Datasheet Modul Optik: Enam Angka yang Menentukan Berhasil-Tidaknya Sebuah Link

Satu receiver, lima angka yang dipublikasikan

Tiga penawaran untuk barang yang sama datang di sore yang sama: 400GBASE-DR4, 500 m, MPO-12. Sensitivitas receiver terbaca −5,9 dBm pada yang pertama, −4,4 dBm pada yang kedua, −3,9 dBm pada yang ketiga. Diurutkan menurut kolom itu, yang pertama menang, dan pembeli menghemat beberapa dolar per port.

Tidak ada satu pun yang berbohong. Mereka hanya tidak mengukur hal yang sama, dan 2 dB di antaranya adalah perbedaan definisi, bukan kemampuan.

Datasheet transceiver adalah dokumen penjualan dengan satuan teknik yang dibaut di atasnya. Enam angka menentukan apakah sebuah link tetap bersih di tahun ketiga: daya pancar, TDECQ, sensitivitas pada BER yang tepat, overload, jendela panjang gelombang, suhu casing. Sisanya hiasan, dan sebagian adalah jebakan. Berikut keenamnya, dalam urutan ketika mereka menggigit — plus aritmetika yang membongkar tabel yang disusun untuk mengagumkan dirinya sendiri.

Receiver 400G DR4 yang sama dapat dideskripsikan dengan lima cara, semuanya memenuhi klausul yang sama dari IEEE 802.3bs.

Taruh −5,9 dan −3,9 berdampingan dalam spreadsheet dan Anda baru saja menemukan 2 dB margin yang tidak ada. Di sinilah seluruh masalah membandingkan penawaran lewat satu kolom: modul yang tampak termurah sering kali cuma milik vendor yang memilih definisi paling menawan.

Aturan saya setelah terlalu banyak kasus begini: jika angka sensitivitas datang tanpa bit error rate, tanpa suhu, dan tanpa kualifikasi («OMA», «average», «with SECQ»), itu bukan spesifikasi — hanya angka yang kebetulan ada di halaman.

Daya pancar adalah angka terlemah di halaman itu

Sebagian besar tabel membuka dengan Tx minimum dan maksimum daya rata-rata, karena dua sel itu mudah diukur dan mudah dibandingkan. Mereka juga paling sedikit informatifnya. IEEE 802.3bs sendiri menandai baris daya pancar minimum sebagai informatif — peringatan eksplisit bahwa daya saja sedikit bicara tentang kualitas sinyal.

Yang membawa sinyal adalah OMA — amplitudo modulasi optik, jarak antara level PAM4 terluar yang benar-benar dipotong receiver. Untuk 400GBASE-DR4, jendela OMA outer adalah −0,8 sampai +4,2 dBm, dan standar membatasinya lebih jauh: daya pancar dalam OMA dikurangi TDECQ harus tetap di atas −2,2 dBm. Kondisi itu layak dibaca dua kali: pemancar tidak boleh membeli penutupan mata dengan amplitudo — apa yang dipulihkan equalizer, kedua angka harus menahannya bersama.

Extinction ratio masih muncul dengan minimum 3,5 dB, rendah di samping 6 dB yang dibawa komponen 10G NRZ. Memang sengaja: PAM4 menumpuk tiga mata dalam satu ayunan, dan rasio level atas ke bawah jauh lebih sedikit bicara tentang mata tengah daripada pada sistem dua level. ER bertahan sebagai pemeriksaan bias laser, bukan metrik kualitas.

Jika datasheet hanya memberi daya pancar rata-rata, mintalah OMA outer dan TDECQ. Sebuah modul bisa duduk nyaman di dalam batas rata-rata +4 dBm sementara matanya yang terluar menutup — kolom daya rata-rata tidak akan pernah menunjukkannya.

Sensitivitas tanpa BER adalah angka tanpa subjek

Komponen 10G dikutip pada 10⁻¹², komponen 400G pada 2,4 × 10⁻⁴. Kedua target itu terpisah enam desibel dalam rasio sinyal-ke-bisingan yang dibutuhkan — Q 7,03 melawan 3,49, atau 16,9 dB melawan 10,9 dB SNR listrik.

Itu menjelaskan percakapan yang saya jalani setiap bulan. Seorang insinyur yang terbiasa dengan receiver −15,5 dBm melihat 400G DR4 yang dikutip −4,4 dBm dan menyimpulkan optik berkecepatan tinggi itu rapuh. Tidak rapuh; janjinya berubah. Pada 400G, modul tidak lagi harus mengirim bit tanpa kesalahan: ia mengirim tingkat kesalahan mentah yang dibersihkan decoder KP4 — RS(544,514), tiga puluh simbol paritas per blok, lima belas koreksi, keluaran pada 10⁻¹². Ambang 2,4 × 10⁻⁴ adalah selera decoder, bukan batas receiver.

