Modulu optikoaren funtzionamendu-printzipioa

Zuntz optikoko komunikazioaren zati garrantzitsu gisa, modulu optikoak seinale optikoen transmisio prozesuan bihurketa fotoelektrikoaren eta bihurketa elektrooptikoaren funtzioak betetzen dituzten gailu optoelektronikoak dira.
Modulu optikoak OSI ereduaren geruza fisikoan lan egiten du eta zuntz optikoko komunikazio sistemaren osagai nagusietako bat da.Gailu optoelektronikoz (igorgailu optikoak, hargailu optikoak), zirkuitu funtzionalez eta interfaze optikoz osatuta dago batez ere.Bere funtzio nagusia zuntz optikoko komunikazioan bihurtze fotoelektrikoa eta elektro-optikoa funtzioak konturatzea da.Modulu optikoaren funtzionamendu-printzipioa modulu optikoaren funtzionamendu-printzipioaren diagraman agertzen da.

Bidaltzeko interfazeak seinale elektriko bat sartzen du kode-tasa jakin batekin, eta barneko gidariaren txipak prozesatu ondoren, dagokion tasaren seinale optikoa modulatutako laser erdieroaleak (LD) edo argi-igorle-diodoak (LED) igortzen du.Zuntz optikoaren bidez transmititu ondoren, hartzaileak seinale optikoa transmititzen du. Diodo fotodetektagailu baten bidez seinale elektriko bihurtzen da, eta dagokion kode-tasa baten seinale elektrikoa ateratzen da aurreanplifikadore batetik igaro ondoren.
Zeintzuk dira modulu optikoaren errendimendu-adierazle nagusiak
Nola neurtu modulu optikoaren errendimendu-indizea?Modulu optikoen errendimendu-adierazleak ondoko alderdietatik uler ditzakegu.
Modulu optikoaren igorlea
Transmisioko batez besteko potentzia optikoa
Transmisiozko batez besteko potentzia optikoa modulu optikoaren transmisio-muturrean argi-iturburuak ateratzen duen potentzia optikoari egiten dio erreferentzia lan-baldintza normaletan, argiaren intentsitate gisa uler daitekeena.Igorritako potentzia optikoa "1" proportzioarekin erlazionatuta dago transmititutako datu-seinalean.Zenbat eta "1" gehiago, orduan eta potentzia optikoa handiagoa izango da.Igorleak sasi-ausazko sekuentzia-seinale bat bidaltzen duenean, "1" eta "0" gutxi gorabehera bakoitza erdia hartzen dute.Une honetan, probak lortutako potentzia transmititutako batez besteko potentzia optikoa da, eta unitatea W edo mW edo dBm da.Horien artean, W edo mW unitate lineala da, eta dBm unitate logaritmikoa.Komunikazioan, normalean dBm erabiltzen dugu potentzia optikoa irudikatzeko.
Desagertze ratioa
Desagertze-ratioa "1" kode guztiak igortzen direnean "0" kode guztiak modulazio-baldintzetan igortzen direnean "0" kode guztiak igortzen direnean igortzen direnean eta unitatea dB-a da laserren batez besteko potentzia optikoaren erlazioaren gutxieneko balioari egiten zaio erreferentzia. .1-3 Irudian ikusten den bezala, seinale elektriko bat seinale optiko bihurtzen dugunean, modulu optikoaren zati igorleko laserrak seinale optiko batean bihurtzen du sarrerako seinale elektrikoaren kode-tasaren arabera.Batez besteko potentzia optikoa "1" kode guztiek laser igortzen duen argiaren batez besteko potentzia adierazten dutenean, "0" kode guztiek argia igortzen ez duen laserren batez besteko potentzia adierazten dutenean, eta itzaltze-ratioak gaitasuna adierazten du. 0 eta 1 seinaleak bereizteko, beraz, Extinction ratio laser funtzionamendu-eraginkortasunaren neurri gisa har daiteke.Desagertze-ratioaren gutxieneko balio tipikoak 8,2 dB eta 10 dB bitartekoak dira.
Seinale optikoaren erdiko uhin-luzera
Igorpen-espektroan, 50℅ anplitude maximoko balioak lotzen dituen lerro-segmentuaren erdiko puntuari dagokion uhin-luzera.Laser mota ezberdinek edo mota bereko bi laserek erdiko uhin-luzera desberdinak izango dituzte prozesua, ekoizpena eta beste arrazoi batzuengatik.Laser berak ere erdiko uhin-luzera desberdinak izan ditzake baldintza desberdinetan.Oro har, gailu optikoen eta modulu optikoen fabrikatzaileek parametro bat eskaintzen diete erabiltzaileei, hau da, erdiko uhin-luzera (adibidez, 850 nm), eta parametro hori, oro har, tarte bat da.Gaur egun, gehien erabiltzen diren modulu optikoen erdiko hiru uhin-luzera daude: 850nm banda, 1310nm banda eta 1550nm banda.
