광 모듈의 작동 원리

광섬유 통신의 중요한 부분인 광 모듈은 광 신호 전송 과정에서 광전 변환 및 전기 광학 변환 기능을 구현하는 광전자 장치입니다.
광 모듈은 OSI 모델의 물리 계층에서 작동하며 광섬유 통신 시스템의 핵심 구성 요소 중 하나입니다.주로 광전자 장치(광 송신기, 광 수신기), 기능 회로 및 광 인터페이스로 구성됩니다.주요 기능은 광섬유 통신에서 광전 변환 및 전기 광학 변환 기능을 실현하는 것입니다.광 모듈의 작동 원리는 광 모듈의 작동 원리도에 나와 있습니다.

송신 인터페이스는 일정한 부호율의 전기적 신호를 입력하고 내부 드라이버 칩에서 처리한 후 해당 비율의 변조된 광신호를 구동 반도체 레이저(LD)나 발광다이오드(LED)에서 방출한다.광섬유를 통해 전송된 후, 수신 인터페이스는 광 신호를 전송한다. 광검출기 다이오드에 의해 전기 신호로 변환되고, 전치 증폭기를 거쳐 해당 부호율의 전기 신호가 출력된다.
광 모듈의 핵심 성능 지표는 무엇입니까
광 모듈의 성능 지수는 어떻게 측정합니까?우리는 다음과 같은 측면에서 광 모듈의 성능 지표를 이해할 수 있습니다.
광모듈의 송신기
평균 전송 광 전력
평균 전송 광 출력은 정상적인 작동 조건에서 광 모듈의 전송 단부에서 광원이 출력하는 광 출력을 말하며 빛의 강도로 이해할 수 있습니다.전송된 광 출력은 전송된 데이터 신호에서 "1"의 비율과 관련이 있습니다."1"이 많을수록 광학 출력이 커집니다.송신기가 의사 난수 시퀀스 신호를 보낼 때 "1"과 "0"이 대략 각각 절반을 차지합니다.이때 시험으로 구한 전력은 평균 전송 광전력이며 단위는 W 또는 mW 또는 dBm이다.이 중 W 또는 mW는 선형 단위이고 dBm은 대수 단위입니다.통신에서 우리는 일반적으로 dBm을 사용하여 광 전력을 나타냅니다.
소멸 비율
소광비는 Full Modulation 조건에서 모든 "0" 코드가 방출될 때 방출되는 평균 광출력에 대한 "1" 코드가 모두 방출될 때 레이저의 평균 광출력의 비율의 최소값을 말하며 단위는 dB이다. .그림 1-3과 같이 전기신호를 광신호로 변환할 때 광모듈의 송신부에 있는 레이저는 입력된 전기신호의 부호율에 따라 광신호로 변환한다.모든 "1" 코드가 빛을 방출하는 레이저의 평균 파워를 나타낼 때의 평균 광 파워, 모두 "0" 코드가 발광하지 않는 레이저의 평균 파워를 나타낼 때의 평균 광 파워, 소광비는 능력을 나타낸다. 0과 1 신호를 구분하기 위해 소광비를 레이저 작동 효율의 척도로 간주할 수 있습니다.소광비의 일반적인 최소값 범위는 8.2dB ~ 10dB입니다.
광 신호의 중심 파장
방출 스펙트럼에서 50℅ 최대 진폭 값을 연결하는 선분의 ​​중점에 해당하는 파장.서로 다른 유형의 레이저 또는 동일한 유형의 두 개의 레이저는 프로세스, 생산 및 기타 이유로 인해 중심 파장이 다릅니다.동일한 레이저라도 조건에 따라 중심 파장이 다를 수 있습니다.일반적으로 광소자 및 광모듈 제조사에서는 중심파장(예: 850nm)이라는 매개변수를 사용자에게 제공하는데 이 매개변수는 일반적으로 범위이다.현재 일반적으로 사용되는 광 모듈에는 주로 850nm 대역, 1310nm 대역 및 1550nm 대역의 세 가지 중심 파장이 있습니다.
