fiber optik transceiver

25
Fiber Optik Transceiver Pendahuluan Transceiver serat optik, yang masing-masing kombinasi terdiri dari transmitter (Tx) dan penerima(Rx) dalam suatu tempat, 12 tahun terakhir metode ini sudah diganti dengan solusi diskrit dalam sebagian besar aplikasi datacom dengan duaserat transmisi. Unit pemancar (LED) atau light emitting diode atau laser diode (LD) sebagai sumber radiasinya, dan unit penerimanya adalan menggunakan PIN dioda(positive intrinsic negative) yang terhubung bersamaan dalam suatu media transmisi baik serat multimode atau single mode. Dengan demikian bertentaang dengan tipikal aplikasi telekomunikasi dengan satu konektor di ujung atau diakhir dari FO pigtail, menurut karakteristik transceiver mempunyai wadah optik duplex pada salah satu sisi rumah, yang cocok untuk konektor duplex yang sesuai. Bergantung pada aplikasi, banyak tidaknya komponen elektronika dengan IC dan komponen pasif yang diimplementasikan pada Tx dan Rx. Dalam bab ini akan membahas aspek operasi dan aplikasi dari tranceiver serat optik pada layer fisik (PHY), bersama dengan kecenderunganuntuk integrasi transportasi data lebih fungsi ke dalam komponen ini atau untuk penurunan yang signifikan dari ukuran dan konsumsi daya masing-masing. 6.1.1. Tinjauan sistem transmisi dan aplikasi standar Keuntungan dominan serat dan serat optik di aplikasi datacom adalah produk jarak bandwidth jauh lebih tinggi dan kehandalan dibandingkan dengan media transmisi lainnya. Dengan demikian, bidang luas aplikasi telah dikembangkan dalam 10 sampai 15 tahun terakhir yang mencakup beberapa jenis teknologi jaringan DATACOM dengan kecepatan transmisi dari 10 Mbit / s sampai 10 Gb / s, dengan hanya menggunakan satu panjang gelombang optik per serat tunggal. Transceiver yang tersedia untuk semua internasional didirikan dan industri atau standar consortial, dan dapat ditemukan dalam sistem jaringan yang kompleks serta dalam link tunggal, di superkomputer, mainframe, cluster server, jembatan, router, switch, dan sebagainya. 6.1.1.1. Ethernet, Fast Ethernet, dan Gigabit Ethernet 10 Mbit / s Ethernet sebagai standar jaringan dengan yang terbesar dipasang dasar di seluruh dunia ditingkatkan sampai 100 Mbit / s

Upload: riestanti-sastrawijaya

Post on 09-Feb-2016

116 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Fiber Optik Transceiver

Fiber Optik Transceiver

Pendahuluan

Transceiver serat optik, yang masing-masing kombinasi terdiri dari transmitter (Tx) dan penerima(Rx) dalam suatu tempat, 12 tahun terakhir metode ini sudah diganti dengan solusi diskrit dalam sebagian besar aplikasi datacom dengan duaserat transmisi. Unit pemancar (LED) atau light emitting diode atau laser diode (LD) sebagai sumber radiasinya, dan unit penerimanya adalan menggunakan PIN dioda(positive intrinsic negative) yang terhubung bersamaan dalam suatu media transmisi baik serat multimode atau single mode. Dengan demikian bertentaang dengan tipikal aplikasi telekomunikasi dengan satu konektor di ujung atau diakhir dari FO pigtail, menurut karakteristik transceiver mempunyai wadah optik duplex pada salah satu sisi rumah, yang cocok untuk konektor duplex yang sesuai. Bergantung pada aplikasi, banyak tidaknya komponen elektronika dengan IC dan komponen pasif yang diimplementasikan pada Tx dan Rx.

Dalam bab ini akan membahas aspek operasi dan aplikasi dari tranceiver serat optik pada layer fisik (PHY), bersama dengan kecenderunganuntuk integrasi transportasi data lebih fungsi ke dalam komponen ini atau untuk penurunan yang signifikan dari ukuran dan konsumsi daya masing-masing.

6.1.1. Tinjauan sistem transmisi dan aplikasi standar

Keuntungan dominan serat dan serat optik di aplikasi datacom adalah produk jarak bandwidth jauh lebih tinggi dan kehandalan dibandingkan dengan media transmisi lainnya. Dengan demikian, bidang luas aplikasi telah dikembangkan dalam 10 sampai 15 tahun terakhir yang mencakup beberapa jenis teknologi jaringan DATACOM dengan kecepatan transmisi dari 10 Mbit / s sampai 10 Gb / s, dengan hanya menggunakan satu panjang gelombang optik per serat tunggal.

Transceiver yang tersedia untuk semua internasional didirikan dan industri atau standar consortial, dan dapat ditemukan dalam sistem jaringan yang kompleks serta dalam link tunggal, di superkomputer, mainframe, cluster server, jembatan, router, switch, dan sebagainya.

6.1.1.1. Ethernet, Fast Ethernet, dan Gigabit Ethernet10 Mbit / s Ethernet sebagai standar jaringan dengan yang terbesar dipasang dasar di seluruh dunia ditingkatkan sampai 100 Mbit / s (Fast Ethernet) pada pertengahan 90an dan 1 Gbit / s (Gigabit Ethernet - GBE) pada akhir tahun 90an.

Dengan demikian, serat semakin diminati sebagai media transmisi pilihan ketika tembaga mencapai atau melebihi batas fundamentalnya untuk kecepatan tinggi transmisi data. Kedua 850 nm dan panjang gelombang 1300 nm band berlaku dengan gradasi Indeks 50/125 µm atau 62.5/125 µm multimode atau 9/125 µm standar singlemode serat.

Sekelompok serat produsen komponen optik (Tyco - sebelumnya AMP, Agilent - sebelumnya Hewlett-Packard, Sumitomo Electric, dan Infineon - sebelumnya Siemens Divisi Semikonduktor) telah mengembangkan standar outline de-facto dan jejak untuk Fast Ethernet modul optik transceiver Ethernet, juga dikenal sebagai multi-standar (MS) yang juga merupakan keluarga transceiver dengan Fibre Channel standar antarmuka (FCS) optik (yaitu, duplex SC wadah / konektor) (Gambar 6.1) (lihat juga Bagian 6.1.1.5.). MS transceiver sementara juga dijalankan dalam berbagai aplikasi standar yang berbeda untuk memberdayakan semua ini solusi jaringan efisien.

