Som en viktig del av optisk fiberkommunikation är optiska moduler optoelektroniska enheter som realiserar funktionerna för fotoelektrisk omvandling och elektrooptisk omvandling i processen för optisk signalöverföring.
Den optiska modulen arbetar på det fysiska lagret av OSI-modellen och är en av kärnkomponenterna i det optiska fiberkommunikationssystemet.Den består huvudsakligen av optoelektroniska enheter (optiska sändare, optiska mottagare), funktionella kretsar och optiska gränssnitt.Dess huvudsakliga funktion är att realisera fotoelektrisk omvandling och elektrooptisk omvandling i optisk fiberkommunikation.Funktionsprincipen för den optiska modulen visas i arbetsprincipdiagrammet för den optiska modulen.
Det sändande gränssnittet matar in en elektrisk signal med en viss kodhastighet, och efter att ha bearbetats av det interna drivarchipset, sänds den modulerade optiska signalen av motsvarande hastighet ut av den drivande halvledarlasern (LD) eller lysdioden (LED).Efter överföring genom den optiska fibern sänder mottagningsgränssnittet den optiska signalen. Den omvandlas till en elektrisk signal av en fotodetektordiod, och en elektrisk signal med motsvarande kodhastighet matas ut efter att ha passerat en förförstärkare.
Vilka är de viktigaste prestandaindikatorerna för den optiska modulen
Hur mäter man prestandaindexet för den optiska modulen?Vi kan förstå prestandaindikatorerna för optiska moduler från följande aspekter.
Sändare av optisk modul
Genomsnittlig optisk sändningseffekt
Den genomsnittliga överförda optiska effekten avser den optiska uteffekten från ljuskällan vid den sändande änden av den optiska modulen under normala arbetsförhållanden, vilket kan förstås som ljusets intensitet.Den överförda optiska effekten är relaterad till andelen "1" i den överförda datasignalen.Ju mer "1", desto större optisk effekt.När sändaren skickar en pseudo-slumpmässig sekvenssignal står "1" och "0" ungefär för hälften vardera.Vid denna tidpunkt är effekten som erhålls genom testet den genomsnittliga överförda optiska effekten, och enheten är W eller mW eller dBm.Bland dem är W eller mW en linjär enhet och dBm är en logaritmisk enhet.I kommunikation använder vi vanligtvis dBm för att representera optisk effekt.
Utsläckningsförhållande
Extinktionsförhållandet hänvisar till det lägsta värdet av förhållandet mellan den genomsnittliga optiska effekten hos lasern när den sänder ut alla "1"-koder till den genomsnittliga optiska effekten som sänds ut när alla "0"-koder sänds ut under fullmodulationsförhållanden, och enheten är dB .Som visas i figur 1-3, när vi omvandlar en elektrisk signal till en optisk signal, omvandlar lasern i den sändande delen av den optiska modulen den till en optisk signal enligt kodhastigheten för den ingående elektriska signalen.Den genomsnittliga optiska effekten när alla "1"-koder representerar medeleffekten för det laserutsändande ljuset, den genomsnittliga optiska effekten när alla "0"-koder representerar medeleffekten för lasern som inte avger ljus, och extinktionsförhållandet representerar förmågan för att skilja mellan 0 och 1-signaler, så Extinktionsförhållande kan betraktas som ett mått på laserdriftseffektivitet.Typiska minimivärden för släckningsförhållandet sträcker sig från 8,2dB till 10dB.
Den optiska signalens mittvåglängd
I emissionsspektrumet, våglängden som motsvarar mittpunkten av linjesegmentet som förbinder 50℅ maximala amplitudvärden.Olika typer av lasrar eller två lasrar av samma typ kommer att ha olika centrumvåglängder på grund av process, produktion och andra skäl.Även samma laser kan ha olika centrumvåglängder under olika förhållanden.Generellt ger tillverkare av optiska enheter och optiska moduler användarna en parameter, det vill säga mittvåglängden (som 850 nm), och denna parameter är i allmänhet ett intervall.För närvarande finns det huvudsakligen tre centrala våglängder av vanliga optiska moduler: 850nm band, 1310nm band och 1550nm band.