Zergatik definitzen da hiru banda hauetan?Hau seinale optikoaren zuntz optikoaren transmisio-euskarriaren galerarekin lotuta dago.Etengabeko ikerketen eta esperimentuen bidez, zuntz-galera normalean uhin-luzeraren luzerarekin gutxitzen dela ikusten da.850nm-ko galera txikiagoa da, eta 900 ~ 1300nm-ko galera handiagoa da;1310nm-n, berriz, txikiagoa bihurtzen da, eta 1550nm-ko galera baxuena da, eta 1650nm-tik gorako galera handitu ohi da.Beraz, 850 nm uhin-luzera laburreko leihoa deritzona da, eta 1310 nm eta 1550 nm uhin luzerako leihoak dira.
Modulu optikoaren hargailua
Gainkarga potentzia optikoa
Potentzia optiko saturatua bezala ere ezagutzen dena, amaierako osagai hartzaileek modulu optikoaren bit errore-tasa jakin batean (BER=10-12) baldintza jakin batean jaso dezaketen sarrerako batez besteko potentzia optikoari egiten dio erreferentzia.Unitatea dBm da.
Kontuan izan behar da fotodetektagailua fotokorrontearen saturazio-fenomenoa agertuko dela argi irradiazio indartsuaren pean.Fenomeno hori gertatzen denean, detektagailuak denbora-tarte jakin bat behar du berreskuratzeko.Une honetan, jasotzeko sentikortasuna gutxitzen da eta jasotako seinalea gaizki baloratu daiteke.kodea akatsak eragin.Besterik gabe, sarrerako potentzia optikoak gainkargako potentzia optiko hori gainditzen badu, ekipoan kalteak eragin ditzake.Erabilera eta funtzionamenduan zehar, saiatu argiaren esposizio handia saihesten, gainkarga potentzia optikoa gainditzeko.
Hartzailearen sentsibilitatea
Jasotzeko sentikortasuna modulu optikoaren bit errore-tasa jakin baten (BER=10-12) baldintzapean har dezaketen amaierako osagai hartzaileek jaso dezaketen batez besteko sarrerako potentzia minimoari dagokio.Transmisioko potentzia optikoak bidalketa amaierako argiaren intentsitateari egiten dio erreferentzia, orduan jasotzeko sentikortasuna modulu optikoak detektatu dezakeen argi intentsitateari dagokio.Unitatea dBm da.
Oro har, zenbat eta tasa handiagoa izan, orduan eta sentsibilitate okerragoa izango da, hau da, zenbat eta handiagoa izan jasotako potentzia optiko minimoa, orduan eta eskakizun handiagoak izango dira modulu optikoaren amaierako osagai hartzaileak.
Potentzia optikoa jaso du
Jasotako potentzia optikoa modulu optikoaren bit errore-tasa jakin baten baldintzapean (BER=10-12) osagai hartzaileek jaso dezaketen batez besteko potentzia optikoari dagokio.Unitatea dBm da.Jasotako potentzia optikoaren goiko muga gainkargako potentzia optikoa da, eta beheko muga hartzailearen sentikortasunaren gehienezko balioa.
Orokorrean, jasotako potentzia optikoa harrera-sentsibilitatea baino txikiagoa denean, baliteke seinalea normalean ez jasotzea, potentzia optikoa ahulegia delako.Jasotako potentzia optikoa gainkargako potentzia optikoa baino handiagoa denean, baliteke seinaleak normalean ez jasotzea bit-akatsen ondorioz.
Errendimendu-indize integrala
interfazearen abiadura
Gailu optikoek eraman dezaketen akatsik gabeko transmisioaren seinale elektrikoaren gehienezko tasa Ethernet estandarrak ezartzen du: 125 Mbit/s, 1,25 Gbit/s, 10,3125 Gbit/s, 41,25 Gbit/s.
Transmisio distantzia
Modulu optikoen transmisio-distantzia galerak eta dispertsioak mugatzen du batez ere.Galtzea argi-energiaren galera da, zuntz optikoan argia transmititzean medioaren xurgapena, sakabanaketa eta ihesaren ondorioz.Energiaren zati hori abiadura jakin batean xahutzen da transmisio-distantzia handitu ahala.Sakabanaketa, batez ere, uhin-luzera desberdinetako uhin elektromagnetikoak euskarri berean abiadura ezberdinetan hedatzen direlako gertatzen da, eta ondorioz seinale optikoaren uhin-luzera-osagai desberdinak une desberdinetan iristen dira transmisio-distantziak metatzearen ondorioz, eta ondorioz, pultsua sortzen da. zabaltzea, eta horrek ezinezko egiten du seinaleen balioa bereiztea.
Modulu optikoaren sakabanaketa mugatuari dagokionez, distantzia mugatua galeraren distantzia mugatua baino askoz handiagoa da, beraz, ez ikusi egin daiteke.Galera-muga formularen arabera kalkula daiteke: galera mugatutako distantzia = (transmititutako potentzia optikoa – sentsibilitatea jasotzea) / zuntz atenuazioa.Zuntz optikoaren atenuazioa oso lotuta dago benetako hautatutako zuntz optikoarekin.