Как фотоэлектрические интегрированные изделия, используемые для реализации фотоэлектрического преобразования в оптоволоконной связи, оптические модули в настоящее время широко применяются в центрах обработки данных, системах оптоволокна до дома, локальных сетях, базовых станциях и других областях. Многие пользователи спрашивают: почему оптические модули выходят из строя? Что вызывает повреждение модулей? Как предотвратить отказы оптических модулей?

В процессе использования оптического модуля неизбежно могут возникать случаи неправильной эксплуатации. Далее ETU-LINK расскажет о нескольких основных причинах выхода из строя оптического модуля.

I. Почему статическое электричество (ESD) повреждает оптические модули?

Оптический модуль повреждается статическим электричеством (повреждение от ESD)

Процесс разряда статического электричества происходит очень быстро, и статическое электричество также может создавать мощный электромагнитный импульс, который приведёт к серьёзному повреждению оптического модуля. В то же время, когда накопление пыли достигает определённого уровня, она изменяет импеданс между линиями, что не только влияет на нормальную работу оптического модуля, но и сокращает срок его службы.

ESD может мгновенно вывести из строя внутренние лазеры, диоды и микросхемы — часто без видимых внешних повреждений. Основными причинами являются среда с низкой влажностью, контакт с телом человека и неправильная эксплуатация.

Поэтому при использовании оптического модуля следует избегать слишком сухой среды и не прикасаться голыми руками к чувствительным к статическому электричеству компонентам оптического модуля без защиты от электростатического разряда. При подключении и отключении оптического модуля необходимо использовать напальчники или антистатические браслеты, чтобы предотвратить повреждение модуля статическим электричеством.

Лучшая защита от ESD: используйте антистатические браслеты, антистатические коврики и избегайте прямого прикосновения к золотым контактам и оптическому порту.

II. Почему загрязнение оптического порта вызывает отказ модуля?

Оптический порт оптического модуля загрязнён

Если оптический порт длительное время находится на открытом воздухе, он может загрязниться пылью. Поэтому необходимо своевременно устанавливать пылезащитную заглушку в оптический модуль, когда оптическое волокноне подключено или извлечено.

Пыль, масло или царапины на оптическом порту вызывают увеличение вносимых потерь, снижение принимаемой мощности, нестабильность соединения, потерю пакетов и даже полный отказ линии связи. Загрязнение является одной из наиболее распространённых причин отказов в полевых условиях.
Рекомендуемое обслуживание: очищайте оптические порты специальными салфетками для очистки оптоволокна и чистящим раствором; устанавливайте защитные колпачки при неиспользовании; избегайте прикосновения к линзе пальцами.

III. Почему оптоэлектронные устройства внутри модуля выходят из строя?

1. Отказ фотоэлектрического устройства

Отказ оптоэлектронных устройств обычно проявляется в коррозии или деградации материалов лазеров и детекторов. Отказ устройств фотоэлектрического преобразования приводит к невозможности точной передачи оптических и электрических сигналов.

2. Причины отказа лазера

Причины отказа лазера можно разделить на три категории: низкая оптическая мощность, отсутствие выходного оптического сигнала и чрезмерный уровень шума. Слишком низкая мощность света возникает из-за слишком высокого порогового тока самого лазера, низкой квантовой эффективности или слишком малого внешнего управляющего тока. Среди них причина чрезмерно высокого порогового тока связана с дефектами тёмных линий и повышением температуры самого лазера. Эти два типа отказов вызываются механическими повреждениями, распространением дефектов, напряжением и несоответствием кристаллических решёток, старением поверхности резонатора, загрязнением излучающей поверхности и другими факторами.

3. Причины отказа детектора

Причины отказа детектора можно разделить на три категории: чрезмерный уровень шума, отсутствие выходного электрического сигнала и низкая чувствительность.Среди них основными причинами слишком низкой чувствительности являются снижение квантовой эффективности, загрязнение светочувствительной поверхности или повреждение трещинами поверхности оптического окна. Снижение квантовой эффективности зависит от температуры и группировки материалов, что вызывает смещение длины волны отклика. Загрязнение светочувствительной поверхности или повреждение оптического окна трещинами влияет на поглощение и рекомбинацию фотонов, что препятствует генерации фототока.

Типичные неисправные устройства: лазер LD, детектор PIN/APD, усилитель TIA. Это основные компоненты; при их деградации модуль не может нормально работать.
‌

IV. Почемуотказ схемы приводит к неисправности модуля?

Отказ схемы

① Отказ управляющей цепи передающей части приведёт к несоответствию рабочего тока лазера;

② Отказ схемы усилителя в приемной части увеличит чувствительность детектора.

Неисправности схем включают повреждение микросхемы драйвера, аномальный ток смещения, аномальное напряжение и отказ усилителя. Это приводит к нестабильной оптической мощности, низкой чувствительности, разрывам соединения и невозможности установить соединение. Большинство отказов схем вызвано скачками напряжения, помехами от молний, нестабильным питанием или старением компонентов.

Ⅴ. Как спрогнозировать срок службы оптического модуля с помощью DDM?

Мы можем контролировать состояние лазера через функцию цифрового оптического трансивера DDM для диагностики и мониторинга. Поскольку квантовая эффективность лазера снижается с увеличением времени его использования, мы можем определять ток смещения лазера для прогнозирования срока службы лазера.

Как правило, срок службы оптических модулей, поставляемых производителями ETU-Link Technology Co., Ltd. составляет 3–5 лет, что соответствует единым международным стандартам и обеспечивает непрерывную защиту вашей сетевой связи.