Angka sensitivitas berarti sesuatu hanya setelah jelas ia berdiri di sisi decoder yang mana. Dua vendor bisa sama-sama menulis «sensitivitas −6 dBm, 400G» dan mendeskripsikan receiver yang terpisah satu dB penuh — yang satu diukur di ambang FEC dengan pemancar ideal, yang lain dalam kondisi stressed.

TDECQ adalah angka yang menggantikan eye mask lama. Tidak ada lagi yang menggambar poligon di atas mata PAM4: sebelum equalizer matanya tertutup dan setiap modul akan gagal. Sebagai gantinya, pemancar diukur terhadap receiver referensi dengan equalizer sungguhan, derau ditambahkan sampai tingkat kesalahan simbol menyentuh 4,8 × 10⁻⁴ — dua kali tingkat bit, karena kode Gray mengubah sebagian besar kesalahan simbol menjadi satu bit — dan derau yang ditambahkan dalam dB adalah penaltinya. Plafonnya 3,4 dB pada sebagian besar jangkauan 400G/800G dan 3,9 dB pada varian jarak jauh; amandemen 1.6T mengencangkan keduanya.

Vendor yang berangkat pada 3,0 dB tidak sedang bermurah hatia. Ia menghabiskan selisih itu untuk tahun ketika konektor kotor dan tak ada yang menyadarinya.

Plafon yang tak pernah dicek siapa pun

Setiap budget link yang saya lihat dibangun dari bawah: daya pancar dikurangi loss rute harus melewati sensitivitas. Nyaris tidak ada yang membawa batas atas — dan link 400G/800G jatuh dari atas lebih sering daripada yang disangka.

400GBASE-DR4 mentolerir +4,0 dBm daya terima rata-rata, dengan ambang kerusakan di +5. Pemancar boleh memancarkan +4,0. Letakkan dua fakat itu pada jumper tiga meter, 0,5 dB loss, dan sepasang end-face APC yang baru keluar dari saku: receiver bekerja setengah desibel dari kejenuhan. Link naik. Minggu keenam, di siang hari, dua port dengan kabel terpendek mulai menghitung kesalahan. Modulnya diganti dua kali — kabelnya tidak pernah.

Reflektansi memperburuk keadaan. Standar meminta −26 dB reflektansi di sisi pancar dan terima serta menoleransi 21,4 dB return loss. End-face APC yang tergores, atau UPC yang tak sengaja dipasangkan ke APC, membongkar asumsi itu diam-diam: penaltinya mendarat sebagai jitter dan bukan sebagai loss, sehingga pembacaan daya tetap tampak sehat.

Perbaikannya hampir tidak berbiaya: pada setiap link 400G/800G yang lebih pendek dari sekitar 20 m, cocokkan daya terima terhadap kolom overload, bukan sensitivitas. Jika berada dalam 2 dB dari plafon, pasang attenuator tetap. Lima dolar lawan satu perjalanan lapangan.

Telemetri DDM menyerahkan daya terima dan suhu casing setiap lima detik — pemeriksaan jadi sepele, asalkan dashboardnya juga memetakan garis overload.

Dua kolom memilih SKU: panjang gelombang dan suhu casing

Panjang gelombang dibaca sebagai warna. Itu sebuah jendela, dan lebarnya yang penting.

400GBASE-FR4 dan LR4 menjalankan empat lane CWDM pada grid 20 nm dari 1271 sampai 1331 nm, masing-masing boleh bergeser ±6,5 nm. 400GBASE-DR4 duduk di 1311 nm dengan jendela 13 nm, 1304,5 sampai 1317,5. Itulah sebabnya «1310 nm» bukan spesifikasi untuk merancang instalasi kabel: satu lane DR4 dan satu lane FR4 sama-sama "sekitar 1310" dan tidak saling bertukar di mux yang sama. Memesan berdasarkan deskripsi alih-alih rencana lane — begitulah sebuah ruas 2 km berakhir dengan empat modul yang semuanya menyala dan tidak satu pun meloloskan trafik.

