Принцип рада оптичког модула

Као важан део комуникације оптичким влакнима, оптички модули су оптоелектронски уређаји који реализују функције фотоелектричне конверзије и електрооптичке конверзије у процесу преноса оптичког сигнала.
Оптички модул ради на физичком слоју ОСИ модела и једна је од кључних компоненти у комуникационом систему оптичких влакана.Углавном се састоји од оптоелектронских уређаја (оптички предајници, оптички пријемници), функционалних кола и оптичких интерфејса.Његова главна функција је да реализује функције фотоелектричне конверзије и електро-оптичке конверзије у комуникацији са оптичким влакнима.Принцип рада оптичког модула је приказан на дијаграму принципа рада оптичког модула.

Интерфејс за слање уноси електрични сигнал са одређеном брзином кода, а након обраде од стране унутрашњег управљачког чипа, модулисани оптички сигнал одговарајуће брзине емитује покретачки полупроводнички ласер (ЛД) или светлећа диода (ЛЕД).Након преноса кроз оптичко влакно, пријемни интерфејс преноси оптички сигнал. Он се претвара у електрични сигнал помоћу фотодетекторске диоде, а електрични сигнал одговарајуће кодне брзине се емитује након проласка кроз претпојачало.
Који су кључни показатељи перформанси оптичког модула
Како измерити индекс перформанси оптичког модула?Индикаторе перформанси оптичких модула можемо разумети са следећих аспеката.
Предајник оптичког модула
Просечна оптичка снага преноса
Просечна емитована оптичка снага се односи на излазну оптичку снагу извора светлости на предајном крају оптичког модула у нормалним радним условима, што се може схватити као интензитет светлости.Преношена оптичка снага је повезана са пропорцијом „1″ у сигналу пренетих података.Што је више „1″, већа је оптичка снага.Када предајник пошаље сигнал псеудо-случајне секвенце, „1″ и „0″ отприлике чине половину сваког.У овом тренутку, снага добијена тестом је просечна преношена оптичка снага, а јединица је В или мВ или дБм.Међу њима, В или мВ је линеарна јединица, а дБм је логаритамска јединица.У комуникацији обично користимо дБм за представљање оптичке снаге.
Однос изумирања
Однос екстинкције се односи на минималну вредност односа просечне оптичке снаге ласера ​​када емитује све „1″ кодове до просечне оптичке снаге емитоване када се сви „0″ кодови емитују у условима пуне модулације, а јединица је дБ .Као што је приказано на слици 1-3, када конвертујемо електрични сигнал у оптички, ласер у предајном делу оптичког модула га претвара у оптички сигнал у складу са кодном брзином улазног електричног сигнала.Просечна оптичка снага када сви „1″ кодови представљају просечну снагу ласера ​​који емитује светлост, просечна оптичка снага када сви „0″ кодови представљају просечну снагу ласера ​​који не емитује светлост, а однос екстинкције представља способност да разликује сигнале од 0 и 1, тако да се однос изумирања може сматрати мером ефикасности рада ласера.Типичне минималне вредности за однос екстинкције крећу се од 8,2 дБ до 10 дБ.
Централна таласна дужина оптичког сигнала
У спектру емисије, таласна дужина која одговара средини сегмента линије који повезује вредности максималне амплитуде од 50℅.Различити типови ласера ​​или два ласера ​​истог типа ће имати различите централне таласне дужине због процеса, производње и других разлога.Чак и исти ласер може имати различите централне таласне дужине под различитим условима.Генерално, произвођачи оптичких уређаја и оптичких модула дају корисницима параметар, односно централну таласну дужину (као што је 850 нм), а овај параметар је углавном опсег.Тренутно постоје углавном три централне таласне дужине најчешће коришћених оптичких модула: опсег од 850 нм, опсег од 1310 нм и опсег од 1550 нм.
