Prinsip kerja modul optik

Sebagai bahagian penting dalam komunikasi gentian optik, modul optik ialah peranti optoelektronik yang merealisasikan fungsi penukaran fotoelektrik dan penukaran elektro-optik dalam proses penghantaran isyarat optik.
Modul optik berfungsi pada lapisan fizikal model OSI dan merupakan salah satu komponen teras dalam sistem komunikasi gentian optik.Ia terutamanya terdiri daripada peranti optoelektronik (pemancar optik, penerima optik), litar berfungsi, dan antara muka optik.Fungsi utamanya adalah untuk merealisasikan penukaran fotoelektrik dan fungsi penukaran elektro-optik dalam komunikasi gentian optik.Prinsip kerja modul optik ditunjukkan dalam rajah prinsip kerja modul optik.

Antara muka penghantaran memasukkan isyarat elektrik dengan kadar kod tertentu, dan selepas diproses oleh cip pemacu dalaman, isyarat optik termodulat kadar yang sepadan dipancarkan oleh laser semikonduktor memandu (LD) atau diod pemancar cahaya (LED).Selepas penghantaran melalui gentian optik, antara muka penerima menghantar isyarat optik Ia ditukar menjadi isyarat elektrik oleh diod pengesan foto, dan isyarat elektrik dengan kadar kod yang sepadan dikeluarkan selepas melalui preamplifier.
Apakah penunjuk prestasi utama modul optik
Bagaimana untuk mengukur indeks prestasi modul optik?Kita boleh memahami penunjuk prestasi modul optik dari aspek berikut.
Pemancar modul optik
Purata menghantar kuasa optik
Purata kuasa optik yang dihantar merujuk kepada output kuasa optik oleh sumber cahaya pada hujung pemancaran modul optik di bawah keadaan kerja biasa, yang boleh difahami sebagai keamatan cahaya.Kuasa optik yang dihantar adalah berkaitan dengan perkadaran “1″ dalam isyarat data yang dihantar.Lebih “1″, lebih besar kuasa optik.Apabila pemancar menghantar isyarat jujukan pseudo-rawak, “1″ dan “0″ kira-kira separuh setiap satu.Pada masa ini, kuasa yang diperolehi oleh ujian adalah purata kuasa optik yang dihantar, dan unitnya ialah W atau mW atau dBm.Antaranya, W atau mW ialah unit linear, dan dBm ialah unit logaritma.Dalam komunikasi, kami biasanya menggunakan dBm untuk mewakili kuasa optik.
Nisbah Kepupusan
Nisbah kepupusan merujuk kepada nilai minimum nisbah purata kuasa optik laser apabila memancarkan semua kod "1″ kepada purata kuasa optik yang dipancarkan apabila semua kod "0" dipancarkan di bawah keadaan modulasi penuh, dan unit adalah dB .Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1-3, apabila kita menukar isyarat elektrik kepada isyarat optik, laser di bahagian pemancar modul optik menukarnya kepada isyarat optik mengikut kadar kod isyarat elektrik input.Purata kuasa optik apabila semua kod “1″ mewakili kuasa purata cahaya pemancar laser, purata kuasa optik apabila semua kod “0″ mewakili kuasa purata laser yang tidak memancarkan cahaya, dan nisbah kepupusan mewakili keupayaan untuk membezakan antara isyarat 0 dan 1, jadi nisbah kepupusan boleh dianggap sebagai ukuran kecekapan operasi laser.Nilai minimum biasa untuk julat nisbah kepupusan dari 8.2dB hingga 10dB.
Panjang gelombang tengah isyarat optik
Dalam spektrum pelepasan, panjang gelombang sepadan dengan titik tengah segmen garisan yang menghubungkan nilai amplitud maksimum 50℅.Jenis laser yang berbeza atau dua laser jenis yang sama akan mempunyai panjang gelombang pusat yang berbeza disebabkan oleh proses, pengeluaran dan sebab lain.Malah laser yang sama mungkin mempunyai panjang gelombang pusat yang berbeza di bawah keadaan yang berbeza.Secara amnya, pengeluar peranti optik dan modul optik menyediakan pengguna dengan parameter, iaitu, panjang gelombang tengah (seperti 850nm), dan parameter ini secara amnya adalah julat.Pada masa ini, terdapat terutamanya tiga panjang gelombang pusat modul optik yang biasa digunakan: jalur 850nm, jalur 1310nm dan jalur 1550nm.
