ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം

ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷന്റെ ഒരു പ്രധാന ഭാഗമായി, ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളുകൾ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ പ്രക്രിയയിൽ ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് പരിവർത്തനത്തിന്റെയും ഇലക്ട്രോ ഒപ്റ്റിക്കൽ പരിവർത്തനത്തിന്റെയും പ്രവർത്തനങ്ങൾ തിരിച്ചറിയുന്ന ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളാണ്.
ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂൾ ഒഎസ്ഐ മോഡലിന്റെ ഫിസിക്കൽ ലെയറിലാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ സിസ്റ്റത്തിലെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളിലൊന്നാണ് ഇത്.ഇത് പ്രധാനമായും ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ (ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്മിറ്ററുകൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ റിസീവറുകൾ), ഫങ്ഷണൽ സർക്യൂട്ടുകൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇന്റർഫേസുകൾ എന്നിവ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷനിൽ ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് പരിവർത്തനവും ഇലക്ട്രോ ഒപ്റ്റിക്കൽ കൺവേർഷൻ ഫംഗ്ഷനുകളും തിരിച്ചറിയുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന പ്രവർത്തനം.ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വ ഡയഗ്രാമിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

അയയ്ക്കുന്ന ഇന്റർഫേസ് ഒരു നിശ്ചിത കോഡ് നിരക്കുള്ള ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നൽ ഇൻപുട്ട് ചെയ്യുന്നു, ആന്തരിക ഡ്രൈവർ ചിപ്പ് പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത ശേഷം, ഡ്രൈവിംഗ് അർദ്ധചാലക ലേസർ (എൽഡി) അല്ലെങ്കിൽ ലൈറ്റ്-എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡ് (എൽഇഡി) വഴി അനുരൂപമായ നിരക്കിന്റെ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറിലൂടെ സംപ്രേഷണം ചെയ്ത ശേഷം, സ്വീകരിക്കുന്ന ഇന്റർഫേസ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിനെ പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഒരു ഫോട്ടോഡെക്റ്റർ ഡയോഡിലൂടെ ഒരു വൈദ്യുത സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഒരു പ്രീ ആംപ്ലിഫയർ വഴി കടന്നുപോകുമ്പോൾ അനുബന്ധ കോഡ് നിരക്കിന്റെ ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നൽ ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യുന്നു.
ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ പ്രധാന പ്രകടന സൂചകങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്
ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ പ്രകടന സൂചിക എങ്ങനെ അളക്കാം?ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളുകളുടെ പ്രകടന സൂചകങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങളിൽ നിന്ന് നമുക്ക് മനസ്സിലാക്കാം.
ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ ട്രാൻസ്മിറ്റർ
ശരാശരി ട്രാൻസ്മിറ്റ് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ
ശരാശരി പ്രക്ഷേപണം ചെയ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ എന്നത് സാധാരണ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ ട്രാൻസ്മിറ്റിംഗ് അറ്റത്തുള്ള പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് വഴിയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ ഔട്ട്പുട്ടിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് പ്രകാശത്തിന്റെ തീവ്രതയായി മനസ്സിലാക്കാം.ട്രാൻസ്മിറ്റ് ചെയ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ, ട്രാൻസ്മിറ്റ് ചെയ്ത ഡാറ്റ സിഗ്നലിലെ “1″ അനുപാതവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.“1″ കൂടുന്തോറും ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ വർദ്ധിക്കും.ട്രാൻസ്മിറ്റർ ഒരു കപട-റാൻഡം സീക്വൻസ് സിഗ്നൽ അയയ്‌ക്കുമ്പോൾ, “1″ ഉം “0″ ഉം ഏകദേശം പകുതി വീതം.ഈ സമയത്ത്, ടെസ്റ്റ് വഴി ലഭിച്ച പവർ ശരാശരി ട്രാൻസ്മിറ്റ് ചെയ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ ആണ്, യൂണിറ്റ് W അല്ലെങ്കിൽ mW അല്ലെങ്കിൽ dBm ആണ്.അവയിൽ, W അല്ലെങ്കിൽ mW ഒരു രേഖീയ യൂണിറ്റാണ്, dBm ഒരു ലോഗരിഥമിക് യൂണിറ്റാണ്.ആശയവിനിമയത്തിൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ ഞങ്ങൾ സാധാരണയായി dBm ഉപയോഗിക്കുന്നു.
