Een diepere duik in fiber optische netwerkverbindingen

Een tijdje terug hebben we de eerste serie metingen gedaan aan een optische netwerkverbinding. Dit artikel vindt u hier. We hebben nu wat extra metingen gedaan. Niet dat we al klaar zijn, maar we willen wel deze serie met u delen. Er is namelijk wel een grappige ontdekking gedaan. 

In het eerste artikel hebben we al enigszins aangetoond dat een glasvezel verbinding niet immuun is voor ruis. In deze tweede serie metingen hebben we een soortgelijke opzet gebruikt, maar hebben we ook met 100 KHz en 1 MHz signalen gewerkt om te kijken wat er dan zichtbaar is.

Tevens hebben we geprobeerd met een current probe ruis in de kabels te injecteren én hebben we met twee fiber converters gewerkt om te kijken wat voedingen en modules doen als het gaat om ruis.

De setup is vrijwel gelijk. In deze setup hebben we twee opstellingen gemaakt. In beide opstellingen wordt het te testen apparaat compleet geïsoleerd met een netwerk CDN als een LISN (voor isolatie van voeding).

Setup-1

Dlink-1210MP-switch –> fiber naar Delock-converter –> CDN (ontkoppeling / ruismeting –> UTP-kabel naar externe switch voor netwerk-activiteit.

Setup-2

Dlink-1210MP-switch –> UTP naar Fiber converter (voor netwerk-activiteit) –> fiber naar Fiber converter –> CDN (ontkoppeling / ruismeting) –> UTP-kabel naar externe switch voor traffic emulatie.

We hebben ook nog een gesloten loop getest; dat lukt niet met de Delock-kit maar wel met de merkloze versie. Het maakte in metingen niet uit omdat de CDN en de LISN het te testen apparaat compleet isoleert.

Eerste serie: metingen tussen twee converters

In deze eerste serie metingen hebben we twee fiber converters aan elkaar verbonden om te kijken wat een voeding doet én of we ruis kunnen injecteren met een current probe. We gebruiken dan vooral een breedbandig ruissignaal (30 MHz).

Deze eerste serie is met een goedkope fiber converter gedaan met zowel de standaard voedingen, een Sbooster BOTW 5V op de ontvanger en een Sbooster BOTW op zowel zender als ontvanger.

Te zien is dat de ruis enorm daalt als we de voedingen vervangen. Maar grappig is dat de ruis niet helemaal weg is als we de Sbooster alleen aan de ‘ontvangende’ kant vervangen wordt (dit is de kant die we meten). Kortom: de ruis uit de vieze, schakelende voeding komt voor een deel mee via de glasvezelverbinding!

In de bovenste drie metingen hebben we een ‘loop’ gemaakt tussen de merkloze fiber converters. Dit om de Dlink als ‘bron’ even buiten te sluiten. Dit maakte uiteindelijk niets uit in de resultaten.

We hebben een baseline gemaakt en vervolgens via een current probe ruis in de utp-kabel geïnjecteerd aan de zenderkant en ontvangerskant. Aan de ontvangende kant zien we wél ruis terug, omdat deze kabel direct aan de CDN hangt. Echter als we aan de zendende kant injecteren zien we géén ruis terug. Dat is interessant en wat onverwacht.

Het zóu kunnen zijn dat de invloeden die we zien vooral door voeding komen. Als de ruis niet in de voeding terecht kan komen, zal dit geen (of minder) invloed kunnen hebben op de modulatiefouten die we aan de ontvangende kant terug meten. We gaan echter nog wat extra metingen doen om dit uit te sluiten.

Noise en 1 MHz injectie met de Dlink-switch

In deze test hebben we de Dlink-switch met FS-optische SFP module gekoppeld aan een Dlock fiber converter met ook een FS-SFP module. In eerste instantie doen we een baseline meting. Vervolgens voegen we 30 MHz ruis toe. En tenslotte injecteren we ook een 1 MHz sinus. In beide gevallen injecteren we dit in de Dlink-switch. We meten aan de kant van de Delock fiber-converter.

In geval van de breedbandige ruis, zien we simpelweg de ruisvloer wat omhoog gaan. Vooral differential mode ruis gaat omhoog. Dat hebben we eerder ook gezien en staat dus los van het merk of type converter. Al zitten daar ook subtiele verschillen in.

In geval van de 1 MHz sinus die we injecteren zien we deze prachtig terug in onze meting! Dat hadden we niet verwacht! Dit laat – wat ons betreft – prachtig zien dat ruis wel degelijk wordt mee-gemoduleerd en meelift over een glasvezelverbinding.

Check de video!

Conclusie

Kan ruis meeliften over een glasvezelverbinding? Ja… zeker wel. We zien zowel breedbandige ruis als de 1 MHz sinus gewoon op de scope terug. Wordt het gedempt? Ja… natuurlijk, maar het is niet weg, zoals velen zullen verwachten bij een optische ontkoppeling. Immers: elektrische ruis kan niet meeliften over een fiberlink. Echter kan ruis dus wél mee-gemoduleerd worden op het signaal…

To be continued!