Como parte importante de la comunicación por fibra óptica, los módulos ópticos son dispositivos optoelectrónicos que realizan las funciones de conversión fotoeléctrica y conversión electroóptica en el proceso de transmisión de señales ópticas.
El módulo óptico funciona en la capa física del modelo OSI y es uno de los componentes centrales del sistema de comunicación de fibra óptica.Se compone principalmente de dispositivos optoelectrónicos (transmisores ópticos, receptores ópticos), circuitos funcionales e interfaces ópticas.Su función principal es realizar las funciones de conversión fotoeléctrica y conversión electroóptica en la comunicación de fibra óptica.El principio de funcionamiento del módulo óptico se muestra en el diagrama de principio de funcionamiento del módulo óptico.
La interfaz de envío ingresa una señal eléctrica con una cierta tasa de código y, después de ser procesada por el chip controlador interno, la señal óptica modulada de la tasa correspondiente es emitida por el láser semiconductor de conducción (LD) o el diodo emisor de luz (LED).Después de la transmisión a través de la fibra óptica, la interfaz de recepción transmite la señal óptica. Se convierte en una señal eléctrica mediante un diodo fotodetector, y se emite una señal eléctrica de una tasa de código correspondiente después de pasar por un preamplificador.
¿Cuáles son los indicadores clave de rendimiento del módulo óptico?
¿Cómo medir el índice de rendimiento del módulo óptico?Podemos entender los indicadores de rendimiento de los módulos ópticos a partir de los siguientes aspectos.
Transmisor de módulo óptico
Potencia óptica de transmisión media
La potencia óptica transmitida promedio se refiere a la potencia óptica emitida por la fuente de luz en el extremo de transmisión del módulo óptico en condiciones normales de trabajo, que puede entenderse como la intensidad de la luz.La potencia óptica transmitida está relacionada con la proporción de "1" en la señal de datos transmitida.Cuanto más “1″, mayor es la potencia óptica.Cuando el transmisor envía una señal de secuencia pseudoaleatoria, "1" y "0" representan aproximadamente la mitad cada uno.En este momento, la potencia obtenida por la prueba es la potencia óptica transmitida promedio y la unidad es W o mW o dBm.Entre ellos, W o mW es una unidad lineal y dBm es una unidad logarítmica.En comunicación, generalmente usamos dBm para representar la potencia óptica.
Relación de extinción
La relación de extinción se refiere al valor mínimo de la relación entre la potencia óptica promedio del láser cuando emite todos los códigos "1" y la potencia óptica promedio emitida cuando todos los códigos "0" se emiten en condiciones de modulación completa, y la unidad es dB. .Como se muestra en la Figura 1-3, cuando convertimos una señal eléctrica en una señal óptica, el láser en la parte transmisora del módulo óptico la convierte en una señal óptica de acuerdo con la tasa de código de la señal eléctrica de entrada.La potencia óptica promedio cuando todos los códigos "1" representan la potencia promedio del láser que emite luz, la potencia óptica promedio cuando todos los códigos "0" representan la potencia promedio del láser que no emite luz y la relación de extinción representa la capacidad para distinguir entre las señales 0 y 1, por lo que la relación de extinción puede considerarse como una medida de la eficiencia operativa del láser.Los valores mínimos típicos para la relación de extinción oscilan entre 8,2 dB y 10 dB.
La longitud de onda central de la señal óptica.
En el espectro de emisión, la longitud de onda correspondiente al punto medio del segmento de línea que conecta los valores de amplitud máxima de 50℅.Distintos tipos de láseres o dos láseres del mismo tipo tendrán diferentes longitudes de onda centrales debido al proceso, la producción y otras razones.Incluso el mismo láser puede tener diferentes longitudes de onda centrales en diferentes condiciones.Generalmente, los fabricantes de dispositivos ópticos y módulos ópticos brindan a los usuarios un parámetro, es decir, la longitud de onda central (como 850 nm), y este parámetro generalmente es un rango.En la actualidad, existen principalmente tres longitudes de onda centrales de módulos ópticos de uso común: banda de 850nm, banda de 1310nm y banda de 1550nm.