이 세 밴드에서 정의되는 이유는 무엇입니까?이것은 광 신호의 광섬유 전송 매체의 손실과 관련이 있습니다.지속적인 연구와 실험을 통해 광섬유 손실은 일반적으로 파장의 길이에 따라 감소하는 것으로 나타났습니다.850nm에서의 손실은 적고 900 ~ 1300nm에서의 손실은 높아집니다.반면 1310nm에서는 낮아지고 1550nm에서 손실이 가장 낮으며 1650nm 이상에서는 손실이 증가하는 경향이 있습니다.따라서 850nm는 소위 단파장 창이며 1310nm 및 1550nm는 장파장 창입니다.
광 모듈의 수신기
과부하 광학 전력
포화 광 전력이라고도 하며 광 모듈의 특정 비트 오류율(BER=10-12) 조건에서 수신단 구성 요소가 수신할 수 있는 최대 입력 평균 광 전력을 나타냅니다.단위는 dBm입니다.
광 검출기는 강한 광 조사 하에서 광전류 포화 현상을 보일 것이라는 점에 유의해야 합니다.이 현상이 발생하면 감지기가 복구하는 데 일정 시간이 필요합니다.이때 수신감도가 낮아져 수신신호를 오판할 수 있다.코드 오류가 발생합니다.간단히 말해서, 입력 광출력이 이 과부하 광출력을 초과하면 장비에 손상을 줄 수 있습니다.사용 및 작동 중에는 과도한 광 출력을 초과하지 않도록 강한 빛에 노출되지 않도록 하십시오.
수신기 감도
수신 감도는 광 모듈의 특정 비트 오류율(BER=10-12) 조건에서 수신단 구성 요소가 수신할 수 있는 최소 평균 입력 광 출력을 의미합니다.전송 광출력이 송신단의 광도를 의미한다면 수신 감도는 광 모듈이 감지할 수 있는 광도를 의미합니다.단위는 dBm입니다.
일반적으로 속도가 높을수록 수신 감도가 나빠집니다. 즉, 최소 수신 광 출력이 클수록 광 모듈의 수신단 구성 요소에 대한 요구 사항이 높아집니다.
수신 광 전력
수신 광출력은 광모듈의 특정 비트 오류율(BER=10-12) 조건에서 수신단 구성요소가 수신할 수 있는 평균 광출력 범위를 의미한다.단위는 dBm입니다.수신 광출력의 상한은 과부하 광출력이고, 하한은 수신감도의 최대값이다.
일반적으로 수신된 광파워가 수신 감도보다 낮으면 광파워가 너무 약해서 신호가 정상적으로 수신되지 않을 수 있습니다.수신 광파워가 과부하 광파워보다 큰 경우 비트 오류로 인해 신호가 정상적으로 수신되지 않을 수 있습니다.
종합적인 성능 지수
인터페이스 속도
광학 장치가 전송할 수 있는 오류 없는 전송의 최대 전기 신호 속도인 이더넷 표준은 125Mbit/s, 1.25Gbit/s, 10.3125Gbit/s, 41.25Gbit/s로 규정합니다.
전송 거리
광 모듈의 전송 거리는 주로 손실과 분산에 의해 제한됩니다.손실은 빛이 광섬유에서 전송될 때 매질의 흡수, 산란 및 누출로 인한 빛 에너지의 손실입니다.에너지의 이 부분은 전송 거리가 증가함에 따라 일정 비율로 소산됩니다.분산은 주로 서로 다른 파장의 전자기파가 동일한 매체에서 서로 다른 속도로 전파되어 전송 거리의 축적으로 인해 서로 다른 시간에 수신단에 도달하는 광 신호의 서로 다른 파장 구성 요소가 발생하여 펄스가 생성된다는 사실에 주로 기인합니다. 확장, 신호 값을 구분할 수 없게 합니다.
광 모듈의 제한된 분산 측면에서 제한된 거리는 손실의 제한된 거리보다 훨씬 크기 때문에 무시할 수 있습니다.손실 한계는 다음 공식에 따라 추정할 수 있습니다. 손실 제한 거리 = (전송된 광 전력 – 수신 감도) / 광섬유 감쇠.광섬유의 감쇠는 실제 선택된 광섬유와 밀접한 관련이 있습니다.