Jádro optických přijímačů pro konverzi optického a elektrického signálu

Optické transceiverové a vláknové řešení pro správné propojení jsou klíčové pro zajištění optimálního výkonu a spolehlivosti v optických sítích, protože nesprávně propojené komponenty mohou vést ke ztrátám signálu, zvýšené bitové chybovosti (BER) a snížené vzdálenosti přenosu. Tato řešení zahrnují výběr transceiverů a optických kabelů, které jsou kompatibilní z hlediska velikosti jádra, režimu (singlemode vs. multimode), vlnové délky a typu konektoru, přizpůsobené konkrétním požadavkům aplikace. Singlemode vlákno (SMF) má malé jádro (9 μm) a je navrženo pro přenos na dlouhé vzdálenosti (až 100 km nebo více) pomocí transceiverů pracujících na vlnových délkách 1310 nm, 1550 nm nebo 1610 nm. SMF se kombinuje s transceivery využívajícími laserové diody (např. DFB nebo EML lasery), které vysílají úzké a soustředěné paprsky, čímž minimalizují disperzi. Například 10G SFP+ transceiver pracující na vlnové délce 1550 nm je ideálně párován s G.652D SMF pro metropolitní nebo dálkové sítě, využívající nízké útlumy na této vlnové délce. Multimode vlákno (MMF) s většími jádry (50 μm nebo 62,5 μm) se používá pro krátké vzdálenosti (do 550 m) a kombinuje se s transceivery využívajícími VCSEL nebo LED zdroje světla na vlnové délce 850 nm nebo 1300 nm. MMF typy OM3 a OM4 optimalizované pro 850 nm se párují s 10G, 40G nebo 100G transceivery (např. QSFP28) pro propojení datových center, protože jejich šířka pásma na jednotku vzdálenosti umožňuje vysokorychlostní přenosy na krátkých linkách. Kompatibilita konektorů je dalším důležitým aspektem. Transceivery s LC konektory se běžně párují s vlákny zakončenými LC konektory, čímž se zajistí nízké vložné ztráty, zatímco SC nebo ST konektory mohou být použity v průmyslových nebo starších systémech. Šikmo leštěné konektory (APC) se preferují pro SMF linky využívající vlnové délky citlivé na odraz (např. 1550 nm), protože snižují zpětný útlum ve srovnání s ultra fyzickými kontakty (UPC konektory). Přesné nastavení vlnové délky je zásadní, aby byl předešlo nadměrnému útlumu. Například transceivery na 850 nm by neměly být používány s SMF, protože MMF je pro tuto vlnovou délku optimalizován, a naopak. WDM (Wavelength Division Multiplexing) transceivery vyžadují přesné párování s vlákny podporujícími konkrétní mřížku vlnových délek (např. ITU T G.694.1 pro pásmo C), aby kanály vzájemně neovlivňovaly. Analýza výkonového rozpočtu je součástí řešení pro správné párování, při které se vypočítá celková přípustná ztráta (výstupní výkon transceiveru minus citlivost přijímače) a zajistí se, že útlum vlákna, ztráty na konektorech a spojích nepřekročí tento rozpočet. Například 40G QSFP+ transceiver s výkonovým rozpočtem 10 dB by měl být párován s vláknovými linkami, jejichž celkové ztráty jsou ≤10 dB, s ohledem na délku kabelu a počet konektorů. Na párování má také vliv prostředí. Průmyslové transceivery určené pro rozsah -40 °C až 85 °C se párují s odolnými vláknovými kabely (např. pancéřované) pro venkovní nebo náročné prostředí, zatímco transceivery pro datová centra (0 °C až 70 °C) využívají standardní MMF nebo SMF. Správná dokumentace a testování (např. pomocí OTDR nebo měřiče výkonu) ověřují, že propojení transceiveru a vlákna odpovídá specifikacím, čímž se zajiští výkon sítě a sníží čas potřebný pro odstraňování problémů.