Transmitery optyczne rdzeń konwersji sygnału optycznego na elektryczny

Transceiver optyczne i rozwiązania dopasowujące włókna odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu optymalnej wydajności i niezawodności sieci światłowodowych, ponieważ niesparowane komponenty mogą prowadzić do utraty sygnału, zwiększenia współczynnika błędów bitów (BER) oraz skrócenia zasięgu transmisji. Rozwiązania te obejmują dobór transceiverów i kabli światłowodowych kompatybilnych pod względem wielkości rdzenia, typu (single mode vs. multimode), długości fali oraz typu złącza, dostosowanych do konkretnych wymagań aplikacyjnych. Włókno jednomodowe (SMF) posiada mały rdzeń (9μm) i zostało zaprojektowane do transmisji na duże odległości (do 100 km lub więcej), wykorzystując transceivery pracujące na długościach fal 1310 nm, 1550 nm lub 1610 nm. SMF współpracuje z transceiverami wykorzystującymi diody laserowe (np. lasery DFB lub EML), emitujące wąskie, skupione wiązki światła, co minimalizuje dyspersję. Na przykład, transceiver 10G SFP+ pracujący na długości fali 1550 nm jest idealnie dopasowany do włókna G.652D SMF w sieciach miejskich lub dalekosiężnych, wykorzystując niskie tłumienie przy tej długości fali. Włókno wielomodowe (MMF) o większych rdzeniach (50μm lub 62,5μm) stosuje się do transmisji na krótkie odległości (do 550 m), używając transceiverów z diodami VCSEL lub LED pracującymi na długości fali 850 nm lub 1300 nm. MMF typu OM3 i OM4 zoptymalizowane dla długości fali 850 nm są łączone z transceiverami 10G, 40G lub 100G (np. QSFP28) w celu łączenia centrów danych, ponieważ ich iloczyn pasma i odległości wspiera szybką transmisję na krótkich odcinkach. Kompatybilność złącz jest kolejnym istotnym aspektem. Transceivery wyposażone w złącza LC są najczęściej łączone z włóknami zakończonymi złączami LC, co zapewnia niskie tłumienie przy wstawianiu, natomiast złącza SC lub ST mogą być stosowane w konkretnych systemach przemysłowych lub starszych rozwiązaniach. Złącza polerowane pod kątem (APC) są preferowane w połączeniach SMF, gdzie długości fal są wrażliwe na odbicia (np. 1550 nm), ponieważ redukują one tłumienie odbiciowe w porównaniu do złącz typu ultra physical contact (UPC). Dopasowanie długości fali jest istotne, aby uniknąć nadmiernego tłumienia. Na przykład, transceivery 850 nm nie należy używać z włóknem SMF, ponieważ MMF jest zoptymalizowane pod kątem tej długości fali i na odwrót. Transceivery WDM (Wavelength Division Multiplexing) wymagają precyzyjnego dopasowania do włókien wspierających konkretną siatkę długości fal (np. ITU T G.694.1 dla pasma C), co zapewnia brak interferencji pomiędzy kanałami. Analiza budżetu mocy jest częścią rozwiązań dopasowujących, obejmującą obliczenie całkowitego dopuszczalnego tłumienia (moc wyjściowa transceivera minus czułość odbiornika) i zapewnienie, że tłumienie włókna, złącz oraz spawów nie przekracza tego budżetu. Na przykład, transceiver QSFP+ 40G o budżecie mocy 10 dB powinien być sparowany z odcinkiem światłowodu o łącznym tłumieniu ≤10 dB, uwzględniając takie czynniki jak długość kabla czy liczba złącz. Czynniki środowiskowe również wpływają na dopasowanie. Przemysłowe transceivery pracujące w zakresie temperatur od 40°C do 85°C są łączone z odpornymi na uszkodzenia kablowymi światłowodowymi (np. pancerzowanymi) w zastosowaniach zewnętrznych lub trudnych warunkach środowiskowych, podczas gdy transceivery do centrów danych (0°C do 70°C) wykorzystują standardowe MMF lub SMF. Odpowiednia dokumentacja i testy (np. z użyciem OTDR lub miernika mocy) potwierdzają, że dopasowanie transceivera i włókna spełnia wymagania specyfikacji, co gwarantuje jakość działania sieci i skraca czas potrzebny na usuwanie usterek.