W dziedzinie komunikacji, transmisja połączeń elektrycznych przewodów metalowych jest znacznie ograniczona ze względu na takie czynniki, jak zakłócenia elektromagnetyczne, przesłuch i straty między kodami oraz koszty okablowania.
W rezultacie narodziła się transmisja optyczna.Transmisja optyczna ma zalety dużej przepustowości, dużej pojemności, łatwej integracji, niskich strat, dobrej kompatybilności elektromagnetycznej, braku przesłuchów, niewielkiej wagi, małych rozmiarów itp., dzięki czemu wyjście optyczne jest szeroko stosowane w cyfrowej transmisji sygnału.
Podstawowa struktura modułu optycznego
Wśród nich moduł optyczny jest podstawowym urządzeniem w transmisji światłowodowej, a jego różne wskaźniki określają ogólną wydajność transmisji.Moduł optyczny jest nośnikiem używanym do transmisji między przełącznikiem a urządzeniem, a jego główną funkcją jest konwersja sygnału elektrycznego urządzenia na sygnał optyczny po stronie nadawczej.Podstawowa struktura składa się z dwóch części: „elementu emitującego światło i jego obwodu sterującego” oraz „elementu odbierającego światło i jego obwodu odbiorczego”.
Moduł optyczny zawiera dwa kanały, a mianowicie kanał nadawczy i kanał odbiorczy.
Skład i zasada działania kanału nadawczego
Kanał transmisyjny modułu optycznego składa się z interfejsu wejścia sygnału elektrycznego, obwodu napędu lasera, obwodu dopasowania impedancji i elementu laserowego TOSA.
Jego zasadą działania jest elektryczne wejście interfejsu kanału nadawczego, sprzężenie sygnału elektrycznego jest zakończone przez obwód interfejsu elektrycznego, a następnie obwód napędowy lasera w kanale nadawczym jest modulowany, a następnie część dopasowująca impedancję jest używana do impedancji dopasowanie, aby zakończyć modulację i napęd sygnału, a na koniec wysłać laserową (TOSA) konwersję elektrooptyczną na sygnał optyczny w celu optycznej transmisji sygnału.
Skład i zasada działania kanału odbiorczego
Kanał odbiorczy modułu optycznego składa się z detektora optycznego ROSA (złożonego z diody fotodetekcyjnej (PIN), wzmacniacza transimpedancyjnego (TIA)), obwodu dopasowania impedancji, obwodu wzmacniacza ograniczającego i obwodu interfejsu wyjścia sygnału elektrycznego.
Jego zasada działania polega na tym, że PIN przekształca zebrany sygnał optyczny na sygnał elektryczny w sposób proporcjonalny.TIA przekształca ten sygnał elektryczny w sygnał napięciowy i wzmacnia przetworzony sygnał napięciowy do wymaganej amplitudy i przesyła go do ogranicznika przez obwód dopasowania impedancji. Obwód wzmacniacza kończy ponowne wzmocnienie i zmianę kształtu sygnału, poprawiając stosunek do szumu, zmniejsza bitową stopę błędów, a na koniec obwód interfejsu elektrycznego uzupełnia sygnał wyjściowy.
Zastosowanie modułu optycznego
Jako podstawowe urządzenie do konwersji fotoelektrycznej w komunikacji optycznej, moduły optyczne są szeroko stosowane w centrach danych.Tradycyjne centra danych wykorzystują głównie moduły optyczne o niskiej prędkości 1G/10G, podczas gdy centra danych w chmurze wykorzystują głównie szybkie moduły 40G/100G.Nowe scenariusze aplikacji, takie jak wideo w wysokiej rozdzielczości, transmisje na żywo i VR, napędzające szybki wzrost globalnego ruchu sieciowego, w odpowiedzi na przyszłe trendy rozwojowe, pojawiające się wymagania aplikacji, takie jak przetwarzanie w chmurze, usługi Iaa S i big data stawiają wyższe wymagania na wewnętrzną transmisję danych w centrum danych, dzięki której w przyszłości powstaną moduły optyczne o wyższych szybkościach transmisji.
Ogólnie rzecz biorąc, przy wyborze modułów optycznych bierzemy pod uwagę głównie takie czynniki, jak scenariusze zastosowań, wymagania dotyczące szybkości transmisji danych, typy interfejsów i odległości transmisji optycznej (tryb światłowodu, wymagana moc optyczna, środkowa długość fali, typ lasera) i inne czynniki.