Jak produkuje się i testuje moduły

Karta katalogowa transceivera obiecuje dwadzieścia lat przy 70 °C, długość fali w granicach nanometra i Tx w DDM w granicach 2 dB od prawdy. Czy to spełni, zależy od procesu fabrycznego, którego kupujący nigdy nie widzi: selekcji kryształów, submikronowego justowania, kalibracji na stacji testowej, wygrzewania i końcowego kroku kodowania, który zapisuje dane identyfikacyjne odczytywane później na stanowisku. Znajomość procesu wyjaśnia, dlaczego dobre moduły kosztują tyle, ile kosztują, dlaczego tanie zawodzą przy skrajnych temperaturach, i co fizycznie znaczą „stałe kalibracji” i „kodowanie”.

Od płytki do modułu

płytki laser / PD ──► test i selekcja kryształów ──► montaż TOSA / ROSA ──► test OSA
                                                                                │
montaż PCB (SMT: sterownik, TIA, MCU, DSP, EEPROM) ──► test płytki ────────────┤
                                                                                ▼
                        montaż modułu ──► kalibracja i strojenie ──► wygrzewanie ──► test końcowy ──► kodowanie i etykieta ──► próbka QA ──► wysyłka

Kryształy

Podzespół optyczny

Montaż kryształu na podstawce, bondowanie, potem krok, który wyznacza cenę: justowanie aktywne — przy zasilonym laserze soczewka i/lub odcinek światłowodu (stub) są przesuwane submikronowymi krokami, aż moc sprzężona osiągnie maksimum, po czym są mocowane zgrzewaniem laserowym albo epoksydem UV. Obudowy hermetyczne są zgrzewane pokrywą i testowane na szczelność; gotową OSA mierzy się pod kątem mocy nadawanej, współczynnika wygaszenia, kształtu oka, a u odbiorników — responsywności i czułości (Obudowy optyczne). Silniki COB zastępują to metodą pick-and-place gołych kryształów pod formowaną matrycą soczewek (Chip-on-board).

Kalibracja i strojenie

Na stacji testowej z komorą temperaturową, miernikiem mocy optycznej, testerem BER i odbiornikiem referencyjnym, firmware jest uczony, co znaczą jego surowe liczby:

Stąd bierze się dokładność DDM ±2–3 dB — i dlatego moduł skalibrowany tylko w temperaturze pokojowej pokazuje błędne wartości przy 65 °C (Dokładność i ograniczenia, Kalibracja).

Testy, które moduł musi przejść

Kwalifikacja konstrukcji (nie każdej sztuki) przebiega według Telcordia GR-468-CORE: cykle termiczne, wilgotne ciepło, wstrząsy mechaniczne i wibracje, przyspieszone starzenie próbki, żeby oszacować żywotność, którą potem podaje karta katalogowa.

Wygrzewanie i selekcja

Gotowe moduły pracują od godzin do dni w podwyższonej temperaturze pod ruchem; DDM jest logowane; egzemplarze, u których dryfuje prąd polaryzacji, moc albo błędy, są wycofywane. Ten krok jest kosztowny i jako pierwszy bywa pomijany przez tanich producentów — dlatego statystyki awarii w terenie taniej optyki przez rok wyglądają dobrze, a potem gwałtownie rosną (Awarie).

Kodowanie: ostatni krok

Dopiero teraz zapisywane są dane identyfikacyjne: nazwa producenta, numer katalogowy, numer seryjny, kod daty, kody zgodności, długości, długość fali, opcje, sumy kontrolne — albo własne, albo marki klienta, dla którego robiona jest partia. Producenci kontraktowi wytwarzają jeden fizyczny moduł i kodują go pod wieloma nazwami; moduły z marką OEM dostają sygnatury producenta w obszarze producenta. To ta sama operacja, którą CodingBox wykonuje na stanowisku (Przekodowanie EEPROM, Pola producenta) — fabryka po prostu robi to, mając już gotowe dane kalibracji.

Co odróżnia klasy jakości

Nic z tego nie widać w bajtach identyfikacyjnych; widać to w zachowaniu DDM w funkcji temperatury i we wskaźnikach awaryjności po roku.

W CodingBox

Kontrola wejściowa na stanowisku powtarza małą część finalnego testu fabrycznego: odczytaj dane identyfikacyjne i sumy kontrolne, zweryfikuj, że wartości DDM są żywe i wiarygodne względem typowych wartości, zapisz punkt odniesienia w code database. Partia, w której moc Tx albo prąd polaryzacji są identyczne we wszystkich egzemplarzach, albo temperatura nigdy się nie zmienia, nie przeszła kroku fabrycznego, który rzekomo przeszła.