أولاً ، المعرفة الأساسية للوحدة البصرية
1- تعريف الوحدة البصرية:
الوحدة الضوئية: أي وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية.
2- هيكل الوحدة الضوئية:
تتكون وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية من جهاز إلكتروني ضوئي ودائرة وظيفية وواجهة ضوئية ، ويشتمل الجهاز الإلكتروني البصري على جزأين: الإرسال والاستقبال.
الجزء المرسل هو: تتم معالجة إشارة كهربائية تدخل معدل كود معين بواسطة شريحة قيادة داخلية لقيادة ليزر أشباه الموصلات (LD) أو الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) لإصدار إشارة ضوئية معدلة بمعدل مماثل ، وضوء بصري يتم توفير دائرة التحكم الأوتوماتيكي في الطاقة داخليًا.تظل قوة الإشارة الضوئية الناتجة مستقرة.
الجزء المستقبِل هو: يتم تحويل وحدة إدخال الإشارة الضوئية بمعدل كود معين إلى إشارة كهربائية بواسطة الصمام الثنائي للكشف الضوئي.بعد المضخم ، يتم إخراج الإشارة الكهربائية لمعدل الشفرة المقابل ، وتكون إشارة الخرج عمومًا على مستوى PECL.في نفس الوقت ، يتم إخراج إشارة إنذار بعد أن تكون الطاقة الضوئية للإدخال أقل من قيمة معينة.
3. معلمات وأهمية الوحدة الضوئية
تحتوي الوحدات الضوئية على العديد من المعلمات التقنية الإلكترونية الضوئية المهمة.ومع ذلك ، بالنسبة للوحدتين البصريتين القابلتين للتبديل السريع ، GBIC و SFP ، فإن المعلمات الثلاثة التالية هي الأكثر أهمية عند الاختيار:
الطول الموجي المركز
بالنانومتر (نانومتر) ، يوجد حاليًا ثلاثة أنواع رئيسية:
850 نانومتر (مم ، متعدد الأوضاع ، تكلفة منخفضة ولكن مسافة نقل قصيرة ، بشكل عام 500 متر فقط) ؛1310 نانومتر (SM ، وضع فردي ، خسارة كبيرة أثناء الإرسال ولكن تشتت صغير ، يستخدم عمومًا للإرسال في غضون 40 كيلومترًا) ؛
1550 نانومتر (SM ، وضع فردي ، خسارة منخفضة أثناء الإرسال ولكن تشتت كبير ، يستخدم عمومًا للنقل لمسافات طويلة فوق 40 كيلومترًا ، ويمكنه نقل 120 كيلومترًا مباشرة بدون مرحل) ؛
معدل الإرسال
عدد وحدات البت (بت) البيانات المرسلة في الثانية ، بوحدة bps.
يوجد حاليًا أربعة أنواع شائعة الاستخدام: 155 ميجابت في الثانية و 1.25 جيجابت في الثانية و 2.5 جيجابت في الثانية و 10 جيجابت في الثانية وما شابه.معدل الإرسال متوافق بشكل عام مع الإصدارات السابقة.لذلك ، تسمى الوحدة الضوئية 155 ميجا أيضًا بالوحدة البصرية FE (100 ميجابت في الثانية) ، وتسمى الوحدة البصرية 1.25 جيجا أيضًا الوحدة البصرية GE (جيجابت).هذه هي الوحدة النمطية الأكثر استخدامًا في معدات النقل البصري.بالإضافة إلى ذلك ، يبلغ معدل نقلها في أنظمة تخزين الألياف (SAN) 2 جيجابت في الثانية و 4 جيجابت في الثانية و 8 جيجابت في الثانية.
مسافة الإرسال
لا يلزم نقل الإشارة الضوئية إلى مسافة يمكن إرسالها مباشرة ، بالكيلومترات (تسمى أيضًا بالكيلومترات ، كم).تتميز الوحدات الضوئية عمومًا بالمواصفات التالية: متعدد الأوضاع 550 مترًا ، الوضع الفردي 15 كيلومترًا ، 40 كيلومترًا ، 80 كيلومترًا ، 120 كيلومترًا ، وهكذا.
ثانياً ، المفهوم الأساسي للوحدات البصرية
1. فئة الليزر
الليزر هو المكون الأكثر مركزية في الوحدة الضوئية الذي يضخ التيار في مادة شبه موصلة ويصدر ضوء الليزر من خلال تذبذبات الفوتون ومكاسبه في التجويف.في الوقت الحاضر ، أكثر أنواع الليزر شيوعًا هي ليزر FP و DFB.الفرق هو أن مادة أشباه الموصلات وهيكل التجويف مختلفان.سعر ليزر DFB أغلى بكثير من ليزر FP. تستخدم الوحدات الضوئية مع مسافات نقل تصل إلى 40 كيلو متر بشكل عام ليزر FP.≥تستخدم 40 كيلومترًا بشكل عام ليزر DFB.
2-الطاقة الضوئية المرسلة وحساسية الاستقبال
تشير الطاقة الضوئية المرسلة إلى الطاقة الضوئية الناتجة لمصدر الضوء في نهاية الإرسال للوحدة الضوئية.تشير حساسية الاستقبال إلى الحد الأدنى من القدرة البصرية المستقبلة للوحدة الضوئية بمعدل معين ومعدل خطأ بتات معين.
وحدات هاتين المعلمتين هي dBm (بمعنى ديسيبل ملي واط ، لوغاريتم وحدة الطاقة mw ، صيغة الحساب 10lg ، 1 ميجا واط يتم تحويلها إلى 0dBm) ، والتي تستخدم بشكل أساسي لتحديد مسافة نقل المنتج ، أطوال موجية مختلفة ، سيكون معدل النقل وقوة الإرسال الضوئية للوحدة الضوئية وحساسية الاستقبال مختلفين ، طالما يمكن ضمان مسافة الإرسال.
3- الخسارة والتشتت
الفقد هو فقدان الطاقة الضوئية بسبب امتصاص وانتشار الوسط وتسرب الضوء عندما ينتقل الضوء في الألياف.يتبدد هذا الجزء من الطاقة بمعدل معين مع زيادة مسافة الإرسال ، وينتج التشتت بشكل أساسي عن السرعة غير المتكافئة للموجات الكهرومغناطيسية ذات الأطوال الموجية المختلفة المنتشرة في نفس الوسط ، مما يتسبب في وصول مكونات الطول الموجي المختلفة للإشارة الضوئية إلى نهاية الاستقبال في أوقات مختلفة بسبب تراكم مسافة الإرسال ، مما يؤدي إلى توسيع النبض وبالتالي عدم القدرة على تمييز الإشارات.القيمة.تؤثر هاتان المعلمتان بشكل أساسي على مسافة الإرسال للوحدة الضوئية.في عملية التطبيق الفعلية ، تحسب الوحدة الضوئية 1310 نانومتر بشكل عام خسارة الارتباط عند 0.35 ديسيبل / كم ، وتحسب الوحدة البصرية 1550 نانومتر بشكل عام خسارة الارتباط عند 20 ديسيبل / كم وتحسب قيمة التشتت.معقد للغاية ، بشكل عام للإشارة فقط.
4 عمر الوحدة البصرية
معايير دولية موحدة ، 50000 ساعة عمل متواصل ، 50000 ساعة (ما يعادل 5 سنوات).
الوحدات البصرية SFP هي جميع واجهات LC.الوحدات البصرية GBIC هي جميع واجهات SC.تشمل الواجهات الأخرى FC و ST.