Som en vigtig del af optisk fiberkommunikation er optiske moduler optoelektroniske enheder, der realiserer funktionerne af fotoelektrisk konvertering og elektro-optisk konvertering i processen med optisk signaltransmission.
Det optiske modul fungerer på det fysiske lag af OSI-modellen og er en af kernekomponenterne i det optiske fiberkommunikationssystem.Det er hovedsageligt sammensat af optoelektroniske enheder (optiske sendere, optiske modtagere), funktionelle kredsløb og optiske grænseflader.Dens hovedfunktion er at realisere de fotoelektriske konverterings- og elektro-optiske konverteringsfunktioner i optisk fiberkommunikation.Arbejdsprincippet for det optiske modul er vist i arbejdsprincipdiagrammet for det optiske modul.
Afsendergrænsefladen indlæser et elektrisk signal med en bestemt kodehastighed, og efter at være blevet behandlet af den interne driverchip, udsendes det modulerede optiske signal med den tilsvarende hastighed af den drivende halvlederlaser (LD) eller lysdiode (LED).Efter transmission gennem den optiske fiber transmitterer modtagergrænsefladen det optiske signal. Det konverteres til et elektrisk signal af en fotodetektordiode, og et elektrisk signal med en tilsvarende kodehastighed udsendes efter passage gennem en forforstærker.
Hvad er de vigtigste præstationsindikatorer for det optiske modul
Hvordan måler man ydeevneindekset for det optiske modul?Vi kan forstå ydeevneindikatorerne for optiske moduler ud fra følgende aspekter.
Sender af optisk modul
Gennemsnitlig optisk transmissionseffekt
Den gennemsnitlige transmitterede optiske effekt refererer til den optiske effekt fra lyskilden ved den transmitterende ende af det optiske modul under normale arbejdsforhold, hvilket kan forstås som lysets intensitet.Den transmitterede optiske effekt er relateret til andelen af "1" i det transmitterede datasignal.Jo mere "1", jo større optisk effekt.Når senderen sender et pseudo-tilfældigt sekvenssignal, står "1" og "0" nogenlunde for halvdelen hver.På dette tidspunkt er effekten opnået ved testen den gennemsnitlige transmitterede optiske effekt, og enheden er W eller mW eller dBm.Blandt dem er W eller mW en lineær enhed, og dBm er en logaritmisk enhed.I kommunikation bruger vi normalt dBm til at repræsentere optisk effekt.
Udryddelsesforhold
Ekstinktionsforholdet refererer til minimumsværdien af forholdet mellem laserens gennemsnitlige optiske effekt ved udsendelse af alle "1"-koder til den gennemsnitlige optiske effekt, der udsendes, når alle "0"-koder udsendes under fulde modulationsforhold, og enheden er dB .Som vist i figur 1-3, når vi konverterer et elektrisk signal til et optisk signal, konverterer laseren i den transmitterende del af det optiske modul det til et optisk signal i henhold til kodehastigheden for det elektriske inputsignal.Den gennemsnitlige optiske effekt, når alle "1"-koder repræsenterer den gennemsnitlige effekt af det laserudsendende lys, den gennemsnitlige optiske effekt, når alle "0"-koder repræsenterer den gennemsnitlige effekt af laseren, der ikke udsender lys, og ekstinktionsforholdet repræsenterer evnen at skelne mellem 0 og 1 signaler, så ekstinktionsforhold kan betragtes som et mål for laserens driftseffektivitet.Typiske minimumsværdier for ekstinktionsforholdet spænder fra 8,2dB til 10dB.
Centerbølgelængden af det optiske signal
I emissionsspektret er bølgelængden svarende til midtpunktet af linjesegmentet, der forbinder 50℅ maksimale amplitudeværdier.Forskellige typer lasere eller to lasere af samme type vil have forskellige centerbølgelængder på grund af proces, produktion og andre årsager.Selv den samme laser kan have forskellige centerbølgelængder under forskellige forhold.Generelt giver producenter af optiske enheder og optiske moduler brugerne en parameter, det vil sige centerbølgelængden (såsom 850nm), og denne parameter er generelt et område.På nuværende tidspunkt er der hovedsageligt tre centrale bølgelængder af almindeligt anvendte optiske moduler: 850nm-bånd, 1310nm-bånd og 1550nm-bånd.
