Temperatuur en voedingsspanning

Temperatuur en Vcc zijn de twee DDM-monitors die mensen overslaan, totdat een module die "in orde was" elke middag flapt of een partij een jaar te vroeg uitvalt. Temperatuur stuurt laserveroudering, golflengte, bias en gevoeligheid van de ontvanger; spanning bepaalt of de elektronica van de module überhaupt werkt. Deze pagina legt uit wat beide getallen betekenen, wat ze wijzigt, wat zij op hun beurt wijzigen en wat u ermee doet.

Temperatuur

Wat wordt gemeten

De sensor zit op de PCB van de module of in de controller — niet op de laserchip. Hij geeft enkele graden boven de temperatuur van de behuizing aan en ruim onder die van de laserjunctie. Specificaties voor de temperatuur van de behuizing in datasheets hebben betrekking op de behuizing; de DDM-waarde volgt die met een offset.

Klasse	Temperatuur van de behuizing	Waar
Commercieel (C-temp)	0 … +70 °C	de meeste optiek voor datacenters en ondernemingen
Uitgebreid (E-temp)	−5 … +70 of −10 … +80 °C	veel long-reach- en PON-modules
Industrieel (I-temp)	−40 … +85 °C	buitenopstellingen, cell sites, industriële switches

Typische uitlezingen: 20–35 °C op een werkbank, 25–55 °C in een bezette switch, 60–70 °C in een dicht 1U-frontpaneel met slechte luchtstroom of met een koperen 10GBASE-T-buur.

Wat temperatuur verandert

Effect	Omvang	Gevolg
Lasergolflengte	DFB ≈ 0,08–0,1 nm/°C; VCSEL ≈ 0,06 nm/°C; FP ≈ 0,3–0,5 nm/°C met mode hops	CWDM (20 nm-raster, ±6,5 nm-filter) verdraagt een ongekoelde DFB over 0–70 °C; DWDM (0,8 nm-raster) niet — daarom TEC-gekoelde lasers (Golflengtebanden)
Drempel- en biasstroom	≈ +1 %/°C voor DFB	APC verhoogt de bias; zie Tx-bias en laserveroudering
Uitgangsvermogen bij vaste stroom	daalt met temperatuur	verborgen door APC totdat de driverlimiet is bereikt
Gevoeligheid van de ontvanger	verslechtert 0,5–1 dB van 25 °C tot 70 °C; APD-gain is sterk temperatuurafhankelijk (intern gecompenseerd)	marginale links vallen uit op warme dagen
Levensduur van de laser	halveert ruwweg per +10 °C (Arrhenius)	een module bij 65 °C veroudert ongeveer viermaal sneller dan een bij 45 °C
DDM-nauwkeurigheid	kalibratie blijft binnen specificatie over het bedrijfsbereik; daarbuiten drijven uitlezingen	vertrouw waarden nabij de grenzen minder
Modulegedrag bij het hoge alarm	vlaggen, daarna fabrikantafhankelijk: afremmen, Tx-squelch of niets; hosts kunnen de poort uitschakelen	Voeding en thermiek

Waar de warmte vandaan komt

Eigen dissipatie van de module: 0,8 W (SFP+ SR) tot 15–20 W (800G, coherent ZR).
Buren in een dicht frontpaneel — de heetste cage is meestal die in het midden.
Onjuiste luchtstroomrichting (front-to-back-chassis met back-to-front-modules), geblokkeerde filters, ontbrekende afdekpanelen en lege cages zonder stofkappen.
Koperen SFP+ (10GBASE-T) met 2,5–4 W in een cage die voor 1,5 W is ontworpen, verwarmt zichzelf en beide buren.
Behuizing: een PON-stick in een thuisrouter of een module in een afgesloten buitenkast werkt 15–25 °C boven de omgevingstemperatuur.

