Temperatura i napięcie zasilania

Temperatura i Vcc to dwie wielkości mierzone DDM, które ludzie pomijają, dopóki moduł, który „był sprawny”, nie zacznie migotać każdego popołudnia albo partia nie zacznie umierać o rok za wcześnie. Temperatura napędza starzenie lasera, długość fali, polaryzację i czułość odbiornika; napięcie decyduje o tym, czy elektronika modułu w ogóle działa. Ta strona wyjaśnia, co oznaczają te dwie liczby, co je zmienia, co same zmieniają i co z nimi robić.

Temperatura

Co jest mierzone

Czujnik znajduje się na płytce PCB modułu albo wewnątrz kontrolera, nie na strukturze lasera. Pokazuje wartość o kilka stopni wyższą niż obudowa i znacznie niższą niż złącze lasera. Klasy temperatury obudowy w kartach katalogowych odnoszą się do obudowy; wartość DDM podąża za nią z przesunięciem.

Klasa	Temperatura obudowy	Gdzie
Komercyjna (C-temp)	0 … +70 °C	większość optyki w centrach danych i firmach
Rozszerzona (E-temp)	−5 … +70 lub −10 … +80 °C	wiele modułów dalekiego zasięgu i PON
Przemysłowa (I-temp)	−40 … +85 °C	zewnętrzne, stacje bazowe, przełączniki przemysłowe

Typowe odczyty: 20–35 °C na stanowisku, 25–55 °C w obsadzonym przełączniku, 60–70 °C w gęstym panelu 1U ze słabym przepływem powietrza albo z sąsiadem 10GBASE-T po miedzi.

Co zmienia temperatura

Efekt	Wielkość	Konsekwencja
Długość fali lasera	DFB ≈ 0,08–0,1 nm/°C; VCSEL ≈ 0,06 nm/°C; FP ≈ 0,3–0,5 nm/°C ze skokami modów	CWDM (siatka 20 nm, filtr ±6,5 nm) toleruje niechłodzony DFB w zakresie 0–70 °C; DWDM (siatka 0,8 nm) nie toleruje, dlatego stosuje się lasery chłodzone TEC (Pasma długości fali)
Prąd progowy i polaryzacji	≈ +1 %/°C dla DFB	APC podnosi polaryzację; zobacz Polaryzacja Tx i starzenie lasera
Moc wyjściowa przy stałym prądzie	spada wraz z temperaturą	maskowana przez APC aż do granicy sterownika
Czułość odbiornika	pogarsza się o 0,5–1 dB między 25 °C a 70 °C; wzmocnienie APD silnie zależy od temperatury (kompensowane wewnętrznie)	graniczne łącza zawodzą w upalne dni
Żywotność lasera	skraca się w przybliżeniu o połowę na każde +10 °C (Arrhenius)	moduł w 65 °C starzeje się około czterokrotnie szybciej niż w 45 °C
Dokładność DDM	kalibracja mieści się w specyfikacji w zakresie pracy; poza nim odczyty dryfują	mniej ufaj wartościom blisko granic
Zachowanie modułu przy wysokim alarmie	ustawia flagę, a dalej zależnie od producenta: ograniczenie wydajności, wyciszenie Tx albo nic; host może wyłączyć port	Zasilanie i temperatura

Skąd bierze się ciepło

Własna moc strat modułu: od 0,8 W (SFP+ SR) do 15–20 W (800G, koherentny ZR).
Sąsiedzi w gęstym panelu: najgorętsza klatka to zwykle ta środkowa.
Niedopasowany kierunek przepływu powietrza (obudowa front-to-back z modułami back-to-front), zablokowane filtry, brak paneli maskujących i puste klatki bez zaślepek przeciwpyłowych.
Miedziany SFP+ (10GBASE-T) przy 2,5–4 W w klatce zaprojektowanej na 1,5 W grzeje sam siebie i obu sąsiadów.
Obudowa: patyczek PON wewnątrz routera domowego albo moduł w szczelnej skrzynce zewnętrznej pracuje 15–25 °C powyżej temperatury otoczenia.

Progi

Typowe fabryczne progi dla modułu komercyjnego: wysoki alarm 75–80 °C, wysokie ostrzeżenie 70 °C, niskie ostrzeżenie −5 … 0 °C, niski alarm −10 … −5 °C. Moduł żyjący w 68 °C nie jest „w porządku, bo nie ma alarmu”: jest na granicy swojej klasy, z żywotnością zmniejszoną czterokrotnie (Progi i alarmy).

