Φωτικοί Αποδέκτες Πυρήνας για την Μετατροπή Φωτικο-Ηλεκτρικού Σήματος

Οι λύσεις προσαρμογής οπτικών πομποδοχείων και οπτικών ινών είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της βέλτιστης απόδοσης και αξιοπιστίας στα δίκτυα οπτικών ινών, καθώς τα μη εναρμονισμένα εξαρτήματα μπορούν να οδηγήσουν σε απώλεια σήματος, αύξηση του ρυθμού σφαλμάτων (BER) και μείωση των αποστάσεων μετάδοσης. Αυτές οι λύσεις περιλαμβάνουν την επιλογή πομποδοχείων και καλωδίων οπτικών ινών που είναι συμβατά ως προς το μέγεθος του πυρήνα, την κατηγορία (μονής ή πολλαπλής λειτουργίας), το μήκος κύματος και τον τύπο του συνδετήρα, προσαρμοσμένα στις απαιτήσεις της συγκεκριμένης εφαρμογής. Η οπτική ίνα μονής λειτουργίας (SMF) έχει μικρό πυρήνα (9μm) και έχει σχεδιαστεί για μετάδοση μεγάλων αποστάσεων (έως 100 χλμ. ή περισσότερο) χρησιμοποιώντας πομποδοχεία που λειτουργούν σε μήκη κύματος 1310nm, 1550nm ή 1610nm. Η SMF συνδυάζεται με πομποδοχεία που χρησιμοποιούν λέιζερ διόδου (π.χ. DFB ή EML λέιζερ) τα οποία εκπέμπουν στενές και εστιασμένες δέσμες, ελαχιστοποιώντας τη διασπορά. Για παράδειγμα, ένα πομποδοχείο 10G SFP+ που λειτουργεί στα 1550nm ταιριάζει ιδανικά με ίνα SMF G.652D για δίκτυα μητροπολιτικά ή μεγάλης απόστασης, εκμεταλλευόμενο τη χαμηλή απορρόφηση σε αυτό το μήκος κύματος. Η οπτική ίνα πολλαπλής λειτουργίας (MMF), με μεγαλύτερους πυρήνες (50μm ή 62,5μm), χρησιμοποιείται για μικρές αποστάσεις (έως 550 μέτρα) και συνδυάζεται με πομποδοχεία που χρησιμοποιούν πηγές φωτός VCSEL ή LED στα 850nm ή 1300nm. Οι MMF OM3 και OM4, που είναι βελτιστοποιημένες για τα 850nm, ταιριάζουν με πομποδοχεία 10G, 40G ή 100G (π.χ. QSFP28) για διασυνδέσεις σε κέντρα δεδομένων, καθώς το γινόμενο εύρους ζώνης και απόστασης υποστηρίζει τη μετάδοση υψηλής ταχύτητας σε μικρές αποστάσεις. Η συμβατότητα των συνδετήρων είναι ακόμη ένας σημαντικός παράγοντας. Τα πομποδοχεία με συνδετήρες LC ταιριάζουν συνήθως με ίνες που τερματίζονται με συνδετήρες LC, εξασφαλίζοντας χαμηλή απώλεια εισόδου, ενώ οι συνδετήρες SC ή ST μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συγκεκριμένα βιομηχανικά ή παλιότερα συστήματα. Οι γωνιακά τροχισμένοι συνδετήρες (APC) προτιμώνται για συνδέσεις SMF που χρησιμοποιούν μήκη κύματος ευαίσθητα στην οπίσθια ανάκλαση (π.χ. 1550nm), καθώς μειώνουν την απώλεια επιστροφής σε σχέση με τους συνδετήρες ultra physical contact (UPC). Η ταύτιση του μήκους κύματος είναι απαραίτητη για να αποφευχθεί η υπερβολική απορρόφηση. Για παράδειγμα, πομποδοχεία 850nm δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται με SMF, καθώς η MMF είναι βελτιστοποιημένη για αυτό το μήκος κύματος, και αντιστρόφως. Τα πομποδοχεία WDM (Wavelength Division Multiplexing) απαιτούν ακριβή ταύτιση με ίνα που υποστηρίζει το συγκεκριμένο πλέγμα μηκών κύματος (π.χ. ITU T G.694.1 για τη ζώνη C), εξασφαλίζοντας ότι τα κανάλια δεν παρεμβάλλονται μεταξύ τους. Η ανάλυση του προϋπολογισμού ισχύος είναι μέρος των λύσεων προσαρμογής, υπολογίζοντας τη συνολική επιτρεπόμενη απώλεια (έξοδος ισχύος πομποδοχείου μείον ευαισθησία δέκτη) και εξασφαλίζοντας ότι η απορρόφηση της ίνας, η απώλεια συνδετήρα και η απώλεια σύνδεσης δεν υπερβαίνουν αυτόν τον προϋπολογισμό. Για παράδειγμα, ένα πομποδοχείο 40G QSFP+ με προϋπολογισμό ισχύος 10dB θα πρέπει να συνδυαστεί με ζεύξεις ινών που έχουν συνολική απώλεια ≤10dB, λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως το μήκος του καλωδίου και τον αριθμό των συνδετήρων. Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν επίσης την προσαρμογή. Βιομηχανικά πομποδοχεία που λειτουργούν σε θερμοκρασίες 40°C έως 85°C ταιριάζουν με ενισχυμένα καλώδια ινών (π.χ. θωρακισμένα) για εξωτερικές ή δύσκολες συνθήκες, ενώ τα πομποδοχεία κέντρων δεδομένων (0°C έως 70°C) χρησιμοποιούν τυπικές MMF ή SMF. Η σωστή τεκμηρίωση και οι δοκιμές (π.χ. με OTDR ή μετρητή ισχύος) επιβεβαιώνουν ότι η προσαρμογή πομποδοχείου-ίνας πληροί τις προδιαγραφές, εξασφαλίζοντας την απόδοση του δικτύου και μειώνοντας τον χρόνο επίλυσης προβλημάτων.