Ca parte importantă a comunicației prin fibră optică, modulele optice sunt dispozitive optoelectronice care realizează funcțiile de conversie fotoelectrică și conversie electro-optică în procesul de transmitere a semnalului optic.
Modulul optic funcționează la nivelul fizic al modelului OSI și este una dintre componentele de bază ale sistemului de comunicații prin fibră optică.Este compus în principal din dispozitive optoelectronice (emițătoare optice, receptoare optice), circuite funcționale și interfețe optice.Funcția sa principală este de a realiza funcțiile de conversie fotoelectrică și conversie electro-optică în comunicațiile cu fibră optică.Principiul de funcționare al modulului optic este prezentat în diagrama principiului de funcționare a modulului optic.
Interfața de trimitere introduce un semnal electric cu o anumită rată de cod și, după ce a fost procesată de cipul de driver intern, semnalul optic modulat al ratei corespunzătoare este emis de laserul semiconductor de comandă (LD) sau dioda emițătoare de lumină (LED).După transmiterea prin fibra optică, interfața de recepție transmite semnalul optic. Acesta este convertit într-un semnal electric printr-o diodă fotodetectoare și un semnal electric cu o rată de cod corespunzătoare este scos după trecerea printr-un preamplificator.
Care sunt indicatorii cheie de performanță ai modulului optic
Cum se măsoară indicele de performanță al modulului optic?Putem înțelege indicatorii de performanță ai modulelor optice din următoarele aspecte.
Transmițător al modulului optic
Putere optică de transmisie medie
Puterea optică medie transmisă se referă la puterea optică de ieșire de către sursa de lumină la capătul de transmisie al modulului optic în condiții normale de lucru, care poate fi înțeleasă ca intensitatea luminii.Puterea optică transmisă este legată de proporția de „1″ în semnalul de date transmis.Cu cât „1″ este mai mare, cu atât puterea optică este mai mare.Când transmițătorul trimite un semnal de secvență pseudo-aleatorie, „1″ și „0″ reprezintă aproximativ jumătate din fiecare.În acest moment, puterea obținută prin test este puterea optică transmisă medie, iar unitatea este W sau mW sau dBm.Printre acestea, W sau mW este o unitate liniară, iar dBm este o unitate logaritmică.În comunicare, folosim de obicei dBm pentru a reprezenta puterea optică.
Raportul de extincție
Raportul de stingere se referă la valoarea minimă a raportului dintre puterea optică medie a laserului la emiterea tuturor codurilor „1″ la puterea optică medie emisă atunci când toate codurile „0″ sunt emise în condiții de modulație completă, iar unitatea este dB. .După cum se arată în Figura 1-3, când convertim un semnal electric într-un semnal optic, laserul din partea de transmisie a modulului optic îl transformă într-un semnal optic în funcție de rata de cod a semnalului electric de intrare.Puterea optică medie atunci când toate codurile „1″ reprezintă puterea medie a luminii care emite laser, puterea optică medie când toate codurile „0″ reprezintă puterea medie a laserului care nu emite lumină, iar raportul de stingere reprezintă capacitatea pentru a distinge între 0 și 1 semnale, astfel încât raportul de extincție poate fi privit ca o măsură a eficienței de operare a laserului.Valorile minime tipice pentru raportul de extincție sunt cuprinse între 8,2 dB și 10 dB.
Lungimea de undă centrală a semnalului optic
În spectrul de emisie, lungimea de undă corespunzătoare punctului de mijloc al segmentului de linie care conectează valorile de amplitudine maximă de 50℅.Diferite tipuri de lasere sau două lasere de același tip vor avea lungimi de undă centrale diferite din cauza procesului, producției și din alte motive.Chiar și același laser poate avea lungimi de undă centrale diferite în condiții diferite.În general, producătorii de dispozitive optice și module optice oferă utilizatorilor un parametru, adică lungimea de undă centrală (cum ar fi 850 nm), iar acest parametru este în general un interval.În prezent, există în principal trei lungimi de undă centrale ale modulelor optice utilizate în mod obișnuit: bandă de 850 nm, bandă de 1310 nm și bandă de 1550 nm.
