Как сделать так, чтобы оптические модули соответствовали промышленным стандартам?

В дополнение к наиболее распространенному коммерческому классу мы также можем видеть варианты расширенного и промышленного класса при покупке оптических модулей в зависимости от рабочей температуры. Зачем нужно делить оптические модули на такое количество температурных уровней и в чем между ними разница? Как один из наиболее важных параметров оптического модуля, рабочая температура может влиять на другие параметры. Когда температура окружающей среды оптического модуля изменяется, другие параметры, такие как его рабочий ток, также будут меняться, что повлияет на его нормальную передачу. Оптические модули расширенного и промышленного класса предназначены для решения этой проблемы. Наиболее распространены оптические модули C-TEMP, а их нормальная рабочая температура находится в диапазоне от 0 до +70℃. E-Temp колеблется от -20℃ до +85℃. I-Temp работает в диапазоне температур от -40℃ до +85℃, что позволяет ему работать при экстремально высоких или сверхнизких температурах. Кроме того, промышленные оптические модули должны быть разработаны с использованием надежных компонентов с точки зрения электрических компонентов и корпусов, чтобы обеспечить срок службы модулей.

температура оптического модуля

Разница между разными уровнями температуры оптических модулей

Термостойкость чипа отличается

Оптические модули коммерческого класса рассчитаны на температуру от 0 ℃ до 70 ℃, расширенный класс - от -20 ℃ до +85 ℃, оптические модули промышленного класса - от -40 ℃ до 85 ℃, такие же, которые могут поддерживать рабочую температуру.

Различные методы тестирования

Оптические модули коммерческого класса необходимо тестировать только на старение при нормальной температуре, тогда как оптические модули промышленного класса необходимо тестировать на старение при высоких и низких температурах.

Разница в цене

Из-за физического охлаждения и температурной компенсации промышленных оптических модулей стоимость сырья и стоимость производства увеличиваются. Следовательно, когда скорость передачи и длина волны одинаковы, цена промышленных оптических модулей обычно выше, чем у коммерческих оптических модулей, как показано в следующей таблице:

цена оптического модуля

Различные сценарии применения

Коммерческие оптические модули: это наиболее распространенный и широко используемый продукт на рынке. Обычно он используется в сетевых средах, таких как корпоративные сети, центры обработки данных и компьютерные залы.

Расширенные оптические модули: используются в относительно суровых условиях с большими перепадами температур, например, в отдаленных горных районах и туннелях в дикой природе.

Промышленные оптические модули могут выдерживать более низкие температуры, чем оптические модули расширенного класса. Промышленные оптические модули обычно используются с Ethernet-коммутаторами промышленного класса и используются в промышленных Ethernet-приложениях в автоматизации производства, железнодорожных и интеллектуальных транспортных системах (ITS), подстанциях энергетических объектов, морской, нефтяной, газовой, горнодобывающей и других отраслях промышленности. Промышленные оптические модули могут быть долговечными и иметь стабильную передачу в жестких условиях эксплуатации.

Различные сценарии применения

Как сделать оптический модульs соответствуют промышленным температурным стандартам?

Аппаратное соответствие

Чипы и лазеры, используемые в промышленных оптических модулях, должны быть изготовлены из изделий, соответствующих промышленным температурным режимам и требующих высокотемпературного нагрева при проведении испытаний.

температурная компенсация

Когда промышленный оптический модуль работает при низкой температуре ниже нуля, для обеспечения стабильной мощности передачи оптического модуля необходимо проводить температурную компенсацию для обеспечения нормальной работы оптического модуля при низкой температуре.

Физическое охлаждение

Промышленный оптический модуль должен иметь функцию самоохлаждения для стабильной работы при высоких температурах. Тепло, выделяемое лазером, рассеивается как можно быстрее за счет использования термосиликагеля для физического охлаждения.

Комплексное решение для проектирования промышленного контроля температуры от FiberMall

IВыбор чипа для ключей промышленного класса

  • Выбор чипа необходим для соответствия температурным требованиям промышленного класса.
  • Чип 25G LD — это AFCD-V61XT/BROADCOM, VCSEL промышленного класса.
  • Чип 100G LD — это AFCD-V64XT/BROADCOM, VCSEL промышленного класса.