Page 2: Fiber Optik Transceiver

Kecenderungan serupa juga bisa dilihat untuk generasi berikutnya desain dari Extended Gigabit Ethernet transceiver, yang memiliki rate transmisi lebih besar dari 2,5 Gb / s. Garis besar Small Form Factor (SFF) mencerminkan peningkatan permintaan dunia untuk mengurangi kebutuhan broad space dengan kinerja EM1 (Gambar 6.2) (Lihat juga Bagian 6.4 dan 6.7..).

transceiver ini tersedia baik dengan MU, LC, atau VF-45 konektor interface, yang juga memiliki secara signifikan lebih kecil dari garis konektor FCS atau hanya FDDI antarmuka Mediakonektor (lihat Bagian 6.1.1.2.) dan ESCON / SBCON duplex konektor (Lihat Bagian 6.1.1.3.). Standardisasi dari kedua MS dan SFF transceiver sebelumnya didorong oleh kegiatan beberapa pemasok komponen, sementara itu, diimplementasikan ke dalam prosedur standardisasi internasional resmi oleh EC SC86C [6,7].

6.1.1.2. Fiber Distributed Data Interface (FDDI)Beroperasi pada data rate nominal 100 Mbit / s, karakteristik dari FDDI jaringan adalah berlebihan / duplex cincin arsitektur dikombinasikan dengan time token nya lewat metode lampiran. FDDI merupakan standar Fibre Channel (FC) di bawah naungan ANSI [5] (lihat juga Bagian 6.1.1.5.).

Page 3: Fiber Optik Transceiver

Dengan arsitektur ini, dalam konfigurasi kelas A, jaringan FDDI menyediakan struktur perbaikan diri dalam kondisi kesalahan tunggal (Gambar 6.3). Jika dari gangguan salah satu dari dua jalur interface dari satu kelas stasiun A, sistem terus operasi yang handal, mungkin dengan data rate yang telah direduksi tergantung pada jumlah stasiun terlampir. Semakin sederhana dan lebih murah alternatif adalah konfigurasi kelas B tanpa toleransi kegagalan bagi individu terhubung stasiun, yang berarti bahwa setiap kegagalan link fisik terputus stasiun ini sepenuhnya dari cincin. Namun demikian, kinerja tersisa kelas A cincin itu sendiri tetap tidak terpengaruh.

Media transmisi adalah 62,3125 µm indeks dinilai multimode atau 91125, guci standar single-mode serat dengan jarak transmisi dari 2 sampai 40 km pada 1300 nm panjang gelombang. Maksimal 500 stasiun dapat terhubung. Konektor serat asli standar optik adalah FDDI

Media antarmuka konektor (MIC) (Gbr. 6.4).

Page 4: Fiber Optik Transceiver

Namun, bahkan untuk FDDI,bentuk faktor multi-standar tersebut menjadi semakin populer karena garis besar secara signifikan lebih kecil untuk modul serta untuk konektor (lihat juga Bagian 6.2.1.1.).

6.1.13. Enterprise System Connectio / Single Byte Command Kode Mengatur KoneksiPerusahaan sistem koneksi (ESCONB) diumumkan dan dibawa ke bidang oleh IBM pada akhir 1980-an sebagai standar industri, pertama untuk IBM Enterprise System 390, sistem mainframe pertama di dunia di mana semua link sistem beralih dari tembaga ke serat . Oleh karena itu, Ekson memainkan peran penting sebagai perintis, memungkinkan teknis baru perkembangan dan secara signifikan mendorong penetrasi sistem serat ke dalam aplikasi DATACOM. Sejauh ini, ESCON masih merupakan salah satu serat standar yang paling banyak diinstal jaringan optik, dengan beberapa juta diinstal seluruh dunia link. Akibatnya, ESCON diusulkan sebagai byte tunggal perintah kode set koneksi arsitektur (SBCON) untuk ANSI untuk internasional standarisasi [5]. Sementara itu, SBCON telah menjadi internasional ANSI standar sebagai standar Fibre Channel (FC) (lihat juga Bagian 6.1.1.5.). Antarmuka ESCON / SBCON didefinisikan sebagai titik-ke-titik dua arah seri optik link melalui dua serat. Tingkat data yang ditentukan adalah 200 Mbit / s beroperasi pada 1300 nm panjang gelombang dengan jarak transmisi sampai dengan 3 km melalui indeks dinilai multimode, dan sampai 10 km melalui single mode-standar serat. Antarmuka optik standar adalah duplex ESCON konektor / wadah, yang dirancang untuk kehandalan tertinggi, ketahanan, dan nyaman menangani bahkan oleh operator terampil. Oleh karena itu cukup tebal seri ESCON transceiver (Gambar 6,5) serta konektor yang sesuai (Gambar 6.16) akan digantikan oleh MS berukuran modul dan konektor (lihat juga Bagian 6.1.1. L. dan 6.1.1.5.).

6.1.1.4. Asynchronous Transfer Mode (ATM)Dengan modus transfer asinkron (ATM), switching baru dan virtualtopologi jaringan telah dibentuk. ATM jelas akan cenderung yang universalpembawa untuk sebagian besar layanan jaringan masa depan di seluruh dunia, menghubungkanSANS, LAN, MAN, dan WAN. ATM karena itu memiliki potensi untuk mengatasipemisahan bersejarah dunia tumbuh lebih atau kurang secara terpisah

