Kaip svarbi šviesolaidžio ryšio dalis, optiniai moduliai yra optoelektroniniai įrenginiai, kurie optinio signalo perdavimo procese realizuoja fotoelektrinės konversijos ir elektrooptinės konversijos funkcijas.
Optinis modulis veikia fiziniame OSI modelio lygmenyje ir yra vienas iš pagrindinių optinio pluošto ryšio sistemos komponentų.Jį daugiausia sudaro optoelektroniniai įrenginiai (optiniai siųstuvai, optiniai imtuvai), funkcinės grandinės ir optinės sąsajos.Jo pagrindinė funkcija yra realizuoti fotoelektrinės konversijos ir elektrooptinės konversijos funkcijas optinio pluošto komunikacijoje.Optinio modulio veikimo principas parodytas optinio modulio veikimo principo schemoje.
Siuntimo sąsaja įveda elektrinį signalą su tam tikra kodo sparta, o po to, kai jį apdoroja vidinė tvarkyklės mikroschema, atitinkamos spartos moduliuotą optinį signalą skleidžia varomasis puslaidininkinis lazeris (LD) arba šviesos diodas (LED).Po perdavimo per optinį skaidulą, priėmimo sąsaja perduoda optinį signalą. Jis paverčiamas elektriniu signalu fotodetektoriaus diodu, o atitinkamo kodo dažnio elektrinis signalas išvedamas per pirminį stiprintuvą.
Kokie yra pagrindiniai optinio modulio veikimo rodikliai
Kaip išmatuoti optinio modulio veikimo indeksą?Optinių modulių veikimo rodiklius galime suprasti iš šių aspektų.
Optinio modulio siųstuvas
Vidutinė perdavimo optinė galia
Vidutinė perduodama optinė galia reiškia šviesos šaltinio optinę galią optinio modulio skleidžiančiame gale normaliomis darbo sąlygomis, o tai gali būti suprantama kaip šviesos intensyvumas.Perduota optinė galia yra susijusi su „1“ dalimi perduodamame duomenų signale.Kuo daugiau „1“, tuo didesnė optinė galia.Kai siųstuvas siunčia pseudoatsitiktinės sekos signalą, „1“ ir „0“ sudaro maždaug po pusę.Šiuo metu bandymo metu gauta galia yra vidutinė perduodama optinė galia, o vienetas yra W arba mW arba dBm.Tarp jų W arba mW yra tiesinis vienetas, o dBm yra logaritminis vienetas.Bendraudami mes paprastai naudojame dBm optinei galiai pavaizduoti.
Išnykimo koeficientas
Ekstinkcijos koeficientas reiškia mažiausią lazerio vidutinės optinės galios santykio vertę, kai skleidžiami visi „1“ kodai, ir vidutinės optinės galios, skleidžiamos, kai visi „0“ kodai skleidžiami visiškos moduliacijos sąlygomis, o vienetas yra dB. .Kaip parodyta 1-3 paveiksle, kai paverčiame elektrinį signalą į optinį signalą, optinio modulio siunčiančioje dalyje esantis lazeris paverčia jį optiniu signalu pagal įvesties elektrinio signalo kodavimo spartą.Vidutinė optinė galia, kai visi „1“ kodai rodo vidutinę lazerio spinduliuojančios šviesos galią, vidutinė optinė galia, kai visi „0“ kodai reiškia vidutinę lazerio, kuris nespinduliuoja šviesos, galią, o išnykimo koeficientas reiškia gebėjimą atskirti 0 ir 1 signalus, todėl išnykimo koeficientas gali būti laikomas lazerio veikimo efektyvumo matu.Įprastos minimalios išnykimo santykio vertės svyruoja nuo 8,2 dB iki 10 dB.
Centrinis optinio signalo bangos ilgis
Emisijos spektre bangos ilgis, atitinkantis linijos atkarpos, jungiančios 50℅ didžiausias amplitudės vertes, vidurio tašką.Skirtingų tipų lazeriai arba du to paties tipo lazeriai turės skirtingą centrinės bangos ilgį dėl proceso, gamybos ir kitų priežasčių.Netgi tas pats lazeris skirtingomis sąlygomis gali turėti skirtingą centrinės bangos ilgį.Paprastai optinių įrenginių ir optinių modulių gamintojai pateikia vartotojams parametrą, tai yra centrinį bangos ilgį (pvz., 850 nm), o šis parametras paprastai yra diapazonas.Šiuo metu dažniausiai naudojami trys centriniai optinių modulių bangos ilgiai: 850 nm juosta, 1310 nm juosta ir 1550 nm juosta.
