Temperatura e tensão de alimentação

Temperatura e Vcc são os dois monitores de DDM que as pessoas pulam — até que um módulo que “estava bem” passe a oscilar toda tarde, ou um lote morra um ano antes do previsto. A temperatura impulsiona o envelhecimento do laser, o comprimento de onda, a polarização e a sensibilidade do receptor; a tensão decide se a eletrônica do módulo funciona ou não. Esta página explica o que os dois números significam, o que os muda, o que eles mudam por sua vez, e o que fazer com eles.

Temperatura

O que é medido

O sensor fica na placa de circuito impresso do módulo ou dentro do controlador — não no die do laser. Ele lê alguns graus acima do case e bem abaixo da junção do laser. As classificações de temperatura de case nas folhas de dados referem-se ao invólucro; o valor do DDM o acompanha com um offset.

Classe	Temperatura de case	Onde
Comercial (C-temp)	0 … +70 °C	a maioria das ópticas de data center e corporativas
Estendida (E-temp)	−5 … +70 ou −10 … +80 °C	muitos módulos de longo alcance e PON
Industrial (I-temp)	−40 … +85 °C	externa, estações de celular, switches industriais

Leituras típicas: 20–35 °C na bancada, 25–55 °C em um switch povoado, 60–70 °C em um painel frontal de 1U denso com fluxo de ar ruim ou com um vizinho de cobre 10GBASE-T.

O que a temperatura muda

Efeito	Magnitude	Consequência
Comprimento de onda do laser	DFB ≈ 0,08–0,1 nm/°C; VCSEL ≈ 0,06 nm/°C; FP ≈ 0,3–0,5 nm/°C com saltos de modo	o CWDM (grade de 20 nm, filtro ±6,5 nm) tolera um DFB não resfriado entre 0–70 °C; o DWDM (grade de 0,8 nm) não tolera — daí os lasers resfriados a TEC (Bandas de comprimento de onda)
Corrente de limiar e de polarização	≈ +1 %/°C para DFB	o APC eleva a polarização; veja Polarização de Tx e envelhecimento do laser
Potência de saída em corrente fixa	cai com a temperatura	oculta pelo APC até o limite do driver
Sensibilidade do receptor	degrada 0,5–1 dB de 25 °C a 70 °C; o ganho do APD depende fortemente da temperatura (compensado internamente)	enlaces marginais falham em dias quentes
Vida útil do laser	aproximadamente reduz à metade a cada +10 °C (Arrhenius)	um módulo a 65 °C envelhece cerca de quatro vezes mais rápido que um a 45 °C
Precisão do DDM	a calibração se mantém dentro da especificação ao longo da faixa de operação; fora dela, as leituras derivam	confie menos perto dos limites
Comportamento do módulo no alarme alto	sinaliza e depois depende do fabricante: throttling, Tx squelch, ou nada; hosts podem desativar a porta	Energia e térmico

De onde vem o calor

A própria dissipação do módulo: 0,8 W (SFP+ SR) a 15–20 W (800G, ZR coerente).
Vizinhos em um painel frontal denso — a gaiola mais quente costuma ser a do meio.
Incompatibilidade de direção do fluxo de ar (chassi frente-para-trás com módulos traseiro-para-frente), filtros bloqueados, painéis cegos ausentes e gaiolas vazias sem tampas antipoeira.
SFP+ de cobre (10GBASE-T) a 2,5–4 W em uma gaiola projetada para 1,5 W aquece a si mesmo e aos dois vizinhos.
Invólucro: um stick PON dentro de um roteador doméstico ou um módulo em uma caixa externa selada opera 15–25 °C acima do ambiente.

Limiares

Limiares de fábrica típicos para um módulo comercial: alarme alto 75–80 °C, aviso alto 70 °C, aviso baixo −5 … 0 °C, alarme baixo −10 … −5 °C. Um módulo que vive a 68 °C não está “bem porque não há alarme” — ele está na borda da sua classificação, com a vida útil reduzida a um quarto (Limiares e alarmes).

Lasers resfriados: temperatura do laser e corrente do TEC

Módulos DWDM, muitos ER/ZR e 100G LR4 carregam um resfriador termoelétrico. Dois monitores opcionais o descrevem: temperatura do laser (o set point, tipicamente 25–45 °C, mantido a ±0,1–0,5 °C) e corrente do TEC (com sinal: positivo = resfriando, negativo = aquecendo, em percentual do máximo ou em mA). Um TEC perto de 100 % significa que o módulo está lutando contra seu ambiente e o comprimento de onda está prestes a sair do filtro; uma temperatura de laser que não mantém mais o set point significa que o TEC falhou (Transceptores sintonizáveis).

Tensão de alimentação

O que é medido

A Vcc é medida dentro do módulo, depois do conector, do limitador de corrente de partida e do filtro — tipicamente 50–150 mV abaixo do trilho do host. Especificação: 3,3 V ± 5 % (3,135–3,465 V). Limiares típicos: alarme baixo 2,9–3,0 V, aviso baixo 3,1 V, aviso alto 3,5 V, alarme alto 3,6 V.

O que a tensão diz a você

Leitura	Significado
3,20–3,40 V, estável	normal
3,10–3,20 V	o trilho do host está fraco ou a porta está carregada (módulo de alta potência, muitos vizinhos); observe sob tráfego total
< 3,1 V ou caindo sob carga	subtensão: reinicializações, rajadas de LOS, falha de Tx, ciclos de “módulo não detectado”; um problema de energia do host, não da óptica
> 3,47 V	falha do regulador do host; pode encurtar a vida do módulo
0,00 V ou 6,55 V	erro de calibração ou de leitura, não física (Precisão e limites)
Vários módulos em uma mesma placa, todos baixos	o trilho de 3,3 V da placa ou seu conector; comum após adicionar módulos de alta potência a uma placa de linha antiga

A Vcc raramente explica uma degradação lenta, mas costuma explicar falhas intermitentes que acompanham a carga de tráfego ou a inserção de módulos em outro ponto da mesma placa. Também é a primeira coisa a verificar na bancada quando um módulo está “morto”: um programador ou soquete incapaz de fornecer a classe de potência do módulo mostra isso como Vcc baixa ou como um módulo que reinicia durante as leituras (Erros de leitura e gravação de EEPROM).

Lista de verificação

Leia a temperatura e a Vcc junto com os valores ópticos; registre-os.
Compare a temperatura com os módulos vizinhos — um módulo quente em uma fileira fria é um problema próprio (classe de alta potência, falha); uma fileira quente é fluxo de ar.
Correlacione as oscilações com a hora do dia e com as tendências de temperatura.
Em módulos resfriados, observe a corrente do TEC e a temperatura do laser, não só a temperatura de case.
Correlacione as quedas de Vcc com picos de tráfego e com a inserção de outros módulos.
Mantenha os módulos abaixo de 60 °C sempre que possível — é a extensão de vida mais barata que existe.

No CodingBox

O DDM mostra a temperatura e a Vcc em relação aos próprios limiares do módulo e os registra; os monitores opcionais de temperatura do laser e de corrente do TEC aparecem para os módulos que os implementam. Os limiares são editáveis no EEPROM editor — apertar um aviso de temperatura para o nível que seu ambiente nunca deveria alcançar é um uso legítimo.

Classes comercial, estendida e industrial, pares de limiares típicos por classe e o que muda dentro do módulo ao longo da temperatura: Classes de temperatura.

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