വംശനാശത്തിന്റെ അനുപാതം
എല്ലാ "0″ കോഡുകളും പൂർണ്ണ മോഡുലേഷൻ അവസ്ഥയിൽ പുറപ്പെടുവിക്കുമ്പോൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ശരാശരി ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറിലേക്ക് എല്ലാ "1" കോഡുകളും പുറപ്പെടുവിക്കുമ്പോൾ ലേസറിന്റെ ശരാശരി ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറിന്റെ അനുപാതത്തിന്റെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ മൂല്യത്തെയാണ് വംശനാശ അനുപാതം സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, യൂണിറ്റ് dB ആണ്. .ചിത്രം 1-3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, നമ്മൾ ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലിനെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലായി മാറ്റുമ്പോൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ ട്രാൻസ്മിറ്റിംഗ് ഭാഗത്തുള്ള ലേസർ അതിനെ ഇൻപുട്ട് ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ കോഡ് നിരക്ക് അനുസരിച്ച് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലായി മാറ്റുന്നു.എല്ലാ "1″ കോഡുകളും ലേസർ എമിറ്റിംഗ് പ്രകാശത്തിന്റെ ശരാശരി ശക്തിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുമ്പോൾ ശരാശരി ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ, എല്ലാ "0" കോഡുകളും പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കാത്ത ലേസറിന്റെ ശരാശരി ശക്തിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുമ്പോൾ ശരാശരി ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ, കൂടാതെ വംശനാശ അനുപാതം കഴിവിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. 0, 1 സിഗ്നലുകൾ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാൻ, അതിനാൽ വംശനാശ അനുപാതം ലേസർ പ്രവർത്തനക്ഷമതയുടെ അളവുകോലായി കണക്കാക്കാം.വംശനാശ അനുപാതത്തിന്റെ സാധാരണ കുറഞ്ഞ മൂല്യങ്ങൾ 8.2dB മുതൽ 10dB വരെയാണ്.
ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ മധ്യ തരംഗദൈർഘ്യം
എമിഷൻ സ്പെക്ട്രത്തിൽ, 50℅ പരമാവധി ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മൂല്യങ്ങളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ലൈൻ സെഗ്‌മെന്റിന്റെ മധ്യബിന്ദുവിനോട് യോജിക്കുന്ന തരംഗദൈർഘ്യം.വ്യത്യസ്ത തരം ലേസറുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഒരേ തരത്തിലുള്ള രണ്ട് ലേസറുകൾ പ്രോസസ്സ്, ഉൽപ്പാദനം, മറ്റ് കാരണങ്ങൾ എന്നിവ കാരണം വ്യത്യസ്ത കേന്ദ്ര തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കും.ഒരേ ലേസർ പോലും വ്യത്യസ്ത സാഹചര്യങ്ങളിൽ വ്യത്യസ്ത കേന്ദ്ര തരംഗദൈർഘ്യം ഉണ്ടായിരിക്കാം.സാധാരണയായി, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെയും ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളുകളുടെയും നിർമ്മാതാക്കൾ ഉപയോക്താക്കൾക്ക് ഒരു പാരാമീറ്റർ നൽകുന്നു, അതായത്, മധ്യ തരംഗദൈർഘ്യം (850nm പോലുള്ളവ), ഈ പരാമീറ്റർ സാധാരണയായി ഒരു ശ്രേണിയാണ്.നിലവിൽ, സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളുകൾക്ക് പ്രധാനമായും മൂന്ന് കേന്ദ്ര തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുണ്ട്: 850nm ബാൻഡ്, 1310nm ബാൻഡ്, 1550nm ബാൻഡ്.