Lasery chłodzone: temperatura lasera i prąd TEC

DWDM, wiele modułów ER/ZR i 100G LR4 ma ogniwo termoelektryczne (TEC). Opisują je dwie opcjonalne wielkości mierzone: temperatura lasera (wartość zadana, zwykle 25–45 °C, utrzymywana z dokładnością ±0,1–0,5 °C) i prąd TEC (ze znakiem: dodatni = chłodzenie, ujemny = grzanie, w procentach maksimum albo w mA). TEC blisko 100 % oznacza, że moduł walczy z otoczeniem, a długość fali zaraz zejdzie poza filtr; temperatura lasera, która przestaje trzymać wartość zadaną, oznacza awarię TEC (Transceivery przestrajalne).

Napięcie zasilania

Co jest mierzone

Vcc jest mierzone wewnątrz modułu, za złączem, ogranicznikiem prądu rozruchowego i filtrem: zwykle 50–150 mV poniżej szyny hosta. Specyfikacja: 3,3 V ± 5 % (3,135–3,465 V). Typowe progi: niski alarm 2,9–3,0 V, niskie ostrzeżenie 3,1 V, wysokie ostrzeżenie 3,5 V, wysoki alarm 3,6 V.

Co mówi napięcie

Odczyt	Znaczenie
3,20–3,40 V, stabilne	normalne
3,10–3,20 V	szyna hosta jest słaba albo port jest obciążony (moduł dużej mocy, wielu sąsiadów); obserwuj przy pełnym ruchu
< 3,1 V albo spada pod obciążeniem	zapad napięcia: resety, serie LOS, Tx fault, cykle „moduł nie wykryty”; problem zasilania hosta, nie optyki
> 3,47 V	awaria regulatora hosta; może skracać żywotność modułu
0,00 V lub 6,55 V	błąd kalibracji albo odczytu, nie fizyki (Dokładność i ograniczenia)
Kilka modułów na jednej karcie, wszystkie niskie	szyna 3,3 V karty albo jej złącze; typowe po dodaniu modułów dużej mocy do starej karty liniowej

Vcc rzadko tłumaczy powolną degradację, ale często tłumaczy usterki przerywane, które podążają za obciążeniem ruchem albo za włożeniem modułu gdzie indziej na tej samej karcie. To także pierwsza rzecz do sprawdzenia na stanowisku, gdy moduł jest „martwy”: programator albo kolebka, które nie potrafią dostarczyć klasy mocy modułu, pokazują to jako niskie Vcc albo jako moduł resetujący się podczas odczytów (Błędy odczytu i zapisu EEPROM).

Lista kontrolna

Odczytuj temperaturę i Vcc razem z wartościami optycznymi; rejestruj je.
Porównuj temperaturę z sąsiednimi modułami: jeden gorący moduł w chłodnym rzędzie to jego własny problem (klasa dużej mocy, usterka), a gorący cały rząd to kwestia przepływu powietrza.
Koreluj migotanie z porą dnia i z trendami temperatury.
Dla modułów chłodzonych obserwuj prąd TEC i temperaturę lasera, nie tylko temperaturę obudowy.
Koreluj spadki Vcc ze szczytami ruchu i z wkładaniem innych modułów.
Tam, gdzie się da, utrzymuj moduły poniżej 60 °C: to najtańsze wydłużenie żywotności, jakie istnieje.

W CodingBox

DDM pokazuje temperaturę i Vcc na tle własnych progów modułu i je rejestruje; opcjonalne wielkości mierzone temperatury lasera i prądu TEC pojawiają się dla modułów, które je implementują. Progi można edytować w EEPROM editor: zaostrzenie ostrzeżenia temperaturowego do poziomu, którego twoje środowisko nigdy nie powinno osiągnąć, to uzasadnione zastosowanie.

Klasy komercyjna, rozszerzona i przemysłowa, typowe pary progów dla każdej klasy oraz co zmienia się wewnątrz modułu wraz z temperaturą: Klasy temperaturowe.

Jeśli znajdziesz nieścisłość lub błąd w tym materiale, zaznacz odpowiedni fragment i naciśnij Ctrl+Enter, aby .