ประการแรก ความรู้พื้นฐานของโมดูลออปติคัล
1. คำจำกัดความของโมดูลออปติคัล:
โมดูลออปติคัล: นั่นคือโมดูลตัวรับส่งสัญญาณแสง
2. โครงสร้างของโมดูลออปติคัล:
โมดูลตัวรับส่งสัญญาณแสงประกอบด้วยอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ วงจรการทำงานและอินเทอร์เฟซออปติคัล และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยสองส่วน: การส่งและรับ
ส่วนที่ส่งคือ: สัญญาณไฟฟ้าที่ป้อนอัตรารหัสบางอย่างจะถูกประมวลผลโดยชิปขับเคลื่อนภายในเพื่อขับเคลื่อนเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ (LD) หรือไดโอดเปล่งแสง (LED) เพื่อปล่อยสัญญาณไฟมอดูเลตในอัตราที่สอดคล้องกันและออปติคัล มีวงจรควบคุมกำลังไฟฟ้าอัตโนมัติอยู่ภายในกำลังสัญญาณออปติคัลเอาท์พุตยังคงมีเสถียรภาพ
ส่วนที่ได้รับคือ: โมดูลอินพุตสัญญาณออปติคัลของอัตรารหัสที่แน่นอนจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยไดโอดตรวจจับแสงหลังจากพรีแอมพลิฟายเออร์ สัญญาณไฟฟ้าของอัตรารหัสที่สอดคล้องกันคือเอาต์พุต และสัญญาณเอาต์พุตโดยทั่วไปจะเป็นระดับ PECLในเวลาเดียวกัน สัญญาณเตือนภัยจะส่งออกหลังจากพลังงานแสงอินพุตน้อยกว่าค่าที่กำหนด
3. พารามิเตอร์และความสำคัญของโมดูลออปติคัล
โมดูลออปติคัลมีพารามิเตอร์ทางเทคนิคออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญมากมายอย่างไรก็ตาม สำหรับโมดูลออปติคัลแบบ Hot-swappable สองตัว GBIC และ SFP พารามิเตอร์สามตัวต่อไปนี้มีความสำคัญมากที่สุดในการเลือก:
ความยาวคลื่นกลาง
ในนาโนเมตร (นาโนเมตร) ปัจจุบันมีสามประเภทหลัก:
850nm (MM, multimode, ต้นทุนต่ำ แต่ระยะการส่งข้อมูลสั้นโดยทั่วไปเพียง 500M);1310nm (SM, โหมดเดี่ยว, การสูญเสียมากระหว่างการส่ง แต่การกระจายขนาดเล็ก, โดยทั่วไปใช้สำหรับการส่งภายใน 40KM);
1550nm (SM, โหมดเดี่ยว, การสูญเสียต่ำระหว่างการส่ง แต่การกระจายขนาดใหญ่, โดยทั่วไปใช้สำหรับการส่งทางไกลที่สูงกว่า 40KM และสามารถส่งโดยตรง 120KM โดยไม่มีรีเลย์);
อัตราการส่งข้อมูล
จำนวนบิต (บิต) ของข้อมูลที่ส่งต่อวินาที หน่วยเป็น bps
ปัจจุบันมีสี่ประเภทที่ใช้กันทั่วไป: 155 Mbps, 1.25 Gbps, 2.5 Gbps, 10 Gbps และอื่นๆอัตราการส่งข้อมูลโดยทั่วไปจะเข้ากันได้แบบย้อนหลังดังนั้นโมดูลออปติคัล 155M จึงเรียกว่าโมดูลออปติคัล FE (100 Mbps) และโมดูลออปติคัล 1.25G จึงเรียกว่าโมดูลออปติคัล GE (Gigabit)นี่เป็นโมดูลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ส่งสัญญาณแสงนอกจากนี้ อัตราการส่งข้อมูลในระบบจัดเก็บข้อมูลแบบไฟเบอร์ (SAN) คือ 2Gbps, 4Gbps และ 8Gbps
ระยะการส่ง
สัญญาณออปติคัลไม่จำเป็นต้องส่งต่อไปยังระยะทางที่สามารถส่งโดยตรงในหน่วยกิโลเมตร (เรียกอีกอย่างว่ากิโลเมตร, กม.)โมดูลออปติคัลโดยทั่วไปมีข้อกำหนดดังต่อไปนี้: มัลติโหมด 550 ม. โหมดเดี่ยว 15 กม. 40 กม. 80 กม. และ 120 กม. เป็นต้น
