Optik modulun iş prinsipi

Fiber optik rabitənin mühüm hissəsi kimi optik modullar optik siqnalın ötürülməsi prosesində fotoelektrik çevrilmə və elektro-optik konversiya funksiyalarını həyata keçirən optoelektronik cihazlardır.
Optik modul OSI modelinin fiziki qatında işləyir və fiber optik rabitə sistemindəki əsas komponentlərdən biridir.O, əsasən optoelektronik cihazlardan (optik ötürücülər, optik qəbuledicilər), funksional sxemlərdən və optik interfeyslərdən ibarətdir.Onun əsas funksiyası optik lif rabitəsində fotoelektrik çevrilmə və elektro-optik çevrilmə funksiyalarını həyata keçirməkdir.Optik modulun iş prinsipi optik modulun iş prinsipi diaqramında göstərilmişdir.

Göndərmə interfeysi müəyyən bir kod dərəcəsi ilə elektrik siqnalını daxil edir və daxili sürücü çipi tərəfindən emal edildikdən sonra müvafiq sürətin modulyasiya edilmiş optik siqnalı sürücülük yarımkeçirici lazer (LD) və ya işıq yayan diod (LED) tərəfindən buraxılır.Optik lif vasitəsilə ötürüldükdən sonra qəbuledici interfeys optik siqnalı ötürür, fotodetektor diodu ilə elektrik siqnalına çevrilir və əvvəlcədən gücləndiricidən keçdikdən sonra müvafiq kod sürətinin elektrik siqnalı çıxarılır.
Optik modulun əsas performans göstəriciləri hansılardır
Optik modulun performans indeksini necə ölçmək olar?Optik modulların performans göstəricilərini aşağıdakı aspektlərdən başa düşə bilərik.
Optik modulun ötürücüsü
Orta ötürmə optik gücü
Orta ötürülən optik güc, işığın intensivliyi kimi başa düşülə bilən normal iş şəraitində optik modulun ötürücü ucunda işıq mənbəyi tərəfindən optik güc çıxışına aiddir.Ötürülmüş optik güc ötürülən məlumat siqnalındakı “1″ nisbəti ilə bağlıdır.“1” nə qədər çox olarsa, optik güc də bir o qədər böyük olar.Ötürücü psevdo-təsadüfi ardıcıllıq siqnalı göndərdikdə, “1″ və “0” təxminən hər birinin yarısını təşkil edir.Bu zaman test nəticəsində əldə edilən güc orta ötürülən optik gücdür və vahid W və ya mW və ya dBm-dir.Onların arasında W və ya mW xətti vahid, dBm isə loqarifmik vahiddir.Rabitə zamanı biz adətən optik gücü təmsil etmək üçün dBm-dən istifadə edirik.
Sönmə nisbəti
Sönmə əmsalı, bütün "1" kodlarının buraxılması zamanı lazerin orta optik gücünün, bütün "0" kodlarının tam modulyasiya şəraitində buraxıldığı zaman buraxılan orta optik gücə nisbətinin minimum dəyərinə aiddir və vahid dB-dir. .Şəkil 1-3-də göstərildiyi kimi, elektrik siqnalını optik siqnala çevirdiyimiz zaman, optik modulun ötürücü hissəsindəki lazer onu giriş elektrik siqnalının kod sürətinə uyğun olaraq optik siqnala çevirir.Bütün “1″ kodları lazer yayan işığın orta gücünü təmsil etdikdə orta optik güc, bütün “0” kodları işıq yaymayan lazerin orta gücünü təmsil etdikdə orta optik güc, sönmə nisbəti isə qabiliyyəti təmsil edir. 0 və 1 siqnalları ayırd etmək üçün Söndürmə nisbəti lazer əməliyyat səmərəliliyinin ölçüsü kimi qəbul edilə bilər.Sönmə nisbəti üçün tipik minimum dəyərlər 8.2dB ilə 10dB arasında dəyişir.
Optik siqnalın mərkəzi dalğa uzunluğu
Emissiya spektrində 50℅ maksimum amplituda dəyərlərini birləşdirən xətt seqmentinin orta nöqtəsinə uyğun gələn dalğa uzunluğu.Fərqli lazer növləri və ya eyni tipli iki lazer proses, istehsal və digər səbəblərə görə fərqli mərkəz dalğa uzunluqlarına malik olacaq.Hətta eyni lazer müxtəlif şəraitdə fərqli mərkəz dalğa uzunluqlarına malik ola bilər.Ümumiyyətlə, optik cihazların və optik modulların istehsalçıları istifadəçilərə bir parametr, yəni mərkəzi dalğa uzunluğu (məsələn, 850nm) təqdim edirlər və bu parametr ümumiyyətlə diapazondur.Hal-hazırda, geniş istifadə olunan optik modulların əsasən üç mərkəzi dalğa uzunluğu var: 850nm band, 1310nm band və 1550nm band.