Page 5: Fiber Optik Transceiver

sistem telekomunikasi dan DATACOM. Jaringan ATM metode lampiran adalahasynchronous multiplexing. Mendukung broadband terintegrasi layanan digitaljaringan (B-ISDN) dan penuh layanan jaringan akses (FSAN) sertasebagai hirarki digital sinkron dalam jaringan optik sinkronis (SDWSONET) standar kegiatan [lo].Variabel kecepatan data yang ditetapkan, dari 155 Mbits / s hingga 2,5 Gbit / s.Media transmisi yang umum adalah kedua 62,5425 am multimode dan9/125 am single-mode standar serat. Jarak transmisi yang terkaituntuk arsitektur sistem dan mungkin hampir tak terbatas. Berbagai macamkomponen yang tersedia secara komersial untuk jarak transmisi daribeberapa ratus meter (berbasis LED) sampai lebih dari 40 km (laser dioda-based).6.1.1.5. Fibre Channel Standar (FCS)Saluran serat (FC) pada dasarnya adalah titik-to-point data dua arah serimentransfer saluran untuk kemampuan transmisi tinggi. Meskipun "serat" adalahdigunakan sebagai istilah umum untuk menutupi semua (solid state) didirikan kecepatan tinggi fisiktransportasi media, seperti serat optik yang berbeda atau kabel tembaga koaksial,solusi serat telah menjadi semakin dominan. FC inherenbisa dijalankan semua protokol TI dan SCSI, dan dengan demikian mendukung berbagaiaplikasi dalam SCSIs, SANS, MAN, LAN, dan link ke WAN. FCterstruktur sebagai satu set fungsi hirarkis disebut FC-0 ke FC-4, di manaFC-0 ke FC-1 adalah lapisan transportasi dasar fisik, cukup baik dibandingkandengan model 7-lapisan yang biasa dikenal untuk interkoneksi sistem terbuka(OSI), lapisan disini 1 dan 2 (Gambar 6.6).Tingkat FC-0 meliputi berbagai media. Transceiver yang terkait adalahmampu mengoperasikan berbagai kecepatan dari nominal 100 Mbit / s ke 4Gbit / s pada pita panjang gelombang yang berbeda dari 780 nm sampai 1300 nm, sehingga memberikanmaksimum fleksibilitas. Serat yang berbeda specified-50/125 amatau (lebih disukai) 62.5/125 indeks am dinilai multimode dan 91125 standarsingle-mode serat-untuk jarak transmisi berbagai hingga 10 km [5].

Gamba

Konektor FCSDuplex-SC adalah konektor standar untuk FC standarantarmuka optik (Gambar 6,7). (Standar FC juga mencakup performa tinggiparalel antarmuka (HIPPI 6400) yang mendefinisikan link optik paralel. Paralelpemancar dan penerima optik dan bidang mereka aplikasi dijelaskandalam Bagian 6.8. secara rinci.)6.1.2. LAPISAN FISIK ANTARMUKAGambar 6.8 menunjukkan contoh struktur link khas fisik denganasli yang masuk 32-bit-lebar mengirimkan kata. Pada tahap kedua, inimengirimkan data byte 8B/lOB-coded dan dengan demikian diubah menjadi 40-bit-lebarmengirimkan kata. Selanjutnya, sejajar dengan konversi seri dilakukan pada serializer(Kadang-kadang juga disebut "Multiplexer") dan aliran data serial

Page 6: Fiber Optik Transceiver

dimasukkan ke driver media fisik, misalnya, sebuah transceiver serat optik seri. Setelah melewati media transmisi, kebalikan dari proses inidilakukan.

Gambar,,,

6.1.2.1. Jam Oscillator dan RegeneratorGeneratiod multiplication Jam terutama direalisasikan menggunakan osilator kuarsauntuk sumber jam yang sangat stabil. Misalnya, Channel ANSI Seratmembutuhkan akurasi jam frekuensi ppm OO fl. Jam regenerasi /sinkronisasi dapat diwujudkan dengan baik gelombang permukaan filter (SWF) ataufase-loop terkunci (PLL), yang terakhir ini lebih sering terjadi pada saat iniaplikasi.6.1.2.2. Serializer dan deserializer (atau Multiplexerdan demultiplexer)

Serializer / multiplexer menerima data paralel dari encoder sekali perbyte kerangka waktu dan bergeser ke dalam buffer output interface serial menggunakanjam sedikit PLL-dilipatgandakan. Para deserializer / demultiplexer menerima seribit-by-bit data dari output penerima serial, yang clock oleh pulihpenerima jam sync, dan bergeser kembali menjadi aliran data paralel.6.1.2.3. Encoding dan DecodingTujuan dominan coding untuk transmisi data berkecepatan tinggi adalahuntuk menjaga keseimbangan DC dengan berlari jangka panjang maksimumkode. Jenis khas coding dalam komunikasi data termasuk 4B/5B coding(Misalnya, dalam FDDI) atau 8B/10B coding (misalnya, dalam ESCON / SBCON dan SeratChannel). Ini berarti desain penerima berkecepatan tinggi dalam serat optik transceiverbiasanya AC-digabungkan sehingga setiap komponen DC dalam aliran data mengurangi rasio signal-to-noise dalam pra-penguat tahap.Selama jam pemulihan, para PLLs digunakan dalam aplikasi saat ini membutuhkantepi tertentu kepadatan untuk memastikan bahwa PLL menerima tetap disinkronkandengan data yang masuk. Selain itu, keselarasan kata dapat disediakan olehkhusus transmisi karakter, misalnya, pola K28.5. Secara umum, dua jeniskarakter didefinisikan: karakter data dan karakter khusus.6.2. Teknis Deskripsi Transceivers Fiber OpticKetika memilih sebuah transceiver, parameter kunci adalah daya keluaran optik,operasi kecepatan data, penerima tingkat kejenuhan, sensitivitas penerima, mengirimkandan menerima kualitas pulsa (didefinisikan oleh kali ridfall dan lebih / menembak terlalu),jitter, dan rasio kepunahan. Untuk transceiver, optimal antar-operasi dengansirkuit yang terkait adalah kunci untuk keberhasilan aplikasi. Dengan demikian, kecepatan tinggi karakteristik dan kekebalan terhadap pengaruh eksternal memilikidievaluasi secara seksama selama fase desain. Semakin, pengguna memutuskanmendukung solusi transceiver terpadu yang mencakup minimal yang kecepatan tinggidan sinkronisasi fungsi dan menyediakan yang mudah digunakan lowerspeedparalel antarmuka di papan pengguna.