Drempels

Typische fabrieksdrempels voor een commerciële module: hoog alarm 75–80 °C, hoge waarschuwing 70 °C, lage waarschuwing −5 … 0 °C, laag alarm −10 … −5 °C. Een module die op 68 °C werkt, is niet "in orde omdat er geen alarm is" — hij zit aan de rand van zijn classificatie met een levensduur die tot een kwart is teruggebracht (Drempels en alarmen).

Gekoelde lasers: lasertemperatuur en TEC-stroom

DWDM, veel ER/ZR- en 100G LR4-modules hebben een thermo-elektrische koeler. Twee optionele monitors beschrijven deze: lasertemperatuur (het instelpunt, doorgaans 25–45 °C, vastgehouden op ±0,1–0,5 °C) en TEC-stroom (met teken: positief = koelen, negatief = verwarmen, in percentage van het maximum of mA). Een TEC nabij 100 % betekent dat de module tegen zijn omgeving vecht en de golflengte bijna uit het filter drijft; een lasertemperatuur die het instelpunt niet meer vasthoudt, betekent dat de TEC is uitgevallen (Afstembare transceivers).

Voedingsspanning

Wat wordt gemeten

Vcc wordt in de module gemeten, na de connector, de inschakelstroombegrenzer en het filter — doorgaans 50–150 mV onder de hostrail. Specificatie: 3,3 V ± 5 % (3,135–3,465 V). Typische drempels: laag alarm 2,9–3,0 V, lage waarschuwing 3,1 V, hoge waarschuwing 3,5 V, hoog alarm 3,6 V.

Wat spanning u vertelt

Uitlezing	Betekenis
3,20–3,40 V, stabiel	normaal
3,10–3,20 V	hostrail is zwak of de poort is belast (module met hoog vermogen, veel buren); bekijk onder volledig verkeer
< 3,1 V of dalend onder belasting	brown-out: resets, LOS-uitbarstingen, Tx-fout, cycli van "module niet gedetecteerd"; een voedingsprobleem van de host, geen optisch probleem
> 3,47 V	fout in de hostregelaar; kan de levensduur van de module verkorten
0,00 V of 6,55 V	kalibratie- of leesfout, geen fysica (Nauwkeurigheid en limieten)
Meerdere modules op één kaart allemaal laag	de 3,3 V-rail van de kaart of de connector; typisch na het toevoegen van modules met hoog vermogen aan een oude linecard

Vcc verklaart zelden een langzame verslechtering, maar vaak intermitterende storingen die het verkeersniveau volgen of optreden na het plaatsen van een module elders op dezelfde kaart. Het is ook het eerste dat u op de werkbank controleert wanneer een module "defect" is: een programmer of cradle die de vermogensklasse van de module niet kan leveren, toont lage Vcc of een module die tijdens uitlezingen reset (EEPROM-lees- en schrijffouten).

Checklist

Lees temperatuur en Vcc samen met de optische waarden uit; leg ze vast.
Vergelijk de temperatuur met aangrenzende modules — één hete module in een koele rij heeft een eigen probleem (hoogvermogenklasse, storing); een hete rij wijst op luchtstroom.
Correleer flaps met het tijdstip van de dag en temperatuurtrends.
Let bij gekoelde modules op TEC-stroom en lasertemperatuur, niet alleen op de temperatuur van de behuizing.
Correleer Vcc-dalen met verkeerspieken en met het plaatsen van andere modules.
Houd modules waar mogelijk onder 60 °C — dit verlengt de levensduur het goedkoopst.

In CodingBox

DDM toont temperatuur en Vcc tegen de eigen drempels van de module en registreert ze; de optionele monitors voor lasertemperatuur en TEC-stroom verschijnen bij modules die deze implementeren. Drempels zijn bewerkbaar in de EEPROM editor — een temperatuurwaarschuwing verscherpen tot een niveau dat uw omgeving nooit mag bereiken, is een legitieme toepassing.

Commerciële, uitgebreide en industriële klassen, typische drempelparen per klasse en wat er in de module verandert bij temperatuur: Temperatuurklassen.

Vindt u een onjuistheid of fout in dit materiaal? Selecteer het betreffende fragment en druk op Ctrl+Enter om .