Niyə bu üç bantda müəyyən edilmişdir?Bu, optik siqnalın optik lif ötürücü mühitinin itirilməsi ilə əlaqədardır.Davamlı tədqiqatlar və təcrübələr nəticəsində məlum olur ki, lif itkisi adətən dalğa uzunluğunun uzunluğu ilə azalır.850nm-də itki azdır və 900 ~ 1300nm-də itki daha yüksək olur;1310nm-də isə aşağı olur və 1550nm-də itki ən aşağı olur və 1650nm-dən yuxarı itki artmağa meyllidir.Beləliklə, 850nm qısa dalğa uzunluğu pəncərəsi, 1310nm və 1550nm isə uzun dalğa uzunluğu pəncərələridir.
Optik modulun qəbuledicisi
Optik gücün həddən artıq yüklənməsi
Doymuş optik güc kimi də tanınır, bu, optik modulun müəyyən bit xətası dərəcəsi (BER=10-12) şəraitində qəbuledici son komponentlərin ala biləcəyi maksimum giriş orta optik gücünə aiddir.Vahid dBm-dir.
Qeyd etmək lazımdır ki, fotodetektor güclü işıq şüalanması altında foto cərəyanla doyma fenomeni kimi görünəcəkdir.Bu fenomen baş verdikdə, detektorun bərpası üçün müəyyən bir müddət lazımdır.Bu zaman qəbuledici həssaslıq azalır və qəbul edilən siqnal yanlış qiymətləndirilə bilər.kod xətalarına səbəb olur.Sadə dillə desək, giriş optik gücü bu həddən artıq yüklənmə optik gücünü üstələyirsə, bu, avadanlıqların zədələnməsinə səbəb ola bilər.İstifadə və istismar zamanı həddindən artıq yüklənmənin optik gücünün qarşısını almaq üçün güclü işığa məruz qalmamağa çalışın.
Qəbuledicinin həssaslığı
Qəbul həssaslığı optik modulun müəyyən bit xətası dərəcəsi (BER=10-12) şəraitində qəbuledici son komponentlərin qəbul edə biləcəyi minimum orta giriş optik gücünə aiddir.Əgər ötürmə optik gücü göndərmə ucundakı işığın intensivliyinə aiddirsə, qəbulun həssaslığı optik modul tərəfindən aşkarlana bilən işıq intensivliyinə aiddir.Vahid dBm-dir.
Ümumiyyətlə, sürət nə qədər yüksək olarsa, qəbuledici həssaslıq bir o qədər pis olar, yəni minimum alınan optik güc nə qədər çox olarsa, optik modulun qəbuledici son komponentlərinə olan tələblər bir o qədər yüksəkdir.
Alınan optik güc
Alınan optik güc, optik modulun müəyyən bit xətası dərəcəsi (BER=10-12) şəraitində qəbuledici son komponentlərin ala biləcəyi orta optik güc diapazonuna aiddir.Vahid dBm-dir.Alınan optik gücün yuxarı həddi həddindən artıq yüklənmə optik gücü, aşağı həddi isə qəbuledici həssaslığın maksimum dəyəridir.
Ümumiyyətlə, qəbul edilən optik güc qəbuledici həssaslıqdan aşağı olduqda, optik güc çox zəif olduğu üçün siqnal normal qəbul olunmaya bilər.Qəbul edilmiş optik güc həddindən artıq yüklənmiş optik gücdən çox olduqda, bit xətaları səbəbindən siqnallar normal qəbul olunmaya bilər.
Hərtərəfli performans indeksi
interfeys sürəti
Optik cihazların daşıya biləcəyi xətasız ötürülmənin maksimum elektrik siqnalı sürəti, Ethernet standartı nəzərdə tutur: 125Mbit/s, 1.25Gbit/s, 10.3125Gbit/s, 41.25Gbit/s.
Transmissiya məsafəsi
Optik modulların ötürmə məsafəsi əsasən itki və dispersiya ilə məhdudlaşır.İtki optik lifdə işığın ötürülməsi zamanı mühitin udulması, səpilməsi və sızması nəticəsində işıq enerjisinin itirilməsidir.Enerjinin bu hissəsi ötürmə məsafəsi artdıqca müəyyən bir sürətlə yayılır.Dispersiya, əsasən, müxtəlif dalğa uzunluqlu elektromaqnit dalğalarının eyni mühitdə müxtəlif sürətlə yayılması ilə əlaqədardır, nəticədə optik siqnalın müxtəlif dalğa uzunluğu komponentləri ötürmə məsafələrinin yığılması nəticəsində müxtəlif vaxtlarda qəbuledici ucuna çatır və nəticədə impuls yaranır. genişlənir, bu da siqnalların dəyərini ayırd etməyi qeyri-mümkün edir.
Optik modulun məhdud dispersiyası baxımından məhdud məsafə itkin məhdud məsafədən çox böyükdür, ona görə də nəzərə alına bilməz.İtki həddi düsturla təxmin edilə bilər: itki məhdud məsafə = (ötürülmüş optik güc - qəbuledici həssaslıq) / lifin zəifləməsi.Optik lifin zəifləməsi faktiki seçilmiş optik liflə güclü şəkildə bağlıdır.