Die werkingsbeginsel van die optiese module

As 'n belangrike deel van optiese veselkommunikasie, is optiese modules optiese toestelle wat die funksies van foto-elektriese omskakeling en elektro-optiese omskakeling in die proses van optiese seinoordrag besef.
Die optiese module werk by die fisiese laag van die OSI-model en is een van die kernkomponente in die optiese veselkommunikasiestelsel.Dit is hoofsaaklik saamgestel uit opto-elektroniese toestelle (optiese senders, optiese ontvangers), funksionele stroombane en optiese koppelvlakke.Die hooffunksie daarvan is om die foto-elektriese omskakeling en elektro-optiese omskakelingsfunksies in optiese veselkommunikasie te realiseer.Die werkingsbeginsel van die optiese module word in die werkingsbeginseldiagram van die optiese module getoon.

Die stuurkoppelvlak voer 'n elektriese sein met 'n sekere kodetempo in, en nadat dit deur die interne drywerskyfie verwerk is, word die gemoduleerde optiese sein van die ooreenstemmende tempo deur die dryfhalfgeleierlaser (LD) of liguitstralende diode (LED) uitgestuur.Na transmissie deur die optiese vesel, stuur die ontvangskoppelvlak die optiese sein Dit word omgeskakel in 'n elektriese sein deur 'n fotodetektordiode, en 'n elektriese sein van 'n ooreenstemmende kodetempo word uitgevoer nadat dit deur 'n voorversterker gegaan het.
Wat is die sleutelprestasie-aanwysers van die optiese module
Hoe om die prestasie-indeks van die optiese module te meet?Ons kan die prestasie-aanwysers van optiese modules uit die volgende aspekte verstaan.
Sender van optiese module
Gemiddelde optiese oordragkrag
Die gemiddelde oorgedra optiese drywing verwys na die optiese kraguitset deur die ligbron aan die uitsaaikant van die optiese module onder normale werksomstandighede, wat verstaan ​​kan word as die intensiteit van lig.Die optiese drywing wat oorgedra word, hou verband met die proporsie van "1" in die gestuurde datasein.Hoe meer “1″, hoe groter is die optiese krag.Wanneer die sender 'n pseudo-ewekansige volgordesein stuur, verteenwoordig "1" en "0" ongeveer die helfte elk.Op hierdie tydstip is die drywing wat deur die toets verkry word die gemiddelde oorgedra optiese drywing, en die eenheid is W of mW of dBm.Onder hulle is W of mW 'n lineêre eenheid, en dBm is 'n logaritmiese eenheid.In kommunikasie gebruik ons ​​gewoonlik dBm om optiese krag voor te stel.
Uitsterwingsverhouding
Die uitwissingsverhouding verwys na die minimum waarde van die verhouding van die gemiddelde optiese drywing van die laser wanneer alle “1″-kodes uitgestraal word tot die gemiddelde optiese drywing wat uitgestraal word wanneer alle “0″-kodes onder volle modulasietoestande uitgestraal word, en die eenheid is dB .Soos getoon in Figuur 1-3, wanneer ons 'n elektriese sein in 'n optiese sein omskakel, skakel die laser in die oordragdeel van die optiese module dit om in 'n optiese sein volgens die kodetempo van die elektriese insetsein.Die gemiddelde optiese drywing wanneer alle “1″-kodes die gemiddelde krag van die laseruitstralende lig verteenwoordig, die gemiddelde optiese drywing wanneer alle “0″-kodes die gemiddelde krag van die laser verteenwoordig wat nie lig uitstraal nie, en die uitdowingsverhouding verteenwoordig die vermoë om tussen 0 en 1 seine te onderskei, dus kan Uitwissingsverhouding as 'n maatstaf van laserbedryfsdoeltreffendheid beskou word.Tipiese minimum waardes vir die uitwissingsverhouding wissel van 8.2dB tot 10dB.
Die middelgolflengte van die optiese sein
In die emissiespektrum, die golflengte wat ooreenstem met die middelpunt van die lynsegment wat die 50℅ maksimum amplitudewaardes verbind.Verskillende tipes lasers of twee lasers van dieselfde tipe sal verskillende middelgolflengtes hê as gevolg van proses, produksie en ander redes.Selfs dieselfde laser kan verskillende middelgolflengtes onder verskillende toestande hê.Oor die algemeen voorsien vervaardigers van optiese toestelle en optiese modules gebruikers van 'n parameter, dit wil sê die middelgolflengte (soos 850nm), en hierdie parameter is oor die algemeen 'n reeks.Tans is daar hoofsaaklik drie sentrale golflengtes van algemeen gebruikte optiese modules: 850nm-band, 1310nm-band en 1550nm-band.
