En los sistemas de comunicación por fibra óptica, los módulos ópticos de larga distancia, debido a su alta potencia de transmisión, son muy susceptibles a sufrir daños en los dispositivos receptores cuando se conectan directamente a fibras ópticas más cortas. Este artículo analiza los mecanismos de sobrecarga de potencia óptica, los escenarios típicos de daños y las medidas de protección, proporcionando referencias técnicas para la práctica de la ingeniería.

I . Mecanismo físico de la P óptica Sobrecarga de energía

La potencia óptica transmitida de larga distancia distancia La potencia óptica de los módulos ópticos (como las especificaciones de 40 km/80 km/120 km) suele ser superior a la de los módulos de corta distancia, alcanzando típicamente entre +2 dBm y +5 dBm. Cuando estos módulos se conectan directamente a fibras ópticas de corta distancia (como enlaces de menos de 10 km), la potencia óptica en el receptor puede superar con creces el límite de tolerancia del dispositivo debido a la atenuación insuficiente de la fibra (la fibra monomodo tiene un coeficiente de atenuación de tan solo 0,4 dB/km a una longitud de onda de 1310 nm).

Comparación de parámetros clave

Cuando un módulo de 40 km se conecta directamente a una fibra óptica de 2 km, la atenuación de la fibra es de tan solo 0,8 dB (2 km x 0,4 dB/km), y la potencia óptica en el extremo receptor puede alcanzar de +1,2 dBm a +4,2 dBm, superando con creces el umbral de sobrecarga de -8 dBm del conjunto receptor (ROSA). Esto provoca un aumento brusco de la fotocorriente, lo que provoca el sobrecalentamiento y la rotura de la unión PN, con el consiguiente daño permanente.

II . Análisis de escenarios típicos de daños

1. Desastre causado por pruebas de bucle invertido directo

A En el centro de datos, se realizó una conexión de bucle invertido sin insertar un atenuador, lo que resultó en una alta potencia óptica de +4 dBm en el extremo receptor. La prueba reveló: marcas de quemaduras negras en el componente ROSA; la corriente de recepción aumentó anormalmente a 500 mA (valor normal ≤100 mA); y el módulo IBias Si el valor del ADC permanece en 0, indica que el circuito de alimentación en el extremo de transmisión está dañado.

Análisis de causa raíz: La prueba de bucle invertido devuelve al receptor el 100 % de la potencia óptica transmitida, lo que genera un efecto de superposición que provoca la acumulación de potencia óptica. Si la potencia óptica transmitida del módulo es de +3 dBm, la potencia óptica real en el receptor tras el bucle invertido alcanza los +6 dBm, superando así el punto de sobrecarga ROSA de -8 dBm.

2. Corta distancia F iber Oh ptic METRO desconexión I incidente

Al desplegar una red de área metropolitana, un operador conectó por error un módulo de larga distancia de 80 km a un enlace de fibra óptica de 5 km. Tras tres horas de funcionamiento, El valor RSSI en el extremo receptor se mantuvo en 0, la temperatura de la carcasa del módulo aumentó a 65 °C (valor normal ≤45 °C) y la tasa de error de bits demodulados alcanzó 10⁻³ (valor normal ≤10⁻¹²).

Desmontaje revelado : Grietas en la superficie del chip ROSA y avería del condensador de filtro C12 (circuito de alimentación de referencia). El incidente provocó pérdidas económicas directas de 120.000 yuanes e interrumpió los servicios regionales durante cuatro horas.

III . Plan de Protección Sistémica

1. Control preciso del presupuesto de energía

Implementar un enfoque de tres pasos para la gestión de energía:

① Prueba de preconexión: Utilice un medidor de potencia óptica para medir la potencia óptica en el transmisor. Si supera el margen de +3 dB de la sensibilidad del receptor, active inmediatamente la solución de atenuación.

② Ajuste de atenuación dinámica:

Enlaces por debajo de 40 km: Insertar un atenuador fijo (como el tipo FC/PC de 5 dB)

Para enlaces de más de 40 km, utilice un atenuador óptico ajustable (EVOA) con un margen de ajuste de 3 dB.

③ Monitoreo en línea: Lea la información de diagnóstico del módulo en tiempo real a través del protocolo SNMP y active una alarma cuando la potencia óptica recibida sea mayor a -10dBm.

2. Especificaciones de implementación de ingeniería

Lista de prohibiciones de instalación:

① No conecte directamente las fibras ópticas sin probar la potencia óptica;

② No utilice conexión directa de fibra óptica para pruebas de bucle invertido;

③ No utilice módulos de larga distancia para enlaces inferiores a 10 km.

Recomendado Oh operando PAG procedimientos:

① Después de insertar el módulo en el dispositivo, lea la potencia óptica inicial utilizando el comando de interfaz de diagnóstico del transceptor de pantalla.

② Antes de conectar la fibra óptica, utilice el atenuador ajustable para ajustar la potencia óptica recibida al rango de -15 dBm a -20 dBm.

③ Realice pruebas de reducción de potencia óptica trimestralmente para garantizar un rendimiento estable del atenuador.

3. Criterios de selección de dispositivos

Matriz de selección de atenuadores

Se prefieren los atenuadores con interfaces MPO, ya que pueden reducir la pérdida de inserción en más de un 40 %. Para sistemas de 400 G, se recomiendan módulos de atenuación integrados para reducir el número de puntos de conexión de dispositivos discretos.

IV Respuesta de emergencia a accidentes

Cuando se produzca una sobrecarga de potencia óptica, realice inmediatamente las siguientes acciones:

1. Protección de apagado :Desconecte el módulo de la alimentación para evitar que siga sobrecalentándose.

2. Evaluación de daños :Inspeccione visualmente la cara final de ROSA para ver si hay ennegrecimiento; use un multímetro para medir la resistencia del pin VCC a tierra (valor normal > 10 kΩ); y lea el valor del registro DMI usando el software de depuración.

3. Acción graduada Sobrecarga leve (potencia óptica recibida < -5 dBm): Reemplace el atenuador y observe durante 24 horas. Sobrecarga severa (potencia óptica recibida > 0 dBm): Reemplace todo el módulo óptico.

La conexión directa de módulos ópticos de larga distancia a distancias cortas implica, en esencia, la pérdida de control sobre la gestión del presupuesto de potencia óptica. Mediante la implementación de un sistema de protección de tres niveles, que consiste en "pruebas previas, ajuste dinámico y monitorización continua", la tasa de daños en los componentes puede reducirse del 12 % (promedio del sector) a menos del 0,3 %. Se recomienda a los operadores que exijan explícitamente a los proveedores que proporcionen soluciones de protección de potencia óptica en los contratos de adquisición de equipos e incluyan esta cláusula como obligatoria durante la aceptación del proyecto.