¿Por qué se define en estas tres bandas?Esto está relacionado con la pérdida del medio de transmisión de fibra óptica de la señal óptica.A través de investigaciones y experimentos continuos, se encuentra que la pérdida de fibra generalmente disminuye con la longitud de la longitud de onda.La pérdida a 850 nm es menor y la pérdida a 900 ~ 1300 nm se vuelve mayor;mientras que a 1310nm, se vuelve más bajo, y la pérdida a 1550nm es la más baja, y la pérdida por encima de 1650nm tiende a aumentar.Entonces, 850nm es la llamada ventana de longitud de onda corta, y 1310nm y 1550nm son ventanas de longitud de onda larga.
Receptor de módulo óptico
Sobrecarga de potencia óptica
También conocida como potencia óptica saturada, se refiere a la potencia óptica promedio de entrada máxima que los componentes del extremo receptor pueden recibir bajo una determinada condición de tasa de error de bits (BER = 10-12) del módulo óptico.La unidad es dBm.
Cabe señalar que el fotodetector aparecerá un fenómeno de saturación de fotocorriente bajo una fuerte irradiación de luz.Cuando ocurre este fenómeno, el detector necesita un cierto período de tiempo para recuperarse.En este momento, la sensibilidad de recepción disminuye y la señal recibida puede ser mal interpretada.causar errores de código.En pocas palabras, si la potencia óptica de entrada excede esta potencia óptica de sobrecarga, puede dañar el equipo.Durante el uso y la operación, intente evitar la exposición a la luz fuerte para evitar exceder la potencia óptica de sobrecarga.
Sensibilidad del receptor
La sensibilidad de recepción se refiere a la potencia óptica de entrada promedio mínima que los componentes del extremo receptor pueden recibir bajo la condición de una cierta tasa de error de bits (BER = 10-12) del módulo óptico.Si la potencia óptica de transmisión se refiere a la intensidad de la luz en el extremo de envío, la sensibilidad de recepción se refiere a la intensidad de la luz que puede detectar el módulo óptico.La unidad es dBm.
En general, cuanto mayor sea la tasa, peor será la sensibilidad de recepción, es decir, cuanto mayor sea la potencia óptica mínima recibida, mayores serán los requisitos para los componentes del extremo receptor del módulo óptico.
Potencia óptica recibida
La potencia óptica recibida se refiere al rango de potencia óptica promedio que los componentes del extremo receptor pueden recibir bajo la condición de una cierta tasa de error de bits (BER = 10-12) del módulo óptico.La unidad es dBm.El límite superior de la potencia óptica recibida es la potencia óptica de sobrecarga y el límite inferior es el valor máximo de la sensibilidad de recepción.
En términos generales, cuando la potencia óptica recibida es inferior a la sensibilidad de recepción, es posible que la señal no se reciba normalmente porque la potencia óptica es demasiado débil.Cuando la potencia óptica recibida es mayor que la potencia óptica de sobrecarga, es posible que las señales no se reciban normalmente debido a errores de bits.
Índice de desempeño integral
velocidad de interfaz
La velocidad máxima de la señal eléctrica de transmisión sin errores que pueden transportar los dispositivos ópticos, estipula el estándar Ethernet: 125 Mbit/s, 1,25 Gbit/s, 10,3125 Gbit/s, 41,25 Gbit/s.
Distancia de transmisión
La distancia de transmisión de los módulos ópticos está limitada principalmente por la pérdida y la dispersión.La pérdida es la pérdida de energía luminosa debido a la absorción, dispersión y fuga del medio cuando la luz se transmite en la fibra óptica.Esta parte de la energía se disipa a cierta velocidad a medida que aumenta la distancia de transmisión.La dispersión se debe principalmente al hecho de que las ondas electromagnéticas de diferentes longitudes de onda se propagan a diferentes velocidades en el mismo medio, lo que resulta en diferentes componentes de longitud de onda de la señal óptica que llegan al extremo receptor en diferentes momentos debido a la acumulación de distancias de transmisión, lo que resulta en pulso. ensanchamiento, lo que hace imposible distinguir el valor de las señales.
En cuanto a la dispersión limitada del módulo óptico, la distancia limitada es mucho mayor que la distancia limitada de la pérdida, por lo que puede ignorarse.El límite de pérdida se puede estimar según la fórmula: distancia limitada de pérdida = (potencia óptica transmitida – sensibilidad de recepción) / atenuación de la fibra.La atenuación de la fibra óptica está fuertemente relacionada con la fibra óptica seleccionada.
Hora de publicación: 27-abr-2023