|
|
Российский рынок широкополосного доступа, несмотря на кризис, продолжает активно расти. Всё большую долю в росте начинают занимать компании из регионов, в больших городах появляются крупные провайдеры ШПД по масштабу своей деятельности не уступающие компаниям из Петербурга и Москвы. Физической основой развития ШПД выступают волоконно-оптические сети. Во многих городах уже никого не удивишь наличием оптического волокна не только в зданиях, но и непосредственно в квартирах.
Для подключения активных сетевых устройств к оптической сети на скорости 1.25Gbps большинство провайдеров ШПД используют, так называемые, сменные интерфейсы, или трансиверы. Наиболее популярным форм-фактором или производственным стандартом трансиверов на сегодняшний день являются SFP модули (Small Form-factor Pluggable). Производственные стандарты трансиверов не являются чьей-либо собственностью, разрабатываются и внедряются в соответствии с международными соглашениями (MSA) и стандартами (ITU).
Некоторое время трансиверы поставлялись на российский рынок в составе активного оборудования различных вендоров. Цены на трансиверы тогда были (у ряда вендоров и остаются) крайне высокими. При этом большинство вендоров не обладают собственными мощностями для производства трансиверов и размещают их изготовление на производствах сторонних компаний. Одной из наиболее известных таких компаний является Finisar, заводы которой расположены в Юго-Восточной Азии.
Однако на протяжении нескольких лет в Россию осуществляются прямые поставки трансиверов непосредственно с заводов-изготовителей, также расположенных в Юго-Восточной Азии. Такие трансиверы стоят несколько дешевле трансиверов от вендоров при сохранении высоких стандартов качества.
Ориентировочно в середине 2009 года в России стала наблюдаться тенденция к значительному снижению цен на трансиверы, поставляемые напрямую. Полагаем, что в основе данной тенденции находится экономический кризис, который повлиял как на производителей (через снижение спроса со стороны американских компаний), так и на потребителей (через снижение общей платежеспособности в России при сохранении потребности активно развиваться). При этом на рынке продолжает сохраняться мнение, что все как работали с «Китаем», так и продолжат с ним работать, только по более низким ценам и что качество модулей, которые поставлялись на рынок год-два назад абсолютно сопоставимо качеству новых более дешевых аналогов.
Специалисты Prointech решили проверить – так ли это? Действительно ли модули, которые стоят дешевле ничуть не хуже модулей с более высокой ценой?
Для проведения сравнительного анализа мы посетили один из крупных заводов в КНР и совместно с инженерами завода провели ряд исследований и испытаний более десятка образцов SFP модулей различных производителей. В данной статье мы рассмотрим 2 образца, демонстрирующих технологические отличия модулей различного качества, и анализ глаз-диаграмм еще четырех образцов.
Сборка модулей, отвечающих высоким стандартам качества, происходит в следующем порядке:
К помещениям, в которых происходит сборка трансиверов, предъявляются очень жесткие требования – температура, влажность, минимальное содержание пыли, антистатическая защита… Невыполнение хотя бы одного из этих требований может отрицательно повлиять на качество выпускаемых изделий. В процессе производства трансиверы неоднократно проходят ряд проверок на дорогостоящем профессиональном оборудовании, например, в боксах температурного тестирования. При производстве трансиверов кустарным или «подвальным» способом, подобное профессиональное оборудование не используется, в таких условиях невозможно обеспечить точную калибровку модулей. Более того, при «подвальном» производстве требования к используемой элементной базе менее жесткие – это позволяет сократить затраты на производство. Требования к чистоте, влажности и т.д. в производственных помещениях также менее жесткие. Пыль, попавшая в припой при монтаже элементов на печатную плату, может увеличить сопротивление.
При исследовании образцов модулей, мы провели анализ качества сборки печатных плат, исследование глаз-диаграмм и тест в различных температурных условиях:
Образец 1
Образец 2
Образец 1
Образец 2
Функционально модули одинаковы (образец 1 и образец 2) - одноволоконные 1,25 Gpbs. Однако, разница в сборке есть - чем большее количество элементов находится на печатной плате(образец 1), тем ниже степень интеграции используемой элементной базы, с одной стороны, это позволяет значительно уменьшить затраты на производство модулей, с другой стороны, это существенно влияет на качество изделия и его надежность. Чем большее количество отдельных элементов содержит электрическая схема, тем выше вероятность выхода ее из строя.