എന്തുകൊണ്ടാണ് ഈ മൂന്ന് ബാൻഡുകളിൽ ഇത് നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്?ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ട്രാൻസ്മിഷൻ മീഡിയത്തിന്റെ നഷ്ടവുമായി ഇത് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.നിരന്തര ഗവേഷണങ്ങളിലൂടെയും പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയും, തരംഗദൈർഘ്യത്തിന്റെ നീളത്തിനനുസരിച്ച് ഫൈബർ നഷ്ടം സാധാരണയായി കുറയുന്നതായി കണ്ടെത്തി.850nm-ലെ നഷ്ടം കുറവാണ്, 900 ~ 1300nm-ൽ നഷ്ടം കൂടുതലാകുന്നു;1310nm-ൽ, അത് കുറയുന്നു, 1550nm-ലെ നഷ്ടം ഏറ്റവും താഴ്ന്നതാണ്, 1650nm-ന് മുകളിലുള്ള നഷ്ടം വർദ്ധിക്കുന്നു.അതിനാൽ 850nm എന്നത് ഹ്രസ്വ തരംഗദൈർഘ്യ വിൻഡോ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു, 1310nm ഉം 1550nm ഉം നീളമുള്ള തരംഗദൈർഘ്യ വിൻഡോകളാണ്.
ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ റിസീവർ
ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ ഓവർലോഡ് ചെയ്യുക
പൂരിത ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ ഒരു നിശ്ചിത ബിറ്റ് പിശക് റേറ്റ് (BER=10-12) വ്യവസ്ഥയ്ക്ക് കീഴിൽ സ്വീകരിക്കുന്ന എൻഡ് ഘടകങ്ങൾക്ക് ലഭിക്കാവുന്ന പരമാവധി ഇൻപുട്ട് ശരാശരി ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.യൂണിറ്റ് dBm ആണ്.
ശക്തമായ പ്രകാശ വികിരണത്തിന് കീഴിൽ ഫോട്ടോഡിറ്റക്റ്റർ ഒരു ഫോട്ടോകറന്റ് സാച്ചുറേഷൻ പ്രതിഭാസമായി ദൃശ്യമാകുമെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.ഈ പ്രതിഭാസം സംഭവിക്കുമ്പോൾ, ഡിറ്റക്ടറിന് വീണ്ടെടുക്കാൻ ഒരു നിശ്ചിത കാലയളവ് ആവശ്യമാണ്.ഈ സമയത്ത്, സ്വീകരിക്കുന്ന സെൻസിറ്റിവിറ്റി കുറയുന്നു, ലഭിച്ച സിഗ്നൽ തെറ്റായി കണക്കാക്കാം.കോഡ് പിശകുകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു.ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, ഇൻപുട്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ ഈ ഓവർലോഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ കവിഞ്ഞാൽ, അത് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് കേടുപാടുകൾ വരുത്തിയേക്കാം.ഉപയോഗത്തിലും പ്രവർത്തനത്തിലും, ഓവർലോഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ കവിയുന്നത് തടയാൻ ശക്തമായ ലൈറ്റ് എക്സ്പോഷർ ഒഴിവാക്കാൻ ശ്രമിക്കുക.
റിസീവർ സെൻസിറ്റിവിറ്റി
ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ ഒരു നിശ്ചിത ബിറ്റ് പിശക് നിരക്കിന്റെ (BER=10-12) വ്യവസ്ഥയ്ക്ക് കീഴിൽ സ്വീകരിക്കുന്ന എൻഡ് ഘടകങ്ങൾക്ക് ലഭിക്കാവുന്ന ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ശരാശരി ഇൻപുട്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറാണ് റിസീവിംഗ് സെൻസിറ്റിവിറ്റി സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.ട്രാൻസ്മിറ്റ് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ അയയ്‌ക്കുന്ന അറ്റത്തുള്ള പ്രകാശ തീവ്രതയെയാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നതെങ്കിൽ, സ്വീകരിക്കുന്ന സംവേദനക്ഷമത എന്നത് ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന് കണ്ടെത്താൻ കഴിയുന്ന പ്രകാശ തീവ്രതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.യൂണിറ്റ് dBm ആണ്.
പൊതുവേ, ഉയർന്ന നിരക്ക്, സ്വീകരിക്കുന്ന സെൻസിറ്റിവിറ്റി മോശമാണ്, അതായത്, ലഭിച്ച ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ, ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ സ്വീകരിക്കുന്ന എൻഡ് ഘടകങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന ആവശ്യകതകൾ.
ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ ലഭിച്ചു
ലഭിച്ച ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ എന്നത് ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ ഒരു നിശ്ചിത ബിറ്റ് പിശക് നിരക്കിന്റെ (BER=10-12) വ്യവസ്ഥയിൽ സ്വീകരിക്കുന്ന എൻഡ് ഘടകങ്ങൾക്ക് സ്വീകരിക്കാൻ കഴിയുന്ന ശരാശരി ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ ശ്രേണിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.യൂണിറ്റ് dBm ആണ്.ലഭിച്ച ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറിന്റെ ഉയർന്ന പരിധി ഓവർലോഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറും താഴ്ന്ന പരിധി സ്വീകരിക്കുന്ന സംവേദനക്ഷമതയുടെ പരമാവധി മൂല്യവുമാണ്.
പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, ലഭിച്ച ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ സ്വീകരിക്കുന്ന സെൻസിറ്റിവിറ്റിയേക്കാൾ കുറവാണെങ്കിൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ വളരെ ദുർബലമായതിനാൽ സിഗ്നൽ സാധാരണ ലഭിക്കണമെന്നില്ല.ലഭിച്ച ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ ഓവർലോഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറിനേക്കാൾ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, ബിറ്റ് പിശകുകൾ കാരണം സിഗ്നലുകൾ സാധാരണയായി ലഭിക്കില്ല.
സമഗ്രമായ പ്രകടന സൂചിക
ഇന്റർഫേസ് വേഗത
ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് കൊണ്ടുപോകാൻ കഴിയുന്ന പിശകുകളില്ലാത്ത ട്രാൻസ്മിഷന്റെ പരമാവധി ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നൽ നിരക്ക്, ഇഥർനെറ്റ് സ്റ്റാൻഡേർഡ് വ്യവസ്ഥ ചെയ്യുന്നു: 125Mbit/s, 1.25Gbit/s, 10.3125Gbit/s, 41.25Gbit/s.
ട്രാൻസ്മിഷൻ ദൂരം
ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളുകളുടെ ട്രാൻസ്മിഷൻ ദൂരം പ്രധാനമായും പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത് നഷ്ടവും ചിതറിക്കിടക്കലും ആണ്.ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറിൽ പ്രകാശം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുമ്പോൾ മാധ്യമത്തിന്റെ ആഗിരണം, ചിതറിക്കൽ, ചോർച്ച എന്നിവ മൂലം പ്രകാശ ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടുന്നതാണ് നഷ്ടം.പ്രസരണ ദൂരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഈ ഭാഗം ഒരു നിശ്ചിത നിരക്കിൽ ചിതറിപ്പോകുന്നു.വ്യത്യസ്‌ത തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ ഒരേ മാധ്യമത്തിൽ വ്യത്യസ്‌ത വേഗതയിൽ വ്യാപിക്കുന്നു എന്ന വസ്തുതയാണ് ചിതറിക്കിടക്കുന്നതിന് പ്രധാന കാരണം, ഇതിന്റെ ഫലമായി ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ വിവിധ തരംഗദൈർഘ്യ ഘടകങ്ങൾ വിവിധ സമയങ്ങളിൽ സ്‌പന്ദന ദൂരങ്ങളുടെ ശേഖരണം മൂലം സ്വീകരിക്കുന്ന അറ്റത്ത് എത്തിച്ചേരുന്നു. വിശാലമാക്കുന്നു, ഇത് സിഗ്നലുകളുടെ മൂല്യം വേർതിരിച്ചറിയാൻ അസാധ്യമാക്കുന്നു.
ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ പരിമിതമായ വ്യാപനത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ, പരിമിതമായ ദൂരം നഷ്ടത്തിന്റെ പരിമിതമായ ദൂരത്തേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്, അതിനാൽ അത് അവഗണിക്കാവുന്നതാണ്.ഫോർമുല അനുസരിച്ച് നഷ്ടപരിധി കണക്കാക്കാം: നഷ്ടം പരിമിതമായ ദൂരം = (ട്രാൻസ്മിറ്റഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ - റിസീവിംഗ് സെൻസിറ്റിവിറ്റി) / ഫൈബർ അറ്റൻവേഷൻ.ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറിന്റെ ശോഷണം യഥാർത്ഥത്തിൽ തിരഞ്ഞെടുത്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുമായി ശക്തമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.