Оптикалық модульдің жұмыс принципі

Оптикалық талшықты байланыстың маңызды бөлігі ретінде оптикалық модульдер оптикалық сигнал беру процесінде фотоэлектрлік түрлендіру және электрооптикалық түрлендіру функцияларын жүзеге асыратын оптоэлектрондық құрылғылар болып табылады.
Оптикалық модуль OSI үлгісінің физикалық деңгейінде жұмыс істейді және оптикалық талшықты байланыс жүйесіндегі негізгі компоненттердің бірі болып табылады.Ол негізінен оптоэлектрондық құрылғылардан (оптикалық таратқыштар, оптикалық қабылдағыштар), функционалды тізбектерден және оптикалық интерфейстерден тұрады.Оның негізгі қызметі талшықты оптикалық байланыста фотоэлектрлік түрлендіру және электро-оптикалық түрлендіру функцияларын жүзеге асыру болып табылады.Оптикалық модульдің жұмыс принципі оптикалық модульдің жұмыс принципінің диаграммасында көрсетілген.

Жіберуші интерфейс белгілі бір код жылдамдығымен электрлік сигналды енгізеді және ішкі драйвер микросхемасы өңдегеннен кейін сәйкес жылдамдықтың модуляцияланған оптикалық сигналы жетекші жартылай өткізгіш лазермен (LD) немесе жарық диодынан (LED) шығарылады.Оптикалық талшық арқылы жіберілгеннен кейін қабылдау интерфейсі оптикалық сигналды жібереді. Ол фотодетектор диод арқылы электрлік сигналға түрленеді, ал алдын ала күшейткіш арқылы өткеннен кейін сәйкес кодтық жылдамдықтың электрлік сигналы шығады.
Оптикалық модульдің негізгі өнімділік көрсеткіштері қандай
Оптикалық модульдің өнімділік индексін қалай өлшеуге болады?Оптикалық модульдердің өнімділік көрсеткіштерін келесі аспектілерден түсіне аламыз.
Оптикалық модульдің таратқышы
Орташа тарату оптикалық қуаты
Орташа жіберілетін оптикалық қуат қалыпты жұмыс жағдайында оптикалық модульдің таратушы жағындағы жарық көзінің шығыс оптикалық қуатын білдіреді, оны жарықтың қарқындылығы деп түсінуге болады.Таратылатын оптикалық қуат берілетін деректер сигналындағы «1″ пропорциясына байланысты.Неғұрлым «1» көп болса, соғұрлым оптикалық қуат жоғары болады.Таратқыш жалған кездейсоқ реттілік сигналын жібергенде, «1″ және «0» шамамен әрқайсысының жартысын құрайды.Осы уақытта сынақтан алынған қуат орташа берілетін оптикалық қуат болып табылады, ал бірлік Вт немесе мВт немесе дБм.Олардың ішінде Вт немесе мВт – сызықтық бірлік, ал дБм – логарифмдік бірлік.Байланыс кезінде біз оптикалық қуатты көрсету үшін әдетте дБм пайдаланамыз.
Жою коэффициенті
Өшу коэффициенті барлық «1» кодтарын шығару кезіндегі лазердің орташа оптикалық қуатының барлық «0» кодтары толық модуляция жағдайында шығарылған кезде шығарылатын орташа оптикалық қуатқа қатынасының ең төменгі мәнін білдіреді және бірлік дБ. .1-3 суретте көрсетілгендей, электр сигналын оптикалық сигналға түрлендіргенде, оптикалық модульдің тарату бөлігіндегі лазер оны кіріс электр сигналының кодтық жылдамдығына сәйкес оптикалық сигналға түрлендіреді.Барлық «1″ кодтары лазер шығаратын жарықтың орташа қуатын білдіретін кездегі орташа оптикалық қуат, барлық «0» кодтары жарық шығармайтын лазердің орташа қуатын білдіретін кездегі орташа оптикалық қуат, ал өшіру коэффициенті мүмкіндігін білдіреді. 0 және 1 сигналдарын ажырату үшін, сондықтан Өшу коэффициентін лазердің жұмыс тиімділігінің өлшемі ретінде қарастыруға болады.Өшіру коэффициентінің әдеттегі ең аз мәндері 8,2 дБ-ден 10 дБ-ге дейін ауытқиды.
Оптикалық сигналдың орталық толқын ұзындығы
Эмиссия спектрінде 50℅ максималды амплитуда мәндерін қосатын сызық сегментінің орта нүктесіне сәйкес келетін толқын ұзындығы.Лазерлердің әртүрлі түрлері немесе бір типті екі лазерлер процеске, өндіріске және басқа себептерге байланысты әртүрлі орталық толқын ұзындығына ие болады.Тіпті бір лазердің әртүрлі жағдайларда орталық толқын ұзындығы әртүрлі болуы мүмкін.Әдетте, оптикалық құрылғылар мен оптикалық модульдерді өндірушілер пайдаланушыларға параметрді, яғни орталық толқын ұзындығын (мысалы, 850 нм) береді және бұл параметр әдетте ауқым болып табылады.Қазіргі уақытта жиі қолданылатын оптикалық модульдердің негізінен үш орталық толқын ұзындығы бар: 850 нм диапазон, 1310 нм жолақ және 1550 нм диапазон.