Varför definieras det i dessa tre band?Detta är relaterat till förlusten av det optiska fiberöverföringsmediet för den optiska signalen.Genom kontinuerlig forskning och experiment finner man att fiberförlusten vanligtvis minskar med längden på våglängden.Förlusten vid 850nm är mindre, och förlusten vid 900 ~ 1300nm blir högre;medan den vid 1310nm blir lägre, och förlusten vid 1550nm är den lägsta, och förlusten över 1650nm tenderar att öka.Så 850nm är det så kallade kortvåglängdsfönstret, och 1310nm och 1550nm är långvåglängdsfönster.
Mottagare av optisk modul
Överbelasta optisk effekt
Även känd som mättad optisk effekt, det hänvisar till den maximala ingående genomsnittliga optiska effekten som de mottagande ändkomponenterna kan ta emot under en viss bitfelsfrekvens (BER=10-12) för den optiska modulen.Enheten är dBm.
Det bör noteras att fotodetektorn kommer att uppträda som ett fotoströmmättnadsfenomen under stark ljusbestrålning.När detta fenomen inträffar behöver detektorn en viss tid för att återhämta sig.Vid denna tidpunkt minskar mottagningskänsligheten och den mottagna signalen kan bli felbedömd.orsaka kodfel.För att uttrycka det enkelt, om den ingående optiska effekten överstiger denna optiska överbelastning, kan det orsaka skada på utrustningen.Under användning och drift, försök att undvika stark ljusexponering för att förhindra att den optiska överbelastningen överskrids.
Mottagarens känslighet
Mottagningskänslighet hänvisar till den minimala genomsnittliga optiska ineffekten som de mottagande ändkomponenterna kan ta emot under villkoret av en viss bitfelfrekvens (BER=10-12) för den optiska modulen.Om den optiska sändningseffekten hänvisar till ljusintensiteten vid sändningsänden, hänvisar mottagningskänsligheten till den ljusintensitet som kan detekteras av den optiska modulen.Enheten är dBm.
I allmänhet gäller att ju högre frekvensen är, desto sämre mottagningskänslighet, det vill säga ju högre den minsta mottagna optiska effekten, desto högre är kraven på den optiska modulens mottagande ändkomponenter.
Mottog optisk kraft
Den mottagna optiska effekten hänvisar till det genomsnittliga optiska effektområdet som de mottagande ändkomponenterna kan ta emot under villkoret av en viss bitfelsfrekvens (BER=10-12) för den optiska modulen.Enheten är dBm.Den övre gränsen för den mottagna optiska effekten är den optiska överbelastningseffekten, och den undre gränsen är det maximala värdet för den mottagande känsligheten.
Generellt sett, när den mottagna optiska effekten är lägre än mottagningskänsligheten, kan det hända att signalen inte tas emot normalt eftersom den optiska effekten är för svag.När den mottagna optiska effekten är större än den optiska överbelastningseffekten kan det hända att signaler inte tas emot normalt på grund av bitfel.
Omfattande prestationsindex
gränssnittshastighet
Den maximala elektriska signalhastigheten för felfri överföring som optiska enheter kan bära, fastställer Ethernet-standarden: 125Mbit/s, 1,25Gbit/s, 10,3125Gbit/s, 41,25Gbit/s.
Överföringsavstånd
Sändningsavståndet för optiska moduler begränsas huvudsakligen av förlust och spridning.Förlust är förlusten av ljusenergi på grund av absorption, spridning och läckage av mediet när ljus överförs i den optiska fibern.Denna del av energin försvinner med en viss hastighet när överföringsavståndet ökar.Dispersion beror främst på det faktum att elektromagnetiska vågor med olika våglängder fortplantar sig med olika hastigheter i samma medium, vilket resulterar i att olika våglängdskomponenter i den optiska signalen anländer till den mottagande änden vid olika tidpunkter på grund av ackumuleringen av överföringsavstånd, vilket resulterar i puls breddning, vilket gör det omöjligt att särskilja signalvärden.
När det gäller den begränsade spridningen av den optiska modulen är det begränsade avståndet mycket större än det begränsade avståndet för förlusten, så det kan ignoreras.Förlustgränsen kan uppskattas enligt formeln: förlustbegränsat avstånd = (sänd optisk effekt – mottagningskänslighet) / fiberdämpning.Dämpningen av den optiska fibern är starkt relaterad till den faktiska valda optiska fibern.
Posttid: 2023-apr-27