Выбор ключевого чипа промышленного класса

Дизайн оптического устройства промышленного класса

  • Конструкция оптического устройства, отвечающая требованиям промышленной рабочей среды, обеспечивает плавную оптическую мощность в экстремальных условиях высоких и низких температур.
  • COB Решение со встроенным медным раствором в нижней части для лучшего рассеивания тепла.
  • Добавьте конструкцию нагревательного резистора, чтобы соответствовать работе при низкой температуре -40 ℃.

Дизайн оптического устройства промышленного класса

Дизайн конструкции промышленного класса

  • Внутренняя структура оптических модулей рассчитана на оптимальное рассеивание тепла, что гарантируется тепловым моделированием конструкции.
  • Использование относительно больших внутренних силиконовых радиаторов.
  • Шероховатость поверхности корпуса оптического модуля промышленного класса должна быть выше (более гладкой), в противном случае это повлияет на контакт с радиатором, что приведет к плохому отводу тепла.

Дизайн конструкции промышленного класса

Температурная компенсация промышленного класса

  • Одной из характеристик лазера является то, что выходная мощность зависит от изменения температуры, особенно важно превосходное широкое программное управление температурной компенсацией.
  • Поскольку в VCSEL нет схемы TEC с автоматическим контролем температуры, необходимо использовать систему контроля температуры для контроля и компенсации различных параметров в режиме реального времени при проектировании схемы модуля, чтобы обеспечить коэффициент экстинкции и стабильность световой мощности оптического модуля. и обеспечить нормальную работу системы оптической связи.
  • Техникам потребуется много времени, чтобы найти оптимальные параметры компенсации с каждым увеличением или уменьшением на 5 градусов как узла, а затем записать результаты в соответствующую ИС (микросхему) оптического модуля, тем самым увеличивая время производства и увеличивая стоимость промышленной продукции.

Температурная компенсация промышленного класса

Проектирование процесса промышленного производства

  • Выход промышленного оптического модуля серийного производства PVT:
  • Если продукт соответствует выходу более 90%, спецификация определяется как продукт промышленного качества.
  • Проект промышленного теплового моделирования в соответствии с последней компоновкой и схемой отвода тепла, чтобы оценить, соответствует ли текущая схема отвода тепла требованиям.

Проектирование процесса промышленного производства

Как выбрать между промышленными и коммерческими оптическими модулями

Как упоминалось выше, диапазон рабочих температур промышленного оптического модуля больше, чем у коммерческого оптического модуля, и производительность более стабильна.

Следовательно, в условиях внешней среды с большими перепадами температур, таких как наружные базовые станции, необходимо выбирать промышленные оптические модули. По сравнению с оптическими модулями коммерческого класса, он имеет более высокую безопасность и надежность. Однако в помещениях, где разница температур относительно стабильна, например, в компьютерных залах, как промышленные, так и коммерческие оптические модули могут соответствовать фактическим требованиям применения. Однако, учитывая стоимость проводки, можно выбрать коммерческие оптические модули.

Практический случай применения

Требования к заявке на межсистемное соединение базовых станций 5G

Взаимосвязь продуктов основной полосы частот представляет собой сложный сценарий промышленного применения. Температура окружающей среды колеблется от -40°C до +85°C, и это может быть внешняя среда с высокой влажностью, высоким содержанием соли и сильным туманом. Поэтому требуется полное сочетание герметичности и температуры.

В дополнение к требованиям внешней среды, система базовой станции 5G также требует возможности гибко группировать сеть для экономии ресурсов, а также конструкции платы основной полосы взаимосвязи от 100 до 4×25G, поэтому требование гибкого взаимодействия между платой основной полосы Интерфейс 100G MPO и другое одно соединение платы основной полосы частот 25G выдвинуты, а проводка в середине может быть гибко спроектирована инженерами-проводниками.

Выбранные продукты: ФайберМолл 100G AOC

100G QSFP28 to 4 x 25G SFP28 HAOC от FiberMall — это герметичный активный кабель промышленного класса, разработанный для приложений 5G Open RAN fronthaul. Он поддерживает двустороннюю передачу четырех сигналов 25GE/eCPRI по многомодовому волокну. Максимальное расстояние передачи до 100 метров (OM4).

ФайберМолл 100G AOC

Оставьте комментарий

Наверх