Page 7: Fiber Optik Transceiver

6.2.1. SERIAL transceiverSerial serat optik transceiver adalah antarmuka antara listrik serisinyal dan media transmisi, serat optik. Mereka terdiridari pemancar dan fungsi penerima, yang beroperasi dalam satu umumperumahan, tetapi elektrik independen satu sama lain. Implementasidari transceiver serial membutuhkan desain yang cermat dari sirkuit penyaring sertacanggih baris pertimbangan transmisi untuk data input dan outputtrek untuk terhubung ke sirkuit internal atau eksternal tambahan.Gambar 6.9 menunjukkan diagram blok yang disederhanakan dari sebuah transceiver serat optikmengandung sisi pemancar dengan rangkaian driver laser dan dioda laser,bersama-sama dengan dioda memantau, untuk pelacakan output laser. Juga ditunjukkanadalah sirkuit yang mengaktifkan alarm jika laser melintasi atas preset ataumenurunkan ambang daya optik. Sebuah gambar dari transceiver yang sesuaiditunjukkan pada Gambar. 6.10.Sisi penerima menunjukkan positif-negatif intrinsik (PIN) fotodiodasebagai OPTO-listrik konverter, trans-impedansi pra-penguat yang mengubahsangat rendah arus AC (di kisaran nA) menjadi tegangan diferensial

Gambar ...

sinyal dengan amplitudo beberapa mV, dan tahap buffer dengan postamplifier terpaduuntuk mengemudi baris ECLPECL.Dalam sebagian besar standar yang tercantum dalam Bagian 6.1 - seperti Ethernet,FDDI, ATM, dan Fibre Channel (FC) termasuk ESCON / SBCON - murniseri serat solusi transceiver optik dijelaskan, semua termasuk socalledmulti-standar transceiver. Dalam rangka meminimalkan upaya dalam desain,manufaktur, dan pengujian papan, beberapa desain transceiver paraleljuga muncul untuk sementara.6.2.2. PARALEL transceiverTransceiver (TRX) dengan antarmuka paralel listrik telah menjadi semakinpopuler di aplikasi serat optik link. TRXs Paralel memberikan tinggipotensi penghematan biaya karenasignifikan penghematan ruang papan karena integrasi fungsional yang lebih tinggiyang disederhanakan desain papan dengan menghindari kebutuhan untuk mengelola tinggirendah risiko untuk upaya pengembangan dan desain-inkonsumsi daya keseluruhan jauh berkuranglogistik manfaat pada semua tingkatan.frekuensi di papan PC

gabar

6.2.2.1. Paralel ESCON / SBCON Transceiver

Page 8: Fiber Optik Transceiver

Gambar 6.1 1 menunjukkan diagram blok dari sirkuit dari ESCON paralel /SBCON [5] transceiver, yang berisi, selain yang telah dijelaskan sebelumnyasirkuit, fungsi serialisasi / deserializing dari 10 tunggal berakhirdata paralel inputdoutputs, masing-masing 20 Mbit / s, serta transfer jamdan sinkronisasi (dibandingkan dengan Gambar. 6.9). Solusi ini mengurangi papanruang yang dibutuhkan oleh sekitar faktor 4 dibandingkan dengan solusi diskrit(Misalnya, dengan serial ESCON / SBCON transceiver). Dalam Gambar. 6,12 gambarini transceiver paralel ditampilkan. Para ESCON paralel / SBCON adalahpertama-volume produk di pasar dengan kinerja ini.6.2.2.2. TransponderFungsi electrooptical transponder pada dasarnya sangat mirip denganparalel transceiver. Namun, bertentangan dengan desain khas transceiverdengan serat wadah konektor optik, transponder telah connectorized kuncir serat. Mereka juga terhubung ke papan, lagi bertentangan denganmayoritas transceiver, yang melekat pada solder forum dengan melaluilubang atau permukaan-mount teknik.Gambar 6.13 menunjukkan sebagai contoh OC-48 transponder, yang mendukungATM / SDH / SONET aplikasi dengan mengubah 4 paralel LVDS barisdari 622,08 aliran Mbitls inputloutput data (sama dengan hirarki STM4/OC- 12)menjadi 2,48832 Gbitls seri optik outputlinput aliran data (sama denganhirarki STh4-16/0C-48) [10-121. Transponder ini juga kompatibeldengan Proposal 99,102 dari OIF antar-jaringan optik forum.Karena integrasi fungsional tinggi dengan serialisasi / deserializing dan tambahan8B/10B coding / decoding, konsumsi daya pesanandari 3 W. Jadi, disipasi panas merupakan tantangan serius yang hanya bisaandal dikelola oleh kancing pendingin banyak di atas perumahan semua logamdan dengan aliran udara paksa di dalam perangkat sistem. Diagram blok darisirkuit dari 4: 1 OC-48 transponder ditunjukkan pada Gambar. 6.14.Gambarserat kuncir. Mereka juga terhubung ke papan, lagi bertentangan denganmayoritas transceiver, yang melekat pada solder forum dengan melaluilubang atau permukaan-mount teknik.Gambar 6.13 menunjukkan sebagai contoh OC-48 transponder, yang mendukungATM / SDH / SONET aplikasi dengan mengubah 4 paralel LVDS barisdari 622,08 aliran Mbitls inputloutput data (sama dengan hirarki STM4/OC- 12)menjadi 2,48832 Gbitls seri optik outputlinput aliran data (sama denganhirarki STh4-16/0C-48) [10-121. Transponder ini juga kompatibeldengan Proposal 99,102 dari OIF antar-jaringan optik forum.Karena integrasi fungsional tinggi dengan serialisasi / deserializing dan tambahan8B/10B coding / decoding, konsumsi daya pesanandari 3 W. Jadi, disipasi panas merupakan tantangan serius yang hanya bisaandal dikelola oleh kancing pendingin banyak di atas perumahan semua logamdan dengan aliran udara paksa di dalam perangkat sistem. Diagram blok darisirkuit dari 4: 1 OC-48 transponder ditunjukkan pada Gambar. 6.14.

