalam proses pembuatan modul optik, selepas semua proses yang dinyatakan di atas selesai, kanta modul optik perlu diperiksa untuk memastikan tiada kotoran atau calar. Jika terdapat kotoran, kanta tersebut perlu dibersihkan kerana modul optik disambungkan kepada setiap peralatan ujian, dan prosedur ini mudah menyebabkan pencemaran habuk pada kanta modul optik. Proses ini diperiksa dengan teliti menggunakan mikroskop. Rajah 4 menunjukkan skrin output ujian mikroskop.

Rajah 4: Skrin Output Ujian Mikroskop

Sekiranya tiada calar dan habuk pada teras kanta dan pelapisnya, ini bermakna modul optik ini lulus ujian. Jika tidak, prosedur pembersihan akan dijalankan. Selepas prosedur pembersihan, habuk, minyak dan bahan asing lain akan dibuang. Selepas prosedur pembersihan, pemeriksaan mikroskopik dilakukan sekali lagi untuk memastikan keberkesanan pembersihan. Jika terdapat calar pada keratan rentas, modul tersebut pasti akan gagal dalam ujian dan akan ditolak serta dileraikan.

Kesimpulan

Dalam proses pembuatan modul optik, prosedur ujian tidak boleh diabaikan. Selepas komponen utama setiap peranti dipateri, komponen tersebut boleh ditentukur dengan teliti untuk menentukan jangka hayat perkhidmatan transceiver pada masa hadapan serta prestasinya semasa beroperasi. Jika fasa penentukuran semula tidak dapat ditentukur dengan tepat, adalah lebih baik jika anda melupuskan peranti tersebut. QSFPTEK mempunyai peralatan ujian yang lengkap dan proses ujian yang ketat. Setiap modul optik akan melalui proses ujian lengkap sebelum dihantar kepada pelanggan, bagi mengelakkan pengguna menghadapi pelbagai masalah semasa penggunaan.