O principio de funcionamento do módulo óptico

Como parte importante da comunicación por fibra óptica, os módulos ópticos son dispositivos optoelectrónicos que realizan as funcións de conversión fotoeléctrica e conversión electro-óptica no proceso de transmisión de sinal óptico.
O módulo óptico funciona na capa física do modelo OSI e é un dos compoñentes fundamentais do sistema de comunicación de fibra óptica.Está composto principalmente por dispositivos optoelectrónicos (transmisores ópticos, receptores ópticos), circuítos funcionais e interfaces ópticas.A súa función principal é realizar as funcións de conversión fotoeléctrica e electro-óptica na comunicación de fibra óptica.O principio de funcionamento do módulo óptico móstrase no diagrama do principio de funcionamento do módulo óptico.

A interface de envío introduce un sinal eléctrico cunha determinada taxa de código e, despois de ser procesada polo chip controlador interno, o sinal óptico modulado da taxa correspondente é emitido polo láser de semicondutor (LD) ou o díodo emisor de luz (LED).Despois da transmisión a través da fibra óptica, a interface de recepción transmite o sinal óptico. Convértese nun sinal eléctrico mediante un díodo fotodetector, e un sinal eléctrico dunha taxa de código correspondente é emitido despois de pasar por un preamplificador.
Cales son os principais indicadores de rendemento do módulo óptico
Como medir o índice de rendemento do módulo óptico?Podemos comprender os indicadores de rendemento dos módulos ópticos a partir dos seguintes aspectos.
Transmisor de módulo óptico
Potencia óptica de transmisión media
A potencia óptica transmitida media refírese á potencia óptica producida pola fonte de luz no extremo transmisor do módulo óptico en condicións normais de traballo, que se pode entender como a intensidade da luz.A potencia óptica transmitida está relacionada coa proporción de "1" no sinal de datos transmitidos.Canto máis "1", maior será a potencia óptica.Cando o transmisor envía un sinal de secuencia pseudoaleatoria, "1" e "0" representan aproximadamente a metade de cada un.Neste momento, a potencia obtida pola proba é a potencia óptica transmitida media, e a unidade é W ou mW ou dBm.Entre eles, W ou mW é unha unidade lineal e dBm é unha unidade logarítmica.Na comunicación, normalmente usamos dBm para representar a potencia óptica.
Ratio de extinción
A relación de extinción refírese ao valor mínimo da relación entre a potencia óptica media do láser ao emitir todos os códigos "1" e a potencia óptica media emitida cando todos os códigos "0" se emiten en condicións de modulación completa, e a unidade é dB. .Como se mostra na Figura 1-3, cando convertemos un sinal eléctrico nun sinal óptico, o láser da parte transmisora ​​do módulo óptico convérteo nun sinal óptico segundo a taxa de código do sinal eléctrico de entrada.A potencia óptica media cando todos os códigos "1" representan a potencia media da luz que emite láser, a potencia óptica media cando todos os códigos "0" representan a potencia media do láser que non emite luz e a relación de extinción representa a capacidade para distinguir entre sinais 0 e 1, polo que a relación de extinción pode considerarse como unha medida da eficiencia operativa do láser.Os valores mínimos típicos para a relación de extinción oscilan entre 8,2 dB e 10 dB.
A lonxitude de onda central do sinal óptico
No espectro de emisión, a lonxitude de onda correspondente ao punto medio do segmento de liña que conecta os valores de amplitude máxima de 50℅.Diferentes tipos de láseres ou dous láseres do mesmo tipo terán lonxitudes de onda centrais diferentes debido ao proceso, a produción e outras razóns.Incluso o mesmo láser pode ter diferentes lonxitudes de onda centrais en condicións diferentes.Xeralmente, os fabricantes de dispositivos ópticos e módulos ópticos proporcionan aos usuarios un parámetro, é dicir, a lonxitude de onda central (como 850 nm) e este parámetro é xeralmente un intervalo.Na actualidade, hai principalmente tres lonxitudes de onda centrais de módulos ópticos de uso común: banda de 850 nm, banda de 1310 nm e banda de 1550 nm.