Рассмотрим компоненты модулей более детально:
Пересечение элементов различных электрических цепей нежелательно, т.к. это может привести к появлению в них электромагнитных помех или наводок, в результате могут исказиться передаваемые данные. Такой вариант реализации схемы обусловлен использованием элементной базы с низкой степенью интеграции - данные цепи можно было изолировать друг от друга на разных слоях элементов одной микросхемы.
Краска может изменить величину сопротивления дорожек, что, в свою очередь может привести к искажению передаваемых данных и уменьшению скорости передачи данных.
Есть риск появления статического разряда, что может исказить передаваемые данные или вывести из строя устройство. Аналогичная ситуация возникает при недостаточной изоляции корпусов приемника и передатчика в 2-х волоконных модулях.
Есть вероятность возникновения короткого замыкания при физической установке модуля.
На противоположной стороне платы установлен модуль, выполненный по технологии Lightly Doped Drain, однако, вентиляционные отверстия в печатной плате не предусмотрены, что может привести к перегреву модуля, и, как следствие, изменению оптической мощности и увеличению энергопотребления, что, в свою очередь может привести к существенному сокращению времени жизни модуля. Также, при увеличении потребляемой мощности, порт активного устройства может отключиться.
Гибкий шлейф расположен слишком близко к модулю приемника, это может привести к возникновению короткого замыкания при увеличении влажности или температуры. Последствия — полный или частичный выход из строя приемной части модуля.
Образец 3
Длинные монтажные ножки. При высокой скорости передачи электрического сигнала приводят к увеличению сопротивления и появлению паразитной индуктивности, что негативно сказывается на скорости передачи сигнала. Также, при увеличении температуры могут механически деформироваться, что может привести к короткому замыканию.
После определенного числа установок модуля SFP в активное оборудование эти слои могут стереться, что может привести к изменению сопротивления между разными цепями электрической схемы, что, в свою очередь, может привести к частичному отказу или полному выходу из строя модуля.
Элементы, расположенные на краю платы, находятся слишком близко к корпусу модуля — возможно короткое замыкание на корпус.
В оптическом разъеме отсутствует фокусирующая втулка — появляется паразитное отражение сигнала в разъеме, увеличивается затухание.
Помимо анализа качества сборки, для определения возможностей модулей необходимо провести анализ оптических и электрических глаз-диаграмм:
Образец 1
У диаграммы хорошее раскрытие — т.н. Q-фактор, время нарастания и спада фронтов, джиттер не превышает заявленные производителем в технических характеристиках модуля, коэффициент подавления и чувствительность выше заявленного на 3 дБ.
Образец 2
Результат положительный, как и в предыдущем случае.
Образец 3
В этом случае Q-фактор заметно меньше, чем у исходного сигнала, увеличенные фронты и джиттер, однако модуль работоспособен, характеристики соответствуют заявленным, но не превосходят их. Неизвестно, как поведет себя этот модуль, если увеличится его температура.
Образец 4
Сразу бросается в глаза огромное значение джиттера, плохое раскрытие глаз-диаграммы, однако и данный модуль работоспособен, однако, в данном случае находится «на грани» своих возможностей, при этом не дотягивая до заявленных производителем технических характеристик.
Что произойдет в случае, если в процессе эксплуатации изменятся температурные условия? Модули были испытаны при температурах -40°С и +85°С, в реальных условиях наиболее вероятно последнее, но в климатических условиях России нельзя пренебрегать и первым:
Образец 1
Результат — модуль сохраняет работоспособность, характеристики превосходят заявленные.
Образец 2
Результат аналогичный.
Данный модуль гораздо более чувствителен к температуре, при большем нагреве, скорее всего, откажет.
Этот модуль еще более чувствителен к температуре, заметно снижается порог чувствительности, характеристики модуля не соответствуют заявленным.
Разница между хорошими и «так себе» модулями очевидна. Вопрос выбора тех или других зависит от предполагаемых условий эксплуатации и допустимой вероятности отказа модуля. Не всегда есть гарантии того, что в помещении, где установлено оборудование, не выйдет из строя система кондиционирования. А если активное оборудование установлено в контейнере на чердаке и не всегда есть возможность оперативно до него добраться? В оптические разъемы может набиться пыль, может увеличиться затухание в кабеле, в таких случаях именно этих нескольких дБ запаса может не хватить. Совсем неблагоприятная ситуация - от повышения температуры и энергопотребления модуля активное оборудование может отключить порт. С другой стороны, требования к модулям и последствия их отказа разные – например, модуль установлен в маршрутизатор магистральной сети или в концентратор домовой сети. В любом случае, и те, и другие модули пользуются спросом.
 |
|
|