Неліктен ол осы үш жолақта анықталған?Бұл оптикалық сигналдың оптикалық талшықты тасымалдау ортасының жоғалуымен байланысты.Үздіксіз зерттеулер мен эксперименттер нәтижесінде талшық жоғалуы әдетте толқын ұзындығының ұзындығына қарай азаятындығы анықталды.850нм жоғалту азырақ, ал 900 ~ 1300нм жоғалту жоғарырақ болады;ал 1310 нм-де ол төмендейді, ал 1550 нм-де жоғалту ең төмен, ал 1650 нм-ден жоғары жоғалту өсу үрдісі бар.Сонымен, 850нм қысқа толқын ұзындығы терезе деп аталады, ал 1310нм және 1550нм ұзын толқын ұзындығы терезелер.
Оптикалық модульді қабылдағыш
Оптикалық қуатты шамадан тыс жүктеу
Қаныққан оптикалық қуат ретінде де белгілі, ол оптикалық модульдің белгілі бір бит қате жылдамдығы (BER=10-12) жағдайында қабылдаудың соңғы компоненттері қабылдай алатын максималды кіріс орташа оптикалық қуатты білдіреді.Бірлік дБм.
Айта кету керек, фотодетектор күшті жарық сәулеленуі кезінде фототоктың қанығу құбылысы пайда болады.Бұл құбылыс орын алған кезде детектордың қалпына келуі үшін белгілі бір уақыт қажет.Бұл кезде қабылдау сезімталдығы төмендейді және қабылданған сигнал дұрыс бағаланбауы мүмкін.код қателерін тудырады.Қарапайым тілмен айтқанда, кіріс оптикалық қуат осы шамадан тыс жүктелген оптикалық қуаттан асып кетсе, бұл жабдықтың зақымдалуына әкелуі мүмкін.Пайдалану және пайдалану кезінде оптикалық қуаттың шамадан тыс жүктелуіне жол бермеу үшін күшті жарық әсерінен аулақ болуға тырысыңыз.
Қабылдағыштың сезімталдығы
Қабылдау сезімталдығы оптикалық модульдің белгілі бір бит қате жылдамдығы (BER=10-12) жағдайында қабылдаудың соңғы компоненттері ала алатын ең төменгі орташа кіріс оптикалық қуатын білдіреді.Егер жіберуші оптикалық қуат жіберу ұшындағы жарық қарқындылығына қатысты болса, онда қабылдау сезімталдығы оптикалық модуль арқылы анықталатын жарық қарқындылығына жатады.Бірлік дБм.
Жалпы алғанда, жылдамдық неғұрлым жоғары болса, қабылдау сезімталдығы соғұрлым нашар болады, яғни ең аз алынған оптикалық қуат неғұрлым көп болса, оптикалық модульдің қабылдаушы түпкі компоненттеріне қойылатын талаптар да жоғары болады.
Алынған оптикалық қуат
Алынған оптикалық қуат оптикалық модульдің белгілі бір бит қате жылдамдығы (BER=10-12) жағдайында қабылдаудың соңғы компоненттері қабылдай алатын орташа оптикалық қуат диапазонын білдіреді.Бірлік дБм.Алынған оптикалық қуаттың жоғарғы шегі – шамадан тыс жүктелу оптикалық қуаты, ал төменгі шегі – қабылдау сезімталдығының максималды мәні.
Жалпы алғанда, қабылданған оптикалық қуат қабылдау сезімталдығынан төмен болса, оптикалық қуат тым әлсіз болғандықтан сигнал қалыпты қабылданбауы мүмкін.Алынған оптикалық қуат шамадан тыс жүктелген оптикалық қуаттан үлкен болса, бит қателеріне байланысты сигналдар қалыпты қабылданбауы мүмкін.
Толық өнімділік индексі
интерфейс жылдамдығы
Оптикалық құрылғылар тасымалдай алатын қатесіз жіберудің максималды электрлік сигнал жылдамдығы, Ethernet стандарты: 125 Мбит/с, 1,25 Гбит/с, 10,3125 Гбит/с, 41,25 Гбит/с.
Тасымалдау қашықтығы
Оптикалық модульдердің берілу қашықтығы негізінен жоғалту және дисперсиямен шектеледі.Жоғалту – оптикалық талшықта жарық өткен кезде ортаның жұтылуы, шашырауы және ағуы салдарынан жарық энергиясының жоғалуы.Энергияның бұл бөлігі тасымалдау қашықтығы артқан сайын белгілі бір жылдамдықпен бөлінеді.Дисперсия негізінен әр түрлі толқын ұзындықтағы электромагниттік толқындардың бір ортада әртүрлі жылдамдықпен таралатындығына байланысты, нәтижесінде оптикалық сигналдың толқын ұзындығының әр түрлі құрамдас бөліктері жіберу қашықтарының жинақталуына байланысты қабылдау ұшына әртүрлі уақытта келіп, импульс пайда болады. кеңейту, бұл сигналдардың мәнін ажыратуды мүмкін емес етеді.
Оптикалық модульдің шектеулі дисперсиясы тұрғысынан шектеулі қашықтық жоғалтудың шектеулі қашықтығынан әлдеқайда көп, сондықтан оны елемеу мүмкін.Шығын шегін мына формула бойынша бағалауға болады: жоғалту шектелген қашықтық = (берілетін оптикалық қуат – қабылдау сезімталдығы) / талшықты әлсірету.Оптикалық талшықтың әлсіреуі нақты таңдалған оптикалық талшыққа қатты байланысты.