Por que se define nestas tres bandas?Isto está relacionado coa perda do medio de transmisión da fibra óptica do sinal óptico.A través de continuas investigacións e experimentos, descóbrese que a perda de fibra normalmente diminúe coa lonxitude da lonxitude de onda.A perda a 850 nm é menor e a perda a 900 ~ 1300 nm faise maior;mentres que a 1310 nm, faise máis baixa, e a perda a 1550 nm é a máis baixa, e a perda por riba de 1650 nm tende a aumentar.Entón, 850 nm é a chamada ventá de lonxitude de onda curta, e 1310 nm e 1550 nm son ventás de lonxitude de onda longa.
Receptor de módulo óptico
Sobrecarga de potencia óptica
Tamén coñecida como potencia óptica saturada, refírese á potencia óptica media de entrada máxima que poden recibir os compoñentes do extremo receptor baixo unha determinada taxa de erro de bits (BER=10-12) do módulo óptico.A unidade é dBm.
Nótese que o fotodetector aparecerá un fenómeno de saturación fotocorrente baixo unha forte irradiación de luz.Cando se produce este fenómeno, o detector necesita un certo período de tempo para recuperarse.Neste momento, a sensibilidade de recepción diminúe e o sinal recibido pode ser valorado mal.provocar erros de código.En palabras sinxelas, se a potencia óptica de entrada supera esta sobrecarga de potencia óptica, pode causar danos no equipo.Durante o uso e o funcionamento, intente evitar a exposición á luz forte para evitar exceder a sobrecarga de potencia óptica.
Sensibilidade do receptor
A sensibilidade de recepción refírese á potencia óptica de entrada media mínima que poden recibir os compoñentes do extremo receptor baixo a condición dunha determinada taxa de erro de bits (BER=10-12) do módulo óptico.Se a potencia óptica de transmisión refírese á intensidade da luz no extremo de envío, entón a sensibilidade de recepción refírese á intensidade da luz que pode detectar o módulo óptico.A unidade é dBm.
En xeral, canto maior sexa a taxa, peor será a sensibilidade de recepción, é dicir, canto maior sexa a potencia óptica mínima recibida, maiores serán os requisitos para os compoñentes do extremo receptor do módulo óptico.
Potencia óptica recibida
A potencia óptica recibida refírese ao rango de potencia óptica media que poden recibir os compoñentes do extremo receptor baixo a condición dunha determinada taxa de erro de bits (BER=10-12) do módulo óptico.A unidade é dBm.O límite superior da potencia óptica recibida é a potencia óptica de sobrecarga e o límite inferior é o valor máximo da sensibilidade de recepción.
En xeral, cando a potencia óptica recibida é inferior á sensibilidade de recepción, é posible que o sinal non se reciba normalmente porque a potencia óptica é demasiado débil.Cando a potencia óptica recibida é maior que a potencia óptica de sobrecarga, os sinais poden non recibirse normalmente debido a erros de bits.
Índice de rendemento completo
velocidade da interface
A taxa máxima de sinal eléctrico de transmisión sen erros que poden transportar os dispositivos ópticos, o estándar Ethernet estipula: 125 Mbit/s, 1,25 Gbit/s, 10,3125 Gbit/s, 41,25 Gbit/s.
Distancia de transmisión
A distancia de transmisión dos módulos ópticos está limitada principalmente pola perda e dispersión.A perda é a perda de enerxía luminosa debido á absorción, dispersión e fuga do medio cando a luz se transmite na fibra óptica.Esta parte da enerxía se disipa a un ritmo determinado a medida que aumenta a distancia de transmisión.A dispersión débese principalmente ao feito de que as ondas electromagnéticas de diferentes lonxitudes de onda se propagan a diferentes velocidades no mesmo medio, o que resulta en que os compoñentes de diferentes lonxitudes de onda do sinal óptico cheguen ao extremo receptor en diferentes momentos debido á acumulación de distancias de transmisión, o que resulta en pulsos. ampliación, o que fai imposible distinguir o valor dos sinais.
En canto á dispersión limitada do módulo óptico, a distancia limitada é moito maior que a distancia limitada da perda, polo que se pode ignorar.O límite de perdas pódese estimar segundo a fórmula: distancia limitada de perdas = (potencia óptica transmitida – sensibilidade de recepción) / atenuación da fibra.A atenuación da fibra óptica está moi relacionada coa fibra óptica seleccionada.