Som en viktig del av optisk fiberkommunikasjon er optiske moduler optoelektroniske enheter som realiserer funksjonene til fotoelektrisk konvertering og elektrooptisk konvertering i prosessen med optisk signaloverføring.
Den optiske modulen fungerer på det fysiske laget av OSI-modellen og er en av kjernekomponentene i det optiske fiberkommunikasjonssystemet.Den er hovedsakelig sammensatt av optoelektroniske enheter (optiske sendere, optiske mottakere), funksjonelle kretser og optiske grensesnitt.Hovedfunksjonen er å realisere fotoelektrisk konvertering og elektro-optisk konverteringsfunksjoner i optisk fiberkommunikasjon.Arbeidsprinsippet til den optiske modulen er vist i arbeidsprinsippdiagrammet til den optiske modulen.
Sendegrensesnittet legger inn et elektrisk signal med en viss kodehastighet, og etter å ha blitt behandlet av den interne driverbrikken, sendes det modulerte optiske signalet til den tilsvarende hastigheten ut av den drivende halvlederlaseren (LD) eller lysdioden (LED).Etter overføring gjennom den optiske fiberen, sender mottakergrensesnittet det optiske signalet. Det konverteres til et elektrisk signal av en fotodetektordiode, og et elektrisk signal med en tilsvarende kodehastighet sendes ut etter å ha passert gjennom en forforsterker.
Hva er de viktigste ytelsesindikatorene til den optiske modulen
Hvordan måle ytelsesindeksen til den optiske modulen?Vi kan forstå ytelsesindikatorene til optiske moduler fra følgende aspekter.
Sender av optisk modul
Gjennomsnittlig optisk overføringseffekt
Den gjennomsnittlige overførte optiske effekten refererer til den optiske utgangseffekten fra lyskilden ved overføringsenden av den optiske modulen under normale arbeidsforhold, som kan forstås som lysintensiteten.Den overførte optiske effekten er relatert til andelen "1" i det overførte datasignalet.Jo mer "1", jo større er den optiske kraften.Når senderen sender et pseudo-tilfeldig sekvenssignal, utgjør "1" og "0" omtrent halvparten hver.På dette tidspunktet er effekten oppnådd av testen den gjennomsnittlige overførte optiske effekten, og enheten er W eller mW eller dBm.Blant dem er W eller mW en lineær enhet, og dBm er en logaritmisk enhet.I kommunikasjon bruker vi vanligvis dBm for å representere optisk kraft.
Utryddelsesforhold
Ekstinksjonsforholdet refererer til minimumsverdien av forholdet mellom den gjennomsnittlige optiske effekten til laseren når den sender ut alle "1"-koder til den gjennomsnittlige optiske effekten som sendes ut når alle "0"-kodene sendes ut under fullmodulasjonsforhold, og enheten er dB .Som vist i figur 1-3, når vi konverterer et elektrisk signal til et optisk signal, konverterer laseren i den overførende delen av den optiske modulen det til et optisk signal i henhold til kodehastigheten til det elektriske inngangssignalet.Den gjennomsnittlige optiske effekten når alle "1"-koder representerer gjennomsnittseffekten til laseren som sender ut lyset, den gjennomsnittlige optiske effekten når alle "0"-kodene representerer gjennomsnittseffekten til laseren som ikke sender ut lys, og ekstinksjonsforholdet representerer evnen å skille mellom 0 og 1 signaler, så ekstinksjonsforhold kan betraktes som et mål på laserens driftseffektivitet.Typiske minimumsverdier for ekstinksjonsforholdet varierer fra 8,2dB til 10dB.
Senterbølgelengden til det optiske signalet
I emisjonsspekteret, bølgelengden som tilsvarer midtpunktet til linjesegmentet som forbinder 50℅ maksimale amplitudeverdier.Ulike typer lasere eller to lasere av samme type vil ha forskjellige senterbølgelengder på grunn av prosess, produksjon og andre årsaker.Selv samme laser kan ha forskjellige senterbølgelengder under forskjellige forhold.Vanligvis gir produsenter av optiske enheter og optiske moduler brukere en parameter, det vil si senterbølgelengden (som 850nm), og denne parameteren er vanligvis et område.For tiden er det hovedsakelig tre sentrale bølgelengder av vanlige optiske moduler: 850nm-bånd, 1310nm-bånd og 1550nm-bånd.