Page 9: Fiber Optik Transceiver

Gambar

6.3. Interface OpticalInterface adalah pertemuan dua benda. Dalam kasus antarmuka optik,serat datang bersama-sama dengan unsur-unsur transceiver optik: yangpemancar dioda dan dioda unit penerima wadah. Link operasituntutan bahwa mekanik dan optik sifat-sifat dua objekcocok. Atribut ini didefinisikan dalam berbagai standar untuk mempertahankan diandalkaninteroperabilitas produk dari produsen yang berbeda [5-81.6.3.1. SERAT OPTIK DAN KONEKTOR AKTIFPERANGKAT wadahSebuah melihat lebih dekat singkat menunjukkan bahwa sebuah transceiver memiliki bukan hanya satu tapi dua optikinterface: pertama, koneksi serat keluar di output daripemancar, dan kedua sambungan dari serat yang masuk pada inputpenerima. Para subassembly optik dari transmitter meluncurkanradiasi ke dalam serat, yang akan diambil oleh subassembly optikdari penerima di sisi lain dari link.Untuk konfigurasi yang fleksibel atau jaringan reconfigurable, perluuntuk memiliki perangkat berulang kali connectible dan disconnectible. Fungsi inidirealisasikan oleh satu konektor, duplex, atau Multifiber di akhir seratoptik kabel dan port pada transceiver yang menerima konektor serat.Gambarr

Ada keluarga berbagai desain yang berbeda di pasar, seperti Komisi Eropa,ESCON / SBCON, FC / PC, FDDI MIC, LSA (kacau), Lsg (push-pullversi LSA), LSH (E2000), SC, SMA, ST / BFOC, LC, MF, MLT (mini-SC), MT, MT-RJ, dan VF-45 internasional keluarga konektor standar[SI. Sebagian besar tunggal serat konektor cocok untuk aplikasi single-mode serattersedia baik dalam versi dengan kontak fisik (PC) ataumiring dipoles kontak (APC). Hampir semua singlefiber tarik-ulur atau latch-jeniskonektor juga tersedia dalam versi duplex. ESCON / SBCONdan FDDI MIC awalnya konektor duplex.Sistem konektor Kebanyakan menggunakan ferrule-tabung silinder berisiserat akhir yang sesuai dalam toleransi mekanik yang tepat ke dalamtransceiver optik wadah. Para VF-45 konektor adalah satu-satunya dengansebuah konsep yang sama sekali berbeda berdasarkan V-alur bukan ferrules.Untuk ferrule sistem berbasis diameter paling populer dari silinderferrule adalah 2,5 mm, sedangkan 1,25 mm telah menempatkan dirinya untuk faktor bentuk kecil(SFF) desain seperti MU-dan LC-tipe keluarga konektor (lihat jugaBagian 6.1.1.5.). Konektor SMA adalah satu-satunya dengan 3,125 mmferrule diameter. Namun, toleransi diameter ferrule dalam beberapa mikronharus dipertahankan dalam semua kasus untuk mencapai memuaskankopling cahaya dan untuk memastikan intermatability untuk tempat yang berbeda

Page 10: Fiber Optik Transceiver

pemasok.Selain itu konektor tunggal dan rangkap, juga memungkinkan untuk mengintegrasikansampai dengan 12 serat ke dalam satu konektor yang akan digunakan untuk link optik paralel(Lihat Bagian 6.8.). Konektor Multifiber paling populer semua didasarkan padadesain MT berbentuk persegi panjang dengan ferrule plastik. Secara umum,konektor serat harus terkunci ke stopkontak, misalnya, dengan bercintapada cincin kopling (misalnya, LSA) atau gertakan pada bayonet (ST) atau latchmekanisme. Selain itu, beberapa konektor dapat disediakan dengan kunci untukmembedakan konektor multimode dan single-mode.Untuk link dua arah dalam aplikasi DATACOM, cross-plugging harusdihindari dengan menggunakan asimetris berbentuk connectorheceptacle (misalnya, ESCON /SBCON; Gambar. 6.15 tepat, tampilan bawah, dan Gambar. 6.16 pandang, atas) atau yang sesuaikunci struktur baik di dalam wadah dan di konektor(Misalnya, FDDI MIC; Gambar 6.15 pusat.).Solusi Pigtail lebih disukai untuk aplikasi telekomunikasi. Modul-modultidak memiliki port optik, tetapi memiliki satu atau lebih permanen tetapserat-serat panjang pendek, yakni di urutan 1 meter. Dalam hal ini optikantarmuka transceiver / transponder terletak pada akhir connectorizeddari pigtail (lihat juga Bagian 6.2.2.2 dan Gambar. 6.13.).Gambar

6.3.2. ATAS SERAT OPTIKKetika mempertimbangkan aspek optik antarmuka, hal ini berguna untuk melihatparameter dari serat, media transmisi antara pemancardan penerima. Sebuah serat optik dapat digambarkan oleh sifat-sifat intidiameter, profil indeks bias dan aperture numerik, panjang bandwidth yangproduk dan atenuasi. Ini saling tergantung parameter kurang lebihlangsung mempengaruhi persyaratan untuk output dari pemancar danmasukan dari penerima.Diameter inti serat mendefinisikan pinggang maksimum outputbalok di pemancar, karena hanya cahaya di dalam pinggang ini akan dipanduoleh serat. Inilah sebabnya mengapa aperture numerik, yang ditentukan olehprofil indeks serat, membatasi divergensi maksimum inputbalok. Radiasi Diluncurkan melebihi ini perbedaan maksimum akanhilang. Sebuah kopling optik yang efisien antara pemancar dan serat hanya dapatdicapai jika kedua pasangan parameter-core diameter dan balokpinggang - serta aperture numerik dan pertandingan divergensi.Pada sisi penerima, kopling optik lagi terutama dipengaruhioleh kedua parameter serat, yaitu, pinggang dan perbedaan daribalok meninggalkan serat, yang ditentukan oleh diameter inti dannumerik aperture serat. Para subassembly optik penerimaharus fokus balok ini ke daerah sensitif dari sensor photodiode (lihat jugaBab 5).Dalam beberapa kasus perlu mempertimbangkan tidak hanya efisiensi koplingpada antarmuka optik transceiver tetapi juga fraksi cahaya

