光トランシーバーの中身

光トランシーバーは簡単に分解できます。もちろん、一度分解してしまうと製品保証範囲外になります。

上記写真はQSFP28 100G CWDM4の筐体を開けて、中の基盤を取り出したものです。左側の部分が送信のレーザーでこの製品の場合はTOSAと呼ばれるモジュール化された部品が基板に取り付けられています。

TOSAの蓋は分解されており、送信レーザーが四つ並んでいるのが確認できます。本来はこのレーザー部分の左側に一本のファイバーに合波するMUXがあるのですが写真ではその部品は取れてしまっています。

右下にあるのは受信を行う光モジュールでROSAと呼ばれるものです。

このように、光トランシーバーは

1. ケース
2. TOSA(Transmitter Optical SubAssembly)
3. ROSA(Receiver Optical SubAssembly)
4. 制御基板PCB

の四つの部分に大別できます。このどの部分が故障しているかまでは比較的早期に判断できます。問題はその先です。

故障解析を行う場合は、TOSAの部分だけを交換して制御部が悪いのかどうかを確認したり、TOSAを分解してレーザー素子個別の測定を行ったりします。ROSAを分解することはあまりありません、受信側に障害がある場合はROSAの手前の光配線区間の障害が大半です。

光関連の部品の固定には紫外線硬化樹脂が良く使われます。これが故障の原因になることは多くあります。上記写真でも樹脂が盛り上がっている箇所が何箇所が確認できます。光学系の故障は部品の固定精度等に起因する場合は分解作業によって位置がずれて再現しない事も多く、振動試験を行ったりするのですが原因の特定に時間を要する事が多いです。

レーザーの素子そのものは極めて微細な部品で、単体で取り出して通電試験を行うことは不可能です。組み込まれた光学系の部品等と合わせたユニットとしての試験を行います。

素子として取り出して、顕微鏡写真等で皮膜の破壊等の外観検査を行う事がありますが。外観の異常とレーザー発光の異常の因果関係を明確に説明することは難しく、正常とは異なる外観が確認できたので、それが原因と思われる推測にとどまります。

光トランシーバーは機能的には単純で、使用されている部品もそれほど多くありませんが。故障が起きた時には部品の素子単位での解析が必要か事が多く数ヶ月に及ぶ時間がかかる事もあります。