Hvorfor er det definert i disse tre bandene?Dette er relatert til tapet av det optiske fiberoverføringsmediet til det optiske signalet.Gjennom kontinuerlig forskning og eksperimenter finner man at fibertapet vanligvis avtar med lengden på bølgelengden.Tapet ved 850nm er mindre, og tapet ved 900 ~ 1300nm blir høyere;mens ved 1310nm blir det lavere, og tapet ved 1550nm er det laveste, og tapet over 1650nm har en tendens til å øke.Så 850nm er det såkalte kortbølgelengdevinduet, og 1310nm og 1550nm er lange bølgelengdevinduer.
Mottaker av optisk modul
Overbelast optisk kraft
Også kjent som mettet optisk effekt, refererer det til den maksimale gjennomsnittlige optiske inngangseffekten som mottakerendekomponentene kan motta under en viss bitfeilrate (BER=10-12) tilstand for den optiske modulen.Enheten er dBm.
Det skal bemerkes at fotodetektoren vil vises som fotostrømmetningsfenomen under sterk lysbestråling.Når dette fenomenet oppstår, trenger detektoren en viss tid for å komme seg.På dette tidspunktet reduseres mottaksfølsomheten, og det mottatte signalet kan bli feilvurdert.forårsake kodefeil.For å si det enkelt, hvis den optiske inngangseffekten overstiger denne optiske overbelastningseffekten, kan det forårsake skade på utstyret.Under bruk og drift, prøv å unngå sterk lyseksponering for å forhindre overbelastning av den optiske kraften.
Mottakers følsomhet
Mottaksfølsomhet refererer til den minste gjennomsnittlige optiske inngangseffekten som mottakerendekomponentene kan motta under betingelsen av en viss bitfeilrate (BER=10-12) til den optiske modulen.Hvis den optiske overføringseffekten refererer til lysintensiteten ved sendeenden, refererer mottaksfølsomheten til lysintensiteten som kan detekteres av den optiske modulen.Enheten er dBm.
Generelt, jo høyere hastigheten er, jo dårligere er mottaksfølsomheten, det vil si jo større den minimale mottatte optiske effekten, desto høyere er kravene til mottaksendekomponentene til den optiske modulen.
Mottatt optisk kraft
Den mottatte optiske effekten refererer til det gjennomsnittlige optiske effektområdet som de mottakende endekomponentene kan motta under betingelsen av en viss bitfeilrate (BER=10-12) til den optiske modulen.Enheten er dBm.Den øvre grensen for den mottatte optiske effekten er den optiske overbelastningseffekten, og den nedre grensen er den maksimale verdien for mottaksfølsomheten.
Generelt sett, når den mottatte optiske effekten er lavere enn mottaksfølsomheten, kan det hende at signalet ikke mottas normalt fordi den optiske effekten er for svak.Når den mottatte optiske effekten er større enn den optiske overbelastningseffekten, kan det hende at signaler ikke mottas normalt på grunn av bitfeil.
Omfattende ytelsesindeks
grensesnitthastighet
Den maksimale elektriske signalhastigheten for feilfri overføring som optiske enheter kan bære, fastsetter Ethernet-standarden: 125Mbit/s, 1,25Gbit/s, 10,3125Gbit/s, 41,25Gbit/s.
Sendingsavstand
Overføringsavstanden til optiske moduler er hovedsakelig begrenset av tap og spredning.Tap er tap av lysenergi på grunn av absorpsjon, spredning og lekkasje av mediet når lys overføres i den optiske fiberen.Denne delen av energien spres med en viss hastighet når overføringsavstanden øker.Spredning skyldes hovedsakelig det faktum at elektromagnetiske bølger med forskjellige bølgelengder forplanter seg med forskjellige hastigheter i samme medium, noe som resulterer i at forskjellige bølgelengdekomponenter i det optiske signalet kommer til mottakeren til forskjellige tider på grunn av akkumulering av overføringsavstander, noe som resulterer i puls utvidelse, noe som gjør det umulig å skille signalverdi.
Når det gjelder den begrensede spredningen av den optiske modulen, er den begrensede avstanden langt større enn den begrensede avstanden til tapet, så den kan ignoreres.Tapsgrensen kan estimeres i henhold til formelen: tapsbegrenset avstand = (overført optisk effekt – mottaksfølsomhet) / fiberdempning.Dempingen av den optiske fiberen er sterkt relatert til den faktiske valgte optiske fiberen.
Innleggstid: 27. april 2023