Page 11: Fiber Optik Transceiver

yang dipantulkan kembali ke sumber cahaya. Laser bisa sangat sensitif terhadapback-refleksi yang dapat mengganggu emisi laser dan menyebabkan beberapa kebisinganpada sinyal optik. Untuk mencegah efek kerugian kembali di optikinterface harus tinggi. Bagian belakang-refleksi dapat disimpan rendah dengan menggunakanmiring fisik kontak dipoles pada konektor atau dengan menyisipkan optikisolator di depan laser. Metode lain menggunakan desain dimanasumbu sinar laser sedikit miring terhadap sumbu serat optik.Dalam hal ini, cahaya yang dipantulkan tidak masuk kembali laser.Bandwidth serat ditentukan oleh dispersi modal danspektral dispersi. Dispersi modal terjadi dalam serat multimode dan penyebabpulsa memperluas karena kecepatan propagasi yang berbeda dari yang berbedaserat mode. Oleh karena itu, eksitasi mode banyak serat menyebabkan pulsamemperluas dibandingkan dengan eksitasi mode beberapa dengan pesanan rendah.Ini eksitasi mode serat sangat bergantung pada kopling optik padatransceiver.Pelebaran pulsa yang disebabkan oleh dispersi kromatik membatasi spektralbandwidth dari pemancar. Untuk bit rate rendah dan jarak pendek, LEDdengan lebar penuh khas maksimum setengah (FWHM) dari 40 sampai 60 nmcukup. Namun, harga sedikit lebih tinggi dan jarak lagi memerlukan aplikasilaser dengan bandwidth yang khas dari beberapa nanometer kewilayah subnanometer, yang dicapai oleh terdistribusi-umpan balik (DFB)laser dengan hanya satu modus spektral.Transparansi dari bahan serat pada panjang gelombang yang berbedaradiasi menentukan parameter spektrum pemancar dan penerima. Ditiga terakhir "klasik" optik jendela di 850 (1 jendela), 1310 (2),dan 1550 nm (3) dari serat leburan silika sebagian besar digunakan dengan hanya sekitarf 3 0 nm panjang gelombang deviasi dari pusat jendela (Gambar 6.17).Saat ini, jendela yang lebih luas karena konsentrasi OH berkurangdalam serat leburan silika. Dengan tersedianya jenis baru emitter-padatwavelength division multiplexer / demultiplexers (DWDM) dan berbedaoptik amplifier (0A)-jendela lebar baru 1440-1625 nmsekarang berlaku terutama untuk kecepatan tinggi jarak jauh sistem telekomunikasi.Daerah panjang gelombang antara 2 dan jendela jendela 5, bernama2e-jendela, juga dapat digunakan dalam waktu dekat dengan penerapankhusus "nol-OH" serat. Selain itu, bahan lainnya - misalnya,Gambarr

polimetilmetakrilat (PMMA) serat optik plastik (POF) - baru terbukajendela di wilayah terlihat.Pada dasarnya, panjang gelombang dari pemancar dan kepekaan spektralpenerima harus sesuai dengan jendela atenuasi rendah. Atenuasiserat, bersama dengan sensitivitas penerima, menentukanminimum diluncurkan kekuasaan dalam serat. Ini mendefinisikan optik minimalkekuatan pemancar pada antarmuka optik jika efisiensi koplingpemancar disediakan.

Page 12: Fiber Optik Transceiver

6.3.3. EYESAFETYAda batas atas untuk daya optik dari pemancar laser karenalaser bisa berbahaya bagi mata manusia. Kerugian ini harusdianggap sebagai transceiver optik menemukan aplikasi lebih dan lebih dalammasyarakat umum. Ada manfaat dalam penggunaan laser dalam komunikasi data:misalnya, data yang tinggi tarif dan jarak operasi panjang. Itutantangan adalah bagaimana menggunakan manfaat ini tanpa menghasilkan bahaya optik.Pada prinsipnya jawabannya adalah sederhana. Kekuatan radiasi laser diaksestidak boleh melebihi batas kritis yang didefinisikan oleh mekanismekerusakan mata. Mekanisme ini sangat tergantung pada panjang gelombangradiasi laser. Banyak sistem komunikasi data optik menggunakan salah satutiga disebutkan "klasik" optik jendela kaca serat leburan silikadi wilayah inframerah. Mata manusia tidak dapat melihat ini radiasi inframerah. Untuklebih tepat, reseptor mata sel, batang dan kerucut retina,tidak sensitif terhadap wilayah spektrum optik. Ini radiasi infra merahmenembus kornea dan vitreous humor seperti cahaya tampakdan difokuskan oleh lensa mata. Untuk memperkirakan bahaya yang mungkin,kepadatan energi dari radiasi terfokus pada retina harus dipertimbangkan.Mekanisme kerusakan mata sudah dikenal karena pengalamandan penggunaan laser dalam aplikasi medis. Standar yang mendefinisikanbatas maksimum sinar laser didasarkan pada pengetahuan ini.Dua standar penting harus diperhatikan:1. Standar internasional IEC 60825 - 1 dari InternasionalKomisi Elektroteknik [131 jika produk laser atau komponenyang akan didistribusikan di seluruh dunia.2. Nasional AS peraturan 21 CFR, Bab 1, sub-bab J, dariPusat untuk Perangkat dan Radiologi (CDRH), sebuahsubkelompok US Food and Drug Administration (FDA), jikaproduk laser untuk pasar AS.GambarKedua standar mengkategorikan semua produk laser menjadi empat kelas utama, beberapadari mereka dengan subclass. Klasifikasi ini memberikan pengguna ide daribahaya laser dan menetapkan tindakan pencegahan yang pengguna harusmematuhi-misalnya, kewajiban untuk melatih staf dan / atau memakai pelindung mata.Gambar 6.18 menunjukkan batas-batas daya radiasi atau optik, masing-masing,dibandingkan panjang gelombang baik untuk IEC dan FDA. Perbedaan yang luar biasajelas antara batas kelas 1 diberikan oleh IEC dan yang diberikan oleh FDA.Kategori paling aman didefinisikan oleh standar-standar ini adalah kelas laser 1. Oleh karena itu,kelas laser 1 produk adalah yang paling ketat sehubungan denganprodusen dan kebutuhan pengguna. Distribusi yang sangat luas CDpemain dan printer laser menunjukkan bahwa penerapan laser adalahbukan rintangan mungkin jika produk tersebut memenuhi kelas 1.Keamanan Laser juga merupakan masalah penting untuk link data serat optik. Itu