Kodėl jis apibrėžiamas šiose trijose juostose?Tai susiję su optinio signalo optinio pluošto perdavimo terpės praradimu.Atliekant nuolatinius tyrimus ir eksperimentus, nustatyta, kad pluošto nuostoliai paprastai mažėja ilgėjant bangos ilgiui.850 nm praradimas yra mažesnis, o praradimas esant 900 ~ 1300 nm tampa didesnis;o esant 1310 nm, jis tampa mažesnis, o praradimas ties 1550 nm yra mažiausias, o nuostoliai virš 1650 nm yra linkę didėti.Taigi 850 nm yra vadinamasis trumpojo bangos ilgio langas, o 1310 nm ir 1550 nm yra ilgo bangos ilgio langai.
Optinio modulio imtuvas
Perkrovos optinė galia
Taip pat žinoma kaip prisotinta optinė galia, ji nurodo didžiausią įvesties vidutinę optinę galią, kurią gali gauti priimantys komponentai esant tam tikram optinio modulio bitų klaidų dažnio (BER=10-12) sąlygai.Vienetas yra dBm.
Reikėtų pažymėti, kad esant stipriai šviesai, fotodetektorius pasirodys kaip fotosrovės soties reiškinys.Kai atsiranda šis reiškinys, detektoriui reikia tam tikro laiko atsigauti.Šiuo metu priėmimo jautrumas sumažėja, o gaunamas signalas gali būti neteisingai įvertintas.sukelti kodo klaidas.Paprasčiau tariant, jei įvesties optinė galia viršija šią perkrovos optinę galią, tai gali sugadinti įrangą.Naudodami ir eksploatuodami stenkitės vengti stiprios šviesos, kad neviršytumėte perkrovos optinės galios.
Imtuvo jautrumas
Priėmimo jautrumas reiškia mažiausią vidutinę įvesties optinę galią, kurią gali gauti priėmimo galo komponentai esant tam tikram optinio modulio bitų klaidų dažniui (BER=10-12).Jei perdavimo optinė galia nurodo šviesos intensyvumą siuntimo gale, tada priėmimo jautrumas reiškia šviesos intensyvumą, kurį gali aptikti optinis modulis.Vienetas yra dBm.
Apskritai, kuo didesnis greitis, tuo prastesnis priėmimo jautrumas, tai yra, kuo didesnė minimali gaunama optinė galia, tuo didesni reikalavimai optinio modulio priėmimo galiniams komponentams.
Gauta optinė galia
Gauta optinė galia reiškia vidutinės optinės galios diapazoną, kurį gali gauti priimančiojo galo komponentai esant tam tikram optinio modulio bitų klaidų koeficientui (BER=10-12).Vienetas yra dBm.Viršutinė gaunamos optinės galios riba yra perkrovos optinė galia, o apatinė - didžiausia priėmimo jautrumo vertė.
Paprastai tariant, kai gaunama optinė galia yra mažesnė už priėmimo jautrumą, signalas gali būti nepriimtas normaliai, nes optinė galia yra per silpna.Kai gaunama optinė galia yra didesnė už perkrovos optinę galią, signalai gali būti nepriimami įprastai dėl bitų klaidų.
Išsamus našumo indeksas
sąsajos greitis
Didžiausias elektros signalo perdavimo greitis be klaidų, kurį gali perduoti optiniai įrenginiai, Ethernet standartas numato: 125Mbit/s, 1.25Gbit/s, 10.3125Gbit/s, 41.25Gbit/s.
Perdavimo atstumas
Optinių modulių perdavimo atstumą daugiausia riboja nuostoliai ir sklaida.Nuostoliai – tai šviesos energijos praradimas dėl terpės sugerties, sklaidos ir nuotėkio, kai šviesa perduodama optiniu pluoštu.Didėjant perdavimo atstumui, ši energijos dalis išsisklaido tam tikru greičiu.Sklaida daugiausia atsiranda dėl to, kad skirtingo bangos ilgio elektromagnetinės bangos toje pačioje terpėje sklinda skirtingu greičiu, todėl dėl perdavimo atstumų kaupimosi į priėmimo galą skirtingu laiku gaunami skirtingo bangos ilgio optinio signalo komponentai, dėl kurių susidaro impulsas. išsiplėtimas, todėl neįmanoma atskirti signalų vertės.
Kalbant apie ribotą optinio modulio sklaidą, ribotas atstumas yra daug didesnis nei ribotas praradimo atstumas, todėl jį galima nepaisyti.Nuostolių ribą galima įvertinti pagal formulę: nuostolių ribojamas atstumas = (perduodama optinė galia – priėmimo jautrumas) / skaidulų slopinimas.Optinio pluošto slopinimas yra stipriai susijęs su faktiniu pasirinktu optiniu pluoštu.
Paskelbimo laikas: 2023-04-27