Hoekom word dit in hierdie drie bande gedefinieer?Dit hou verband met die verlies van die optiese vesel transmissiemedium van die optiese sein.Deur deurlopende navorsing en eksperimente word gevind dat die veselverlies gewoonlik afneem met die lengte van die golflengte.Die verlies by 850nm is minder, en die verlies by 900 ~ 1300nm word hoër;terwyl dit by 1310nm laer word, en die verlies by 1550nm is die laagste, en die verlies bo 1650nm is geneig om te verhoog.So 850nm is die sogenaamde kort golflengte venster, en 1310nm en 1550nm is lang golflengte vensters.
Ontvanger van optiese module
Oorlaai optiese krag
Ook bekend as versadigde optiese krag, verwys dit na die maksimum inset gemiddelde optiese krag wat die ontvangende eindkomponente kan ontvang onder 'n sekere bitfoutkoers (BER=10-12) toestand van die optiese module.Die eenheid is dBm.
Daar moet kennis geneem word dat die fotodetektor fotostroomversadigingsverskynsel sal verskyn onder sterk ligbestraling.Wanneer hierdie verskynsel voorkom, het die detektor 'n sekere tydperk nodig om te herstel.Op hierdie tydstip neem die ontvangsensitiwiteit af, en die ontvangde sein kan verkeerd beoordeel word.kodefoute veroorsaak.Om dit eenvoudig te stel, as die optiese insetkrag hierdie optiese krag oorskry, kan dit skade aan die toerusting veroorsaak.Probeer om sterk ligblootstelling tydens gebruik en werking te vermy om te verhoed dat die optiese krag oorskry word.
Ontvanger sensitiwiteit
Ontvangsensitiwiteit verwys na die minimum gemiddelde optiese insetkrag wat die ontvangende eindkomponente kan ontvang onder die voorwaarde van 'n sekere bisfoutkoers (BER=10-12) van die optiese module.As die optiese krag uitstuur na die ligintensiteit aan die stuurkant verwys, dan verwys die ontvangsensitiwiteit na die ligintensiteit wat deur die optiese module opgespoor kan word.Die eenheid is dBm.
Oor die algemeen, hoe hoër die koers, hoe slegter die ontvangsensitiwiteit, dit wil sê hoe groter die minimum ontvangde optiese krag, hoe hoër is die vereistes vir die ontvangende eindkomponente van die optiese module.
Optiese krag ontvang
Die ontvangde optiese drywing verwys na die gemiddelde optiese drywingsreeks wat die ontvangende eindkomponente kan ontvang onder die voorwaarde van 'n sekere bisfoutkoers (BER=10-12) van die optiese module.Die eenheid is dBm.Die boonste limiet van die ontvangde optiese krag is die oorlading optiese krag, en die onderste limiet is die maksimum waarde van die ontvangs sensitiwiteit.
Oor die algemeen, wanneer die ontvangde optiese krag laer is as die ontvangsensitiwiteit, kan die sein nie normaal ontvang word nie omdat die optiese krag te swak is.Wanneer die ontvangde optiese drywing groter is as die oorlading optiese drywing, word seine dalk nie normaal ontvang nie as gevolg van bisfoute.
Omvattende prestasie-indeks
koppelvlak spoed
Die maksimum elektriese seintempo van foutvrye transmissie wat optiese toestelle kan dra, bepaal die Ethernet-standaard: 125Mbit/s, 1.25Gbit/s, 10.3125Gbit/s, 41.25Gbit/s.
Transmissie afstand
Die transmissieafstand van optiese modules word hoofsaaklik beperk deur verlies en verspreiding.Verlies is die verlies aan ligenergie as gevolg van die absorpsie, verstrooiing en lekkasie van die medium wanneer lig in die optiese vesel oorgedra word.Hierdie deel van die energie word teen 'n sekere tempo versprei soos die transmissieafstand toeneem.Dispersie is hoofsaaklik te wyte aan die feit dat elektromagnetiese golwe van verskillende golflengtes teen verskillende spoed in dieselfde medium voortplant, wat daartoe lei dat verskillende golflengtekomponente van die optiese sein op verskillende tye by die ontvangkant aankom as gevolg van die ophoping van transmissieafstande, wat tot puls lei. verbreding, wat dit onmoontlik maak om seinwaarde te onderskei.
In terme van die beperkte verspreiding van die optiese module, is die beperkte afstand baie groter as die beperkte afstand van die verlies, dus kan dit geïgnoreer word.Die verlieslimiet kan volgens die formule beraam word: verlies beperkte afstand = (oorgedra optiese krag – ontvangs sensitiwiteit) / vesel verswakking.Die verswakking van die optiese vesel is sterk verwant aan die werklike geselekteerde optiese vesel.