Hvorfor er det defineret i disse tre bånd?Dette er relateret til tabet af det optiske fibertransmissionsmedium af det optiske signal.Gennem kontinuerlig forskning og eksperimenter finder man ud af, at fibertabet normalt aftager med længden af bølgelængden.Tabet ved 850nm er mindre, og tabet ved 900 ~ 1300nm bliver højere;mens det ved 1310nm bliver lavere, og tabet ved 1550nm er det laveste, og tabet over 1650nm har en tendens til at stige.Så 850nm er det såkaldte kortbølgelængdevindue, og 1310nm og 1550nm er lange bølgelængdevinduer.
Modtager af optisk modul
Overbelast optisk strøm
Også kendt som mættet optisk effekt, det refererer til den maksimale input gennemsnitlige optiske effekt, som de modtagende endekomponenter kan modtage under en bestemt bitfejlrate (BER=10-12) tilstand af det optiske modul.Enheden er dBm.
Det skal bemærkes, at fotodetektoren vil fremstå som fotostrømmætningsfænomen under kraftig lysbestråling.Når dette fænomen opstår, har detektoren brug for en vis tid for at komme sig.På dette tidspunkt falder modtagelsens følsomhed, og det modtagne signal kan blive fejlbedømt.forårsage kodefejl.For at sige det enkelt, hvis den optiske inputeffekt overstiger denne optiske overbelastningseffekt, kan det forårsage skade på udstyret.Under brug og drift skal du prøve at undgå stærk lyseksponering for at forhindre overbelastning af den optiske effekt.
Modtager følsomhed
Modtagelsesfølsomhed refererer til den minimale gennemsnitlige optiske inputeffekt, som de modtagende endekomponenter kan modtage under betingelse af en bestemt bitfejlrate (BER=10-12) af det optiske modul.Hvis den optiske sendeeffekt refererer til lysintensiteten ved afsenderenden, så refererer modtagefølsomheden til den lysintensitet, der kan detekteres af det optiske modul.Enheden er dBm.
Generelt gælder det, at jo højere hastigheden er, jo dårligere er modtagefølsomheden, det vil sige, jo større den minimale modtagne optiske effekt er, jo højere er kravene til det optiske moduls modtageende komponenter.
Modtaget optisk strøm
Den modtagne optiske effekt refererer til det gennemsnitlige optiske effektområde, som de modtagende endekomponenter kan modtage under betingelse af en bestemt bitfejlrate (BER=10-12) af det optiske modul.Enheden er dBm.Den øvre grænse for den modtagne optiske effekt er den optiske overbelastningseffekt, og den nedre grænse er den maksimale værdi af den modtagende følsomhed.
Generelt set, når den modtagne optiske effekt er lavere end modtagefølsomheden, kan signalet muligvis ikke modtages normalt, fordi den optiske effekt er for svag.Når den modtagne optiske effekt er større end den optiske overbelastningseffekt, modtages signaler muligvis ikke normalt på grund af bitfejl.
Omfattende præstationsindeks
grænsefladehastighed
Den maksimale elektriske signalhastighed for fejlfri transmission, som optiske enheder kan bære, fastlægger Ethernet-standarden: 125Mbit/s, 1,25Gbit/s, 10,3125Gbit/s, 41,25Gbit/s.
Transmissionsafstand
Transmissionsafstanden for optiske moduler er hovedsageligt begrænset af tab og spredning.Tab er tab af lysenergi på grund af absorption, spredning og lækage af mediet, når lys transmitteres i den optiske fiber.Denne del af energien spredes med en vis hastighed, efterhånden som transmissionsafstanden øges.Spredning skyldes hovedsageligt det faktum, at elektromagnetiske bølger med forskellige bølgelængder forplanter sig med forskellige hastigheder i det samme medium, hvilket resulterer i, at forskellige bølgelængdekomponenter af det optiske signal ankommer til modtagerenden på forskellige tidspunkter på grund af akkumulering af transmissionsafstande, hvilket resulterer i puls udvidelse, hvilket gør det umuligt at skelne signalværdi.
Med hensyn til den begrænsede spredning af det optiske modul er den begrænsede afstand langt større end den begrænsede afstand af tabet, så det kan ignoreres.Tabsgrænsen kan estimeres efter formlen: tab begrænset afstand = (transmitteret optisk effekt – modtagefølsomhed) / fiberdæmpning.Dæmpningen af den optiske fiber er stærkt relateret til den faktisk valgte optiske fiber.
Indlægstid: 27. april 2023