Suhu casing adalah jebakan senyap yang lain. Jendela komersial berlaku 0–70 °C pada casing, bukan di lorong dingin, dan suhu casing jauh di atas udara masuk begitu chassis 1U memikul 32 cage. Varian extended-range mengklaim −40 sampai 85 °C; pertanyaan jujurnya adalah apakah angka-angka optik di sana angka yang sama atau satu set yang diturunkan, diukur di pojok-pojok rentangnya. Minta data pojok. Daya pancar identik sepanjang rentang 125 °C adalah klaim desain, bukan baris tabel.

Beginilah membaca kolom-kolom kami sendiri — 10G SFP+, 100G QSFP28, 400G QSFP-DD, 800G OSFP — sebagaimana seorang pembeli seharusnya membacanya.

Baris DR4 adalah keseluruhan artikel dalam satu baris. Menghasilkan sebuah angka bisa dilakukan siapa saja. Menghasilkan angka yang selamat dari pengurangan terhadap baris yang diukur dengan cara yang sama adalah disiplin yang lebih berat — dan itulah yang layak dipakai untuk menguji pemasok.

Tak satu pun dari ini sampai ke pesanan pembelian selama Anda tidak memintanya: nilai kasus terburuk yang dijamin di seluruh rentang suhu casing dan hingga akhir masa pakai, besaran di balik setiap angka sensitivitas, OMA dan TDECQ alih-alih daya rata-rata saja, ambang overload dan kerusakan, serta laporan uji batch alih-alih satu sampel emas. Pemasok yang menjawab kelima-duanya dalam satu dokumen sedang memberi tahu Anda sesuatu tentang lini produksinya, bukan tentang brosurnya — dan itulah hal terakhir yang masih layak dipelajari dari datasheet modul optik.

FAQ

Mengapa dua vendor menyebut sensitivitas receiver yang berbeda untuk 400G DR4 yang sama?

Karena setidaknya empat besaran disebut «sensitivitas»: daya terima rata-rata, OMA outer, sensitivitas stressed dengan penutupan mata, kadang-kadang juga nilai tipis pada suhu ruang. Dalam tabel standar, 400GBASE-DR4 meletakkannya di −5,9, −4,4 dan −1,9 dBm. Bandingkan hanya yang sejenis dengan yang sejenis.

Apakah sensitivitas yang kurang negatif berarti modul yang lebih buruk?

Tidak selalu — bisa jadi definisinya lebih ketat. Modul yang dikutip −3,9 dBm dalam kondisi stressed bisa mengalahkan yang dikutip −5,9 dBm tanpa kondisi. Angka itu hanya bisa dibandingkan dalam definisi yang sama dan target BER yang sama.

TDECQ berapa yang harus saya terima: plafon 3,4 dB atau lebih ketat?

3,4 dB adalah plafon kepatuhan bagi sebagian besar jangkauan 400G/800G, bukan target. Pembeli cloud besar menulis 1,4 dB dalam spesifikasi mereka sendiri dengan alasan: margin di pemancar adalah margin saat commissioning, ketika instalasi lebih kotor daripada gambarnya. Untuk port AI fabric yang tidak boleh flap, 2 dB atau lebih baik adalah permintaan yang wajar.

Link 400G saya menunjukkan +2 dBm daya terima dan tetap mencatat kesalahan. Bagaimana bisa?

Kemungkinan besar dekat plafon overload, bukan sensitivitas. Pada 400G, +2 dBm bisa berada dalam 2 dB dari batas +4 dBm, dan konektor bermasalah menambah jitter yang tidak pernah muncul sebagai loss. Periksa overload, reflektansi dan kondisi end-face sebelum menukar modul.

Bolehkah saya memakai CWDM4 di tempat yang desainnya menulis 1310 nm?

Hanya jika rencana lane-nya cocok. CWDM4 dan LR4 memancarkan empat lane antara 1271 dan 1331 nm; DR4 memancarkan satu lane pada 1304,5–1317,5 nm. Itu dua antarmuka optik berbeda yang sama-sama dideskripsikan sebagai "sekitar 1310 nm" — dicampur melintasi mux atau breakout, keduanya menghasilkan link yang menyala dan gagal.

Angka apa yang harus saya tuntut dalam RFQ agar pemasok bisa dibandingkan secara adil?

Daya pancar kasus terburuk dalam OMA dengan batas TDECQ yang dinyatakan, sensitivitas dalam besaran yang sama pada 2,4 × 10⁻⁴, sensitivitas stressed, ambang overload dan kerusakan, jendela panjang gelombang per lane, rentang suhu casing — plus distribusi TDECQ per batch. Dengan tujuh sel itu Anda bisa menghitung ulang budget pemasok mana pun sendiri — yang juga cara tercepat menemukan tabel yang tidak cocok.