Page 13: Fiber Optik Transceiver

Cara termudah untuk mendapatkan kelas laser aman 1 data link adalah dengan menggunakan komponenyang secara inheren aman. Dalam kasus seperti transceiver laser memastikan matakeamanan dari sistem yang lengkap. Namun, itu adalah tugas yang sulit untuk merancang lasertransceiver yang memenuhi kelas yang berbeda 1 kategori kedua standar. Itumata keamanan transceiver dengan konektor optik dapat dicapai dalamberikut tiga cara:1. Gunakan solusi mekanis seperti daun jendela atau pegas flaps,yang mencegah akses ke radiasi laser dari transceiver, jikakonektor tidak ada di pelabuhan. Namun, transceiver harus tetapkecil dan komponen mekanik tambahan akan di palingkasus meningkatkan ukuran pelabuhan, tergantung pada terapankonektor. Hanya dua dari konektor standar internasional,yang LSH (E2000) dan VF-45 konektor, termasuk rana atau flap, untuk kedua konektor dan wadah / coupler. Namun,ini dua keluarga konektor tidak luas untuk DATACOMaplikasi. Saat ini, konektor yang paling populer / wadah,yang diinstal dalam jutaan, belum dimasukkan fungsidaun jendela mekanik / flaps (lihat juga Bagian 6.1.). Namun,dasar kerugian dari setiap solusi mekanik tunggal (yaitu, sebuah rana /mengepakkan baik di dalam wadah atau di ujung depan konektor) adalah 'mereka intrinsik kurangnya redundansi. Dengan demikian operasi, aman bahkan di"Masuk akal mendatang kondisi kesalahan tunggal" tidak dapatdijamin. Karena itu, solusi murni mekanis belum menjadipopuler di seluruh dunia.2. Memanfaatkan solusi optik yang bertujuan untuk efisiensi kopling yang tinggi dandivergen balok untuk mengurangi daya optik diakses daridicabut transceiver. Hal ini dapat dicapai oleh suatu tulisan rintisan serat danperpecahan lengan, yang memungkinkan kontak fisik antara stub dankonektor. Namun, polusi oleh kotoran atau kerusakan mekanis darikontak fisik dapat menyebabkan kerugian tinggi atau laser menggangguback-refleksi.3. Pilih solusi elektronik. Keuntungannya adalah bahwa elektronikInterlocks keselamatan mudah diintegrasikan, biasanya dalam laser driversirkuit. Jenis solusi juga bisa jauh lebih murah dibandingkansetiap solusi mekanik atau optik. Kekuatan laser daritransceiver diperiksa secara elektronik oleh dioda monitor. Ini adalahinheren diperlukan pula untuk mengendalikan kekuatan laser untukmengkompensasi efek suhu dan penuaan pada laser. Dalam halemisi yang berlebihan, laser dimatikan untuk mencegah bahaya. Itutransceiver memiliki keamanan yang berpaut berlebihan, yang menjamin matakeselamatan jika terjadi suatu kondisi tunggal-kesalahan atau kegagalan berikutnya.Point-to-point optik link data memungkinkan penerapan elektronik lainkeselamatan berpaut. Kontrol serat terbuka (OFC) sistem mendeteksi hubungangangguan dan pasukan transceiver ke mode berdenyut berulang

Page 14: Fiber Optik Transceiver

operasi dengan siklus kerja sangat rendah. Hanya setelah jabat tangan yang tepat rekoneksitelah memeriksa bahwa link ditutup akan sistem OFC memungkinkantransceiver untuk kembali ke lalu lintas data biasa. Spesifikasi OFCsistem adalah bagian dari saluran serat standar ANSI [5]. Sistem ini dapatberoperasi dengan daya optik yang lebih tinggi yang biasanya akan melampaui batasdari kelas 1 laser. Keuntungannya adalah anggaran daya yang lebih tinggi untuk optiktransmisi.Jika transceiver secara inheren aman, desain komunikasi datasistem tidak dibatasi oleh persyaratan Laser keselamatan. Pabriktidak harus mengklasifikasikan produk, tidak wajib menyampaikan laporantentang keselamatan laser, dan tidak diperlukan untuk melakukan tes tambahan selamaproduksi. Hal ini memungkinkan aplikasi yang aman dan sederhana dari transceiver.6.4. Kebisingan Pengujian TkansceiversDalam kehidupan sehari-hari, peningkatan dramatis dalam penggunaan perangkat elektronikdalam komponen telekomunikasi umum dan mobile khususnya telahmembangkitkan permintaan yang kuat untuk kompatibilitas elektromagnetik (EMC) dan elektromagnetikkekebalan (EMI) dari perangkat elektronik. Dengan upaya tumbuhdi bidang kecepatan tinggi transmisi data bersama dengan terus meningkatkomputer atau prosesor integrasi dan kecepatan, permintaan ini juga memperolehbesar pengaruh pada desain, produksi, dan pengujian serat optik saat inikomponen dan peralatan transmisi.Dalam kerjasama yang erat dengan peralatan komputer, telekomunikasi, dan DATACOMprodusen, aktif optik komponen serat kinerja tinggi EMCEMItelah dirancang. Sebagai landasan yang penting untuk keberhasilan,pemahaman umum tentang fenomena benar-benar relevan harus dicapaidan metode tes yang dapat diandalkan dan berulang harus dievaluasi. Hal ini memberikandiperlukan untuk mendefinisikan, kemudian untuk menguji dan untuk memenuhi standar dasar EMCEMIpersyaratan untuk aplikasi sistem serat optik transceiver, dan akhirnyauntuk menjamin operasi yang handal dari komponen ini.Bagian ini menjelaskan prosedur pengukuran yang ditetapkan untuk EMC /EMI kinerja komponen serat optik aktif. Berbagai metode yang disajikandi sini berurusan dengan kebisingan pada tegangan suplai, dengan emisi elektromagnetikkebisingan ke lingkungan sekitarnya, dan dengan kekebalan terhadap elektromagnetikkebisingan dari luar.6.4.1. URAIAN ATAS DALAM PERANGKAT UJIUntuk semua pengukuran dijelaskan, perangkat yang diuji (DUT) adalah serat optiktransmisi modul, misalnya transceiver atau kombinasi dari pemancardan penerima. DUT terhubung ke sebuah papan sirkuit cetak (PCB),yang diisi dengan elemen listrik penyaringan seperti yang dijelaskan dalamyang transmittedreceiver datasheet (Gambar 6.19).Garis output listrik data penerima yang terhubung langsung kebaris input listrik data pemancar terdekat. Bagian atas dan bawahGambar

