ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క పని సూత్రం

ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్‌లో ముఖ్యమైన భాగంగా, ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ ఆప్టికల్ సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ప్రక్రియలో ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడి మరియు ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మార్పిడి యొక్క విధులను గ్రహించే ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు.
ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ OSI మోడల్ యొక్క భౌతిక పొరలో పనిచేస్తుంది మరియు ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్‌లోని ప్రధాన భాగాలలో ఒకటి.ఇది ప్రధానంగా ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు (ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిటర్లు, ఆప్టికల్ రిసీవర్లు), ఫంక్షనల్ సర్క్యూట్‌లు మరియు ఆప్టికల్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లతో కూడి ఉంటుంది.ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్‌లో ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ కన్వర్షన్ మరియు ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ కన్వర్షన్ ఫంక్షన్‌లను గ్రహించడం దీని ప్రధాన విధి.ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క పని సూత్రం ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క పని సూత్రం రేఖాచిత్రంలో చూపబడింది.

పంపే ఇంటర్‌ఫేస్ నిర్దిష్ట కోడ్ రేట్‌తో విద్యుత్ సిగ్నల్‌ను ఇన్‌పుట్ చేస్తుంది మరియు అంతర్గత డ్రైవర్ చిప్ ద్వారా ప్రాసెస్ చేయబడిన తర్వాత, సంబంధిత రేటు యొక్క మాడ్యులేటెడ్ ఆప్టికల్ సిగ్నల్ డ్రైవింగ్ సెమీకండక్టర్ లేజర్ (LD) లేదా లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్ (LED) ద్వారా విడుదల చేయబడుతుంది.ఆప్టికల్ ఫైబర్ ద్వారా ప్రసారం చేసిన తర్వాత, స్వీకరించే ఇంటర్‌ఫేస్ ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేస్తుంది, ఇది ఫోటోడెటెక్టర్ డయోడ్ ద్వారా ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌గా మార్చబడుతుంది మరియు ప్రీయాంప్లిఫైయర్ గుండా వెళ్ళిన తర్వాత సంబంధిత కోడ్ రేట్ యొక్క ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్ అవుట్‌పుట్ అవుతుంది.
ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క కీ పనితీరు సూచికలు ఏమిటి
ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క పనితీరు సూచికను ఎలా కొలవాలి?కింది అంశాల నుండి ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ యొక్క పనితీరు సూచికలను మనం అర్థం చేసుకోవచ్చు.
ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క ట్రాన్స్మిటర్
సగటు ప్రసార ఆప్టికల్ పవర్
సగటు ప్రసారం చేయబడిన ఆప్టికల్ పవర్ అనేది సాధారణ పని పరిస్థితుల్లో ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క ప్రసార ముగింపులో కాంతి మూలం ద్వారా ఆప్టికల్ పవర్ అవుట్‌పుట్‌ను సూచిస్తుంది, దీనిని కాంతి తీవ్రతగా అర్థం చేసుకోవచ్చు.ప్రసారం చేయబడిన ఆప్టికల్ పవర్ ప్రసారం చేయబడిన డేటా సిగ్నల్‌లోని “1″ నిష్పత్తికి సంబంధించినది.ఎక్కువ “1″, ఎక్కువ ఆప్టికల్ పవర్.ట్రాన్స్‌మిటర్ ఒక సూడో-రాండమ్ సీక్వెన్స్ సిగ్నల్‌ను పంపినప్పుడు, “1″ మరియు “0″ దాదాపు ఒక్కొక్కటి సగం ఉంటుంది.ఈ సమయంలో, పరీక్ష ద్వారా పొందిన శక్తి సగటు ప్రసార ఆప్టికల్ శక్తి, మరియు యూనిట్ W లేదా mW లేదా dBm.వాటిలో, W లేదా mW అనేది ఒక సరళ యూనిట్, మరియు dBm అనేది సంవర్గమాన యూనిట్.కమ్యూనికేషన్‌లో, మేము సాధారణంగా ఆప్టికల్ పవర్‌ను సూచించడానికి dBmని ఉపయోగిస్తాము.
విలుప్త నిష్పత్తి
విలుప్త నిష్పత్తి అనేది లేజర్ యొక్క సగటు ఆప్టికల్ పవర్ యొక్క నిష్పత్తి యొక్క కనిష్ట విలువను సూచిస్తుంది, అన్ని “1″ కోడ్‌లను అన్ని “0″ కోడ్‌లు పూర్తి మాడ్యులేషన్ పరిస్థితులలో విడుదల చేసినప్పుడు విడుదలయ్యే సగటు ఆప్టికల్ శక్తికి మరియు యూనిట్ dB. .మూర్తి 1-3లో చూపినట్లుగా, మనం ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌ను ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌గా మార్చినప్పుడు, ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క ట్రాన్స్మిటింగ్ భాగంలోని లేజర్ ఇన్‌పుట్ ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్ యొక్క కోడ్ రేటు ప్రకారం దానిని ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌గా మారుస్తుంది.అన్ని “1″ కోడ్‌లు లేజర్ ఉద్గార కాంతి యొక్క సగటు శక్తిని సూచిస్తున్నప్పుడు సగటు ఆప్టికల్ పవర్, అన్ని “0″ కోడ్‌లు కాంతిని విడుదల చేయని లేజర్ యొక్క సగటు శక్తిని సూచిస్తున్నప్పుడు సగటు ఆప్టికల్ శక్తి మరియు విలుప్త నిష్పత్తి సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది. 0 మరియు 1 సంకేతాల మధ్య తేడాను గుర్తించడానికి, కాబట్టి విలుప్త నిష్పత్తిని లేజర్ ఆపరేటింగ్ సామర్థ్యం యొక్క కొలతగా పరిగణించవచ్చు.విలుప్త నిష్పత్తి యొక్క సాధారణ కనిష్ట విలువలు 8.2dB నుండి 10dB వరకు ఉంటాయి.
ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క మధ్య తరంగదైర్ఘ్యం
ఉద్గార వర్ణపటంలో, 50℅ గరిష్ట వ్యాప్తి విలువలను అనుసంధానించే లైన్ సెగ్మెంట్ మధ్య బిందువుకు సంబంధించిన తరంగదైర్ఘ్యం.ప్రక్రియ, ఉత్పత్తి మరియు ఇతర కారణాల వల్ల వేర్వేరు రకాల లేజర్‌లు లేదా ఒకే రకమైన రెండు లేజర్‌లు వేర్వేరు కేంద్ర తరంగదైర్ఘ్యాలను కలిగి ఉంటాయి.ఒకే లేజర్ కూడా వేర్వేరు పరిస్థితులలో వేర్వేరు కేంద్ర తరంగదైర్ఘ్యాలను కలిగి ఉండవచ్చు.సాధారణంగా, ఆప్టికల్ పరికరాలు మరియు ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ తయారీదారులు వినియోగదారులకు పారామీటర్‌ను అందిస్తారు, అంటే మధ్య తరంగదైర్ఘ్యం (850nm వంటివి) మరియు ఈ పరామితి సాధారణంగా ఒక పరిధి.ప్రస్తుతం, సాధారణంగా ఉపయోగించే ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్‌లో ప్రధానంగా మూడు సెంట్రల్ వేవ్‌లెంగ్త్‌లు ఉన్నాయి: 850nm బ్యాండ్, 1310nm బ్యాండ్ మరియు 1550nm బ్యాండ్.
ఈ మూడు బ్యాండ్‌లలో ఇది ఎందుకు నిర్వచించబడింది?ఇది ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క ఆప్టికల్ ఫైబర్ ప్రసార మాధ్యమం యొక్క నష్టానికి సంబంధించినది.నిరంతర పరిశోధన మరియు ప్రయోగాల ద్వారా, తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క పొడవుతో ఫైబర్ నష్టం సాధారణంగా తగ్గుతుందని కనుగొనబడింది.850nm వద్ద నష్టం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు 900 ~ 1300nm వద్ద నష్టం ఎక్కువ అవుతుంది;1310nm వద్ద, అది తక్కువగా ఉంటుంది మరియు 1550nm వద్ద నష్టం అత్యల్పంగా ఉంటుంది మరియు 1650nm కంటే ఎక్కువ నష్టం పెరుగుతుంది.కాబట్టి 850nm అనేది చిన్న తరంగదైర్ఘ్యం విండో అని పిలవబడేది మరియు 1310nm మరియు 1550nm దీర్ఘ తరంగదైర్ఘ్యం విండోలు.
ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ రిసీవర్
ఆప్టికల్ పవర్‌ను ఓవర్‌లోడ్ చేయండి
సంతృప్త ఆప్టికల్ పవర్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క నిర్దిష్ట బిట్ ఎర్రర్ రేట్ (BER=10-12) కండిషన్‌లో స్వీకరించే ముగింపు భాగాలు పొందగలిగే గరిష్ట ఇన్‌పుట్ సగటు ఆప్టికల్ పవర్‌ను సూచిస్తుంది.యూనిట్ dBm.
ఫోటోడెటెక్టర్ బలమైన కాంతి వికిరణం కింద ఫోటోకరెంట్ సంతృప్త దృగ్విషయంగా కనిపిస్తుందని గమనించాలి.ఈ దృగ్విషయం సంభవించినప్పుడు, డిటెక్టర్ కోలుకోవడానికి కొంత సమయం అవసరం.ఈ సమయంలో, స్వీకరించే సున్నితత్వం తగ్గుతుంది మరియు అందుకున్న సిగ్నల్ తప్పుగా అంచనా వేయబడవచ్చు.కోడ్ లోపాలను కలిగిస్తుంది.సరళంగా చెప్పాలంటే, ఇన్‌పుట్ ఆప్టికల్ పవర్ ఈ ఓవర్‌లోడ్ ఆప్టికల్ పవర్‌ను మించి ఉంటే, అది పరికరాలకు నష్టం కలిగించవచ్చు.ఉపయోగం మరియు ఆపరేషన్ సమయంలో, ఓవర్‌లోడ్ ఆప్టికల్ పవర్‌ను మించకుండా నిరోధించడానికి బలమైన కాంతి బహిర్గతం కాకుండా ఉండటానికి ప్రయత్నించండి.