Mengapakah ia ditakrifkan dalam tiga kumpulan ini?Ini berkaitan dengan kehilangan medium penghantaran gentian optik isyarat optik.Melalui penyelidikan dan eksperimen yang berterusan, didapati kehilangan gentian biasanya berkurangan dengan panjang gelombang.Kerugian pada 850nm adalah kurang, dan kerugian pada 900 ~ 1300nm menjadi lebih tinggi;manakala pada 1310nm, ia menjadi lebih rendah, dan kerugian pada 1550nm adalah yang paling rendah, dan kerugian di atas 1650nm cenderung meningkat.Jadi 850nm ialah apa yang dipanggil tingkap panjang gelombang pendek, dan 1310nm dan 1550nm ialah tingkap panjang gelombang panjang.
Penerima modul optik
Kuasa optik yang berlebihan
Juga dikenali sebagai kuasa optik tepu, ia merujuk kepada purata kuasa optik input maksimum yang boleh diterima oleh komponen akhir penerima di bawah keadaan kadar ralat bit tertentu (BER=10-12) modul optik.Unit ialah dBm.
Perlu diingatkan bahawa pengesan foto akan muncul fenomena ketepuan arus foto di bawah penyinaran cahaya yang kuat.Apabila fenomena ini berlaku, pengesan memerlukan tempoh masa tertentu untuk pulih.Pada masa ini, sensitiviti penerimaan berkurangan, dan isyarat yang diterima mungkin salah dinilai.menyebabkan ralat kod.Ringkasnya, jika kuasa optik input melebihi kuasa optik yang berlebihan ini, ia boleh menyebabkan kerosakan pada peralatan.Semasa penggunaan dan operasi, cuba elakkan pendedahan cahaya yang kuat untuk mengelakkan melebihi kuasa optik beban lampau.
Sensitiviti penerima
Kepekaan penerimaan merujuk kepada purata kuasa optik input purata minimum yang boleh diterima oleh komponen akhir penerima di bawah keadaan kadar ralat bit tertentu (BER=10-12) modul optik.Jika kuasa optik pemancar merujuk kepada keamatan cahaya pada hujung penghantaran, maka kepekaan terima merujuk kepada keamatan cahaya yang boleh dikesan oleh modul optik.Unit ialah dBm.
Secara umum, semakin tinggi kadar, semakin teruk sensitiviti penerimaan, iaitu, semakin besar kuasa optik minimum yang diterima, semakin tinggi keperluan untuk komponen akhir penerima modul optik.
Menerima kuasa optik
Kuasa optik yang diterima merujuk kepada julat kuasa optik purata yang boleh diterima oleh komponen akhir penerima di bawah keadaan kadar ralat bit tertentu (BER=10-12) modul optik.Unit ialah dBm.Had atas kuasa optik yang diterima ialah kuasa optik beban lampau, dan had bawah ialah nilai maksimum sensitiviti penerima.
Secara umumnya, apabila kuasa optik yang diterima lebih rendah daripada kepekaan penerima, isyarat mungkin tidak diterima secara normal kerana kuasa optik terlalu lemah.Apabila kuasa optik yang diterima lebih besar daripada kuasa optik beban lampau, isyarat mungkin tidak diterima secara normal kerana ralat bit.
Indeks prestasi komprehensif
kelajuan antara muka
Kadar isyarat elektrik maksimum bagi penghantaran bebas ralat yang boleh dibawa oleh peranti optik, standard Ethernet menetapkan: 125Mbit/s, 1.25Gbit/s, 10.3125Gbit/s, 41.25Gbit/s.
Jarak penghantaran
Jarak penghantaran modul optik terutamanya dihadkan oleh kehilangan dan penyebaran.Kehilangan adalah kehilangan tenaga cahaya akibat penyerapan, penyerakan dan kebocoran medium apabila cahaya dipancarkan dalam gentian optik.Bahagian tenaga ini hilang pada kadar tertentu apabila jarak penghantaran meningkat.Penyerakan terutamanya disebabkan oleh fakta bahawa gelombang elektromagnet dengan panjang gelombang yang berbeza merambat pada kelajuan yang berbeza dalam medium yang sama, mengakibatkan komponen panjang gelombang yang berbeza bagi isyarat optik tiba di hujung penerima pada masa yang berbeza disebabkan oleh pengumpulan jarak penghantaran, mengakibatkan nadi. meluas, yang menjadikannya mustahil untuk membezakan nilai isyarat.
Dari segi penyebaran terhad modul optik, jarak terhad adalah jauh lebih besar daripada jarak terhad kehilangan, jadi ia boleh diabaikan.Had kehilangan boleh dianggarkan mengikut formula: jarak terhad kehilangan = (kuasa optik yang dihantar – kepekaan menerima) / pengecilan gentian.Pengecilan gentian optik sangat berkaitan dengan gentian optik terpilih sebenar.