Зашто је дефинисан у ова три опсега?Ово је повезано са губитком медија за пренос оптичког сигнала оптичким влакном.Континуираним истраживањем и експериментима, утврђено је да се губитак влакана обично смањује са дужином таласне дужине.Губитак на 850 нм је мањи, а губитак на 900 ~ 1300 нм постаје већи;док на 1310нм постаје нижи, а губитак на 1550нм је најмањи, а губитак изнад 1650нм има тенденцију повећања.Дакле, 850нм је такозвани прозор кратке таласне дужине, а 1310нм и 1550нм су прозори дуге таласне дужине.
Пријемник оптичког модула
Преоптеретити оптичку снагу
Такође позната као засићена оптичка снага, она се односи на максималну улазну просечну оптичку снагу коју компоненте пријемног краја могу да приме под одређеном стопом грешке у биту (БЕР=10-12) условима оптичког модула.Јединица је дБм.
Треба напоменути да ће се на фотодетектору појавити феномен засићења фотострује под јаким светлосним зрачењем.Када дође до ове појаве, детектору је потребно одређено време да се опорави.У овом тренутку, осетљивост пријема се смањује, а примљени сигнал може бити погрешно процењен.узрок грешака кода.Поједностављено речено, ако улазна оптичка снага премашује ову оптичку снагу преоптерећења, то може проузроковати оштећење опреме.Током употребе и рада, покушајте да избегнете јако излагање светлости како бисте спречили прекорачење оптичке снаге преоптерећења.
Осетљивост пријемника
Осетљивост пријема се односи на минималну просечну улазну оптичку снагу коју компоненте пријемног краја могу да приме под условом одређене стопе грешке у биту (БЕР=10-12) оптичког модула.Ако се оптичка снага преноса односи на интензитет светлости на крају за слање, онда се осетљивост пријема односи на интензитет светлости који оптички модул може детектовати.Јединица је дБм.
Генерално, што је већа брзина, то је лошија осетљивост пријема, односно што је већа минимална примљена оптичка снага, то су већи захтеви за пријемне крајње компоненте оптичког модула.
Примљена оптичка снага
Примљена оптичка снага се односи на просечни опсег оптичке снаге који компоненте пријемног краја могу да приме под условом одређене стопе грешке у биту (БЕР=10-12) оптичког модула.Јединица је дБм.Горња граница примљене оптичке снаге је оптичка снага преоптерећења, а доња граница је максимална вредност пријемне осетљивости.
Уопштено говорећи, када је примљена оптичка снага нижа од осетљивости пријема, сигнал можда неће бити нормално примљен јер је оптичка снага преслаба.Када је примљена оптичка снага већа од оптичке снаге преоптерећења, сигнали се можда неће нормално примати због грешака у биту.
Свеобухватан индекс учинка
брзина интерфејса
Максимална брзина електричног сигнала за пренос без грешака коју оптички уређаји могу да пренесу, Етхернет стандард предвиђа: 125Мбит/с, 1,25Гбит/с, 10,3125Гбит/с, 41,25Гбит/с.
Удаљеност преноса
Удаљеност преноса оптичких модула је углавном ограничена губицима и дисперзијом.Губитак је губитак светлосне енергије услед апсорпције, расејања и цурења медијума када се светлост преноси у оптичко влакно.Овај део енергије се расипа одређеном брзином како се даљина преноса повећава.Дисперзија је углавном због чињенице да се електромагнетни таласи различитих таласних дужина шире различитим брзинама у истом медијуму, што доводи до различитих компоненти таласне дужине оптичког сигнала које стижу на пријемни крај у различито време због акумулације удаљености преноса, што доводи до импулса. проширење, што онемогућава разликовање вредности сигнала.
У погледу ограничене дисперзије оптичког модула, ограничено растојање је далеко веће од ограниченог растојања губитка, тако да се може занемарити.Граница губитака се може проценити према формули: ограничена удаљеност губитка = (преношена оптичка снага – осетљивост пријема) / слабљење влакана.Слабљење оптичког влакна је уско повезано са стварним изабраним оптичким влакном.