రిసీవర్ సున్నితత్వం
రిసీవింగ్ సెన్సిటివిటీ అనేది ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క నిర్దిష్ట బిట్ ఎర్రర్ రేట్ (BER=10-12) పరిస్థితిలో స్వీకరించే ముగింపు భాగాలు పొందగలిగే కనీస సగటు ఇన్‌పుట్ ఆప్టికల్ పవర్‌ను సూచిస్తుంది.ట్రాన్స్మిట్ ఆప్టికల్ పవర్ అనేది పంపే చివర కాంతి తీవ్రతను సూచిస్తే, రిసీవ్ సెన్సిటివిటీ అనేది ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ ద్వారా గుర్తించబడే కాంతి తీవ్రతను సూచిస్తుంది.యూనిట్ dBm.
సాధారణంగా, అధిక రేటు, అధ్వాన్నంగా స్వీకరించే సున్నితత్వం, అంటే, కనీస అందుకున్న ఆప్టికల్ పవర్, ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క స్వీకరించే ముగింపు భాగాలకు ఎక్కువ అవసరాలు.
ఆప్టికల్ పవర్ పొందింది
అందుకున్న ఆప్టికల్ పవర్ అనేది ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క నిర్దిష్ట బిట్ ఎర్రర్ రేట్ (BER=10-12) షరతులో స్వీకరించే ముగింపు భాగాలు పొందగల సగటు ఆప్టికల్ పవర్ పరిధిని సూచిస్తుంది.యూనిట్ dBm.అందుకున్న ఆప్టికల్ పవర్ యొక్క ఎగువ పరిమితి ఓవర్‌లోడ్ ఆప్టికల్ పవర్, మరియు తక్కువ పరిమితి స్వీకరించే సున్నితత్వం యొక్క గరిష్ట విలువ.
సాధారణంగా చెప్పాలంటే, స్వీకరించిన ఆప్టికల్ పవర్ స్వీకరించే సున్నితత్వం కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఆప్టికల్ పవర్ చాలా బలహీనంగా ఉన్నందున సిగ్నల్ సాధారణంగా స్వీకరించబడదు.అందుకున్న ఆప్టికల్ పవర్ ఓవర్‌లోడ్ ఆప్టికల్ పవర్ కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, బిట్ ఎర్రర్‌ల కారణంగా సిగ్నల్‌లు సాధారణంగా అందుకోలేకపోవచ్చు.
సమగ్ర పనితీరు సూచిక
ఇంటర్ఫేస్ వేగం
ఆప్టికల్ పరికరాలు మోసుకెళ్లగల దోష రహిత ప్రసారం యొక్క గరిష్ట విద్యుత్ సిగ్నల్ రేటు, ఈథర్నెట్ ప్రమాణం నిర్దేశిస్తుంది: 125Mbit/s, 1.25Gbit/s, 10.3125Gbit/s, 41.25Gbit/s.
ప్రసార దూరం
ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ యొక్క ప్రసార దూరం ప్రధానంగా నష్టం మరియు వ్యాప్తి ద్వారా పరిమితం చేయబడింది.నష్టం అనేది ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లో కాంతి ప్రసారం చేయబడినప్పుడు మాధ్యమం యొక్క శోషణ, చెదరగొట్టడం మరియు లీకేజీ కారణంగా కాంతి శక్తిని కోల్పోవడం.ప్రసార దూరం పెరిగేకొద్దీ శక్తి యొక్క ఈ భాగం ఒక నిర్దిష్ట రేటుతో వెదజల్లుతుంది.వేర్వేరు తరంగదైర్ఘ్యాల విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు ఒకే మాధ్యమంలో వేర్వేరు వేగంతో వ్యాప్తి చెందడం వల్ల చెదరగొట్టడం జరుగుతుంది, దీని ఫలితంగా ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క వివిధ తరంగదైర్ఘ్యం భాగాలు ప్రసార దూరాల సంచితం కారణంగా వివిధ సమయాల్లో స్వీకరించే ముగింపుకు చేరుకుంటాయి, ఫలితంగా పల్స్ ఏర్పడుతుంది. విస్తరించడం, ఇది సిగ్నల్స్ విలువను వేరు చేయడం అసాధ్యం చేస్తుంది.
ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క పరిమిత వ్యాప్తి పరంగా, పరిమిత దూరం నష్టం యొక్క పరిమిత దూరం కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి దీనిని విస్మరించవచ్చు.ఫార్ములా ప్రకారం నష్ట పరిమితిని అంచనా వేయవచ్చు: నష్టం పరిమిత దూరం = (ట్రాన్స్మిటెడ్ ఆప్టికల్ పవర్ - రిసీవింగ్ సెన్సిటివిటీ) / ఫైబర్ అటెన్యుయేషన్.ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క అటెన్యుయేషన్ వాస్తవంగా ఎంచుకున్న ఆప్టికల్ ఫైబర్‌తో బలంగా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.