De ce este definit în aceste trei benzi?Aceasta este legată de pierderea mediului de transmisie prin fibră optică a semnalului optic.Prin cercetări și experimente continue, se constată că pierderea fibrelor scade de obicei odată cu lungimea lungimii de undă.Pierderea la 850nm este mai mică, iar pierderea la 900 ~ 1300nm devine mai mare;în timp ce la 1310nm, devine mai scăzută, iar pierderea la 1550nm este cea mai mică, iar pierderea peste 1650nm tinde să crească.Deci 850nm este așa-numita fereastră cu lungime de undă scurtă, iar 1310nm și 1550nm sunt ferestre cu lungime de undă lungă.
Receptorul modulului optic
Supraîncărcare putere optică
Cunoscută și sub denumirea de putere optică saturată, se referă la puterea optică medie maximă de intrare pe care o pot primi componentele de la capătul de recepție într-o anumită condiție de rată de eroare a biților (BER=10-12) a modulului optic.Unitatea este dBm.
Trebuie remarcat faptul că fotodetectorul va apărea fenomen de saturație fotocurent sub iradiere luminoasă puternică.Când apare acest fenomen, detectorul are nevoie de o anumită perioadă de timp pentru a se recupera.În acest moment, sensibilitatea de recepție scade și semnalul primit poate fi evaluat greșit.provoacă erori de cod.Pentru a spune simplu, dacă puterea optică de intrare depășește această putere optică de suprasarcină, aceasta poate provoca deteriorarea echipamentului.În timpul utilizării și al funcționării, încercați să evitați expunerea la lumină puternică pentru a preveni depășirea puterii optice de suprasarcină.
Sensibilitatea receptorului
Sensibilitatea de recepție se referă la puterea optică de intrare medie minimă pe care o pot primi componentele terminale de recepție în condițiile unei anumite rate de eroare de biți (BER=10-12) a modulului optic.Dacă puterea optică de transmisie se referă la intensitatea luminii la capătul de trimitere, atunci sensibilitatea de recepție se referă la intensitatea luminii care poate fi detectată de modulul optic.Unitatea este dBm.
În general, cu cât rata este mai mare, cu atât sensibilitatea de recepție este mai slabă, adică cu cât puterea optică minimă recepționată este mai mare, cu atât cerințele pentru componentele terminale de recepție ale modulului optic sunt mai mari.
Putere optică primită
Puterea optică recepționată se referă la intervalul mediu de putere optică pe care îl pot primi componentele terminale de recepție în condițiile unei anumite rate de eroare de biți (BER=10-12) a modulului optic.Unitatea este dBm.Limita superioară a puterii optice primite este puterea optică de suprasarcină, iar limita inferioară este valoarea maximă a sensibilității de recepție.
În general, atunci când puterea optică recepționată este mai mică decât sensibilitatea de recepție, semnalul poate să nu fie recepționat în mod normal, deoarece puterea optică este prea slabă.Când puterea optică primită este mai mare decât puterea optică de suprasarcină, semnalele pot să nu fie recepționate în mod normal din cauza erorilor de biți.
Indicele de performanță cuprinzător
viteza interfeței
Rata maximă a semnalului electric de transmisie fără erori pe care o pot transporta dispozitivele optice, standardul Ethernet prevede: 125Mbit/s, 1.25Gbit/s, 10.3125Gbit/s, 41.25Gbit/s.
Distanța de transmisie
Distanța de transmisie a modulelor optice este limitată în principal de pierderi și dispersie.Pierderea este pierderea energiei luminoase din cauza absorbției, împrăștierii și scurgerii mediului atunci când lumina este transmisă în fibra optică.Această parte a energiei este disipată cu o anumită rată pe măsură ce distanța de transmisie crește.Dispersia se datorează în principal faptului că undele electromagnetice de lungimi de undă diferite se propagă la viteze diferite în același mediu, rezultând componente de lungimi de undă diferite ale semnalului optic care ajung la capătul de recepție în momente diferite, datorită acumulării distanțelor de transmisie, rezultând impulsuri. lărgirea, ceea ce face imposibilă distingerea valorii semnalelor.
În ceea ce privește dispersia limitată a modulului optic, distanța limitată este mult mai mare decât distanța limitată a pierderii, deci poate fi ignorată.Limita de pierdere poate fi estimată după formula: distanță limitată de pierdere = (putere optică transmisă – sensibilitate de recepție) / atenuare fibre.Atenuarea fibrei optice este strâns legată de fibra optică reală selectată.
Ora postării: Apr-27-2023