Page 15: Fiber Optik Transceiver

lapisan PCB yang terhubung ke tanah. Koneksi ke pengukuranSetup adalah kabel serat optik jumper dan kabel listrik pasokan.6.4.2. NOISE ONVCCSerat optik transceiver biasanya beroperasi di lingkungan yang cepat-switchingsirkuit. Hal ini menghasilkan frekuensi tinggi kebisingan pada daya DCmemasok Vcc. Frekuensi tinggi kebisingan pada Vcc tidak dapat selalu cukupditekan oleh kapasitor atau induktor karena komponen ini menunjukkan resonansiperilaku mereka sendiri, dengan frekuensi resonansi berbaring dekat dengankebisingan frekuensi. Oleh karena itu, adalah penting untuk serat optik transceiver untuk menjadimampu menahan frekuensi tinggi kebisingan pada Vcc. Efek lain kebisingan, umumdikenal sebagai riak, kurang berbahaya bagi modul serat optik karena riakfrekuensi yang lebih rendah dari frekuensi suara yang disebabkan oleh beralih cepat.Untuk melakukan tes pada perilaku DUT anak tentang kebisingan pada Vcc, sebuahsinyal kebisingan harus digabungkan ke dalam garis Vcc menggunakan tee Bias seperti yang ditunjukkan padaGambar. 6,20. Ketika transceiver diuji, bagian penerima harus bertindak secara langsungsebagai driver untuk bagian pemancar.Jika DUT berisi elemen decoupling internal, suara frekuensi tertentumungkin cukup ditekan. Dalam kasus ini, kebisingan tegangan di pin Vcc perangkat yang dekat dengan nol. Pada frekuensi di mana penindasan kebisingantidak cukup, tegangan kebisingan dapat diukur pada pin.Pada frekuensi yang cukup ditekan, noise generator tinggiamplitudo akan diperlukan untuk menjaga tegangan noise pada pin ditingkat yang konstan. Pengujian DUT di bawah kondisi bukan buatan tersebutterlalu banyak menuntut. Oleh karena itu disarankan untuk hanya menjaga kebisinganGenerator amplitudo pada tingkat konstan untuk semua frekuensi.Untuk pengukuran, reguler transmisi data didirikan dan kemudiandaya optik dilemahkan ke tingkat yang menyebabkan kesalahan bit rate tertentu (BER)nilai. Ketika kebisingan diterapkan pada Vcc meningkat BER. PeningkatanBER adalah ukuran dari sensitivitas DUT untuk kebisingan. Kekuatan optikkemudian meningkat sampai DUT mencapai BER mantan. Perangkat memenuhipersyaratan jika selisih daya optik tidak melebihi didefinisikantingkat. Pengukuran berulang untuk frekuensi suara yang berbeda. Hal iniselalu penting untuk menggunakan tes identik set-up untuk memastikan bahwa pengukurankonsisten.6.4.3. ELBCTROMAGNE TIC COMPATIBILJTY6.4.3.1. EmisiEmisi radiasi elektromagnetik dapat menyebabkan operasi yang tidak benarkomponen yang terletak di dekat perangkat memancar. Oleh karena itu, maksimum yang diijinkantingkat kebisingan elektromagnetik (tergantung pada frekuensi suara) adalahdidefinisikan. Untuk peralatan teknologi informasi batas emisi didefinisikandalam standar EN 55022, berasal dari IEC CISPR 22, dan di FCC CFR47, bagian 15, kelas A dan B. Pengaturan suatu pengukuran umum untuk emisi kebisinganditunjukkan pada Gambar. 6,21. Gambar 6.22 juga menunjukkan foto dari set-up

Page 16: Fiber Optik Transceiver

dalam sebuah ruang anechoic.Pengukuran dilakukan dalam ruang anechoic hingga 40 GHz untuk setiaporientasi definded dari DUT, atau untuk terus menerus 360-derajat rotasiDUT pada meja putar kayu. Selama pengujian DUT adalah bertenaga bateraidan pola data yang digunakan adalah tes pola Fibre Channel pada data nominaltingkat. Emisi DUT diukur dalam berbagai 250 MHz sampai dengan 18GHz dan, jika perlu, sampai 40 GHz. Emisi DUT yang ditoleransi jikakebisingan tetap 6 DE3 bawah batas-batas ini dalam kisaran yang sesuai. Contohdari hasil pengukuran diberikan pada Gambar. 6,23, plot dimana A menunjukkanterpancar kuat medan [dBpVlm] dibandingkan frekuensi untuk satu rotasi penuh360 "dan plot B menunjukkan amplitudo maksimum radiasi [dB, nv] untukfrekuensi tertentu dibandingkan sudut rotasi.Gambar6.4.3.2. KekebalanKetika medan elektromagnetik eksternal diterapkan pada DUT, kesalahan sedikit bisaterjadi. Bagian paling sensitif dari DUT adalah bagian penerima sekitarpenguat transimpedansi. Pada bagian ini, arus masukan yang sangat rendah (diurutan nA) dikonversikan menjadi sinyal tegangan rendah. Dalam transceiver khasGambar

desain ini bagian dari sirkuit penerima terletak di dekat serat optikkonektor wadah.RVO pengukuran metode ditetapkan untuk menentukan DUT yangkekebalan: frekuensi radio (RF) kekebalan dan terkena sengatan listrik@ SD) imunitas.6.4.3.2.I. Kebisingan Kekebalan Terhadap Frekuensi RadioElectromagnetic FieldsTes kekebalan dapat dilakukan berdasarkan IEC 61000-4-3 standar. Sebuahpengukuran biasa set-up yang ditunjukkan pada Gambar. 6,24.Pada awal pengukuran, tidak ada suara diterapkan. Reguler transmisi datadidirikan (27-1 pseudo-acak urutan sedikit di d nominal