ประการที่สอง แนวคิดพื้นฐานของโมดูลออปติคัล
1.หมวดเลเซอร์
เลเซอร์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของโมดูลออปติคัลที่ฉีดกระแสเข้าไปในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์และปล่อยแสงเลเซอร์ผ่านการสั่นของโฟตอนและเพิ่มเข้าไปในโพรงปัจจุบันเลเซอร์ที่ใช้กันมากที่สุดคือเลเซอร์ FP และ DFBความแตกต่างคือวัสดุเซมิคอนดักเตอร์และโครงสร้างโพรงต่างกันราคาของเลเซอร์ DFB นั้นแพงกว่าเลเซอร์ FP มาก โมดูลออปติคัลที่มีระยะการส่งสูงสุด 40 กม. โดยทั่วไปจะใช้เลเซอร์ FP โมดูลออปติคัลที่มีระยะการส่ง≥โดยทั่วไปแล้ว 40KM จะใช้เลเซอร์ DFB
2.ส่งพลังงานแสงและรับความไว
พลังงานแสงที่ส่งหมายถึงพลังงานแสงเอาต์พุตของแหล่งกำเนิดแสงที่ปลายส่งสัญญาณของโมดูลออปติคัลความไวในการรับหมายถึงกำลังรับแสงขั้นต่ำที่ได้รับของโมดูลออปติคัลในอัตราที่แน่นอนและอัตราข้อผิดพลาดบิต
หน่วยของพารามิเตอร์ทั้งสองนี้คือ dBm (หมายถึงเดซิเบลมิลลิวัตต์, ลอการิทึมของหน่วยกำลัง mw, สูตรการคำนวณคือ 10lg, 1mw จะถูกแปลงเป็น 0dBm) ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อกำหนดระยะการส่งของผลิตภัณฑ์, ความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน, อัตราการส่งข้อมูลและกำลังส่งและรับความไวแสงของโมดูลออปติคัลจะแตกต่างกัน ตราบใดที่ระยะการส่งข้อมูลสามารถมั่นใจได้
3.การสูญเสียและการกระจายตัว
การสูญเสียคือการสูญเสียพลังงานแสงเนื่องจากการดูดกลืนและการกระเจิงของตัวกลางและการรั่วไหลของแสงเมื่อแสงถูกส่งผ่านเข้าไปในเส้นใยพลังงานส่วนนี้กระจายไปในอัตราที่แน่นอนเมื่อระยะการส่งเพิ่มขึ้น การกระจายส่วนใหญ่เกิดจากความเร็วไม่เท่ากันของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นต่างกันซึ่งแพร่กระจายในตัวกลางเดียวกัน ซึ่งทำให้ส่วนประกอบความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของสัญญาณแสงไปถึง การรับปลายทางในเวลาที่ต่างกันอันเนื่องมาจากระยะการส่งสัญญาณสะสม ส่งผลให้พัลส์ขยายกว้างขึ้น และทำให้ไม่สามารถแยกแยะสัญญาณได้ค่า.พารามิเตอร์ทั้งสองนี้ส่งผลต่อระยะการส่งของโมดูลออปติคัลเป็นหลักในกระบวนการใช้งานจริง โมดูลออปติคัล 1310nm โดยทั่วไปจะคำนวณการสูญเสียลิงก์ที่ 0.35dBm/km และโมดูลออปติคัล 1550nm โดยทั่วไปจะคำนวณการสูญเสียลิงก์ที่ .20dBm/km และคำนวณค่าการกระจายซับซ้อนมาก โดยทั่วไปใช้สำหรับอ้างอิงเท่านั้น
4. อายุการใช้งานของโมดูลออปติคัล
มาตรฐานสากลแบบครบวงจร ทำงานต่อเนื่อง 50,000 ชั่วโมง 50,000 ชั่วโมง (เทียบเท่า 5 ปี)
โมดูลออปติคัล SFP เป็นอินเทอร์เฟซ LC ทั้งหมดโมดูลออปติคัล GBIC เป็นอินเทอร์เฟซ SC ทั้งหมดอินเทอร์เฟซอื่นๆ ได้แก่ FC และ ST