Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng optical module

Bilang isang mahalagang bahagi ng komunikasyon ng optical fiber, ang mga optical module ay mga optoelectronic na aparato na napagtanto ang mga function ng photoelectric conversion at electro-optical conversion sa proseso ng optical signal transmission.
Gumagana ang optical module sa pisikal na layer ng OSI model at isa sa mga pangunahing bahagi sa optical fiber communication system.Pangunahing binubuo ito ng mga optoelectronic na aparato (optical transmitters, optical receiver), functional circuit, at optical interface.Ang pangunahing tungkulin nito ay upang mapagtanto ang photoelectric conversion at electro-optical conversion function sa optical fiber communication.Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng optical module ay ipinapakita sa working principle diagram ng optical module.

Ang interface ng pagpapadala ay nag-input ng isang de-koryenteng signal na may isang tiyak na rate ng code, at pagkatapos na maproseso ng internal driver chip, ang modulated optical signal ng kaukulang rate ay ibinubuga ng driving semiconductor laser (LD) o light-emitting diode (LED).Pagkatapos ng paghahatid sa pamamagitan ng optical fiber, ang receiving interface ay nagpapadala ng optical signal Ito ay na-convert sa isang de-koryenteng signal ng isang photodetector diode, at isang de-koryenteng signal ng isang kaukulang code rate ay output pagkatapos na dumaan sa isang preamplifier.
Ano ang mga pangunahing tagapagpahiwatig ng pagganap ng optical module
Paano sukatin ang index ng pagganap ng optical module?Maiintindihan namin ang mga tagapagpahiwatig ng pagganap ng mga optical module mula sa mga sumusunod na aspeto.
Transmitter ng optical module
Average na nagpapadala ng optical power
Ang average na transmitted optical power ay tumutukoy sa optical power output ng light source sa transmitting end ng optical module sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng pagtatrabaho, na maaaring maunawaan bilang intensity ng liwanag.Ang ipinadalang optical power ay nauugnay sa proporsyon ng “1″ sa ipinadalang signal ng data.Kung mas “1″, mas malaki ang optical power.Kapag nagpadala ang transmitter ng pseudo-random na sequence signal, ang “1″ at “0″ ay halos kalahati ng bawat isa.Sa oras na ito, ang kapangyarihan na nakuha ng pagsubok ay ang average na transmitted optical power, at ang unit ay W o mW o dBm.Kabilang sa mga ito, ang W o mW ay isang linear unit, at ang dBm ay isang logarithmic unit.Sa komunikasyon, karaniwan naming ginagamit ang dBm upang kumatawan sa optical power.
Extinction Ratio
Ang extinction ratio ay tumutukoy sa pinakamababang halaga ng ratio ng average na optical power ng laser kapag naglalabas ng lahat ng "1″ code sa average na optical power na ibinubuga kapag ang lahat ng "0" na code ay ibinubuga sa ilalim ng buong kondisyon ng modulasyon, at ang unit ay dB .Gaya ng ipinapakita sa Figure 1-3, kapag nag-convert tayo ng electrical signal sa optical signal, ang laser sa transmitting part ng optical module ay kino-convert ito sa optical signal ayon sa code rate ng input electrical signal.Ang average na optical power kapag ang lahat ng "1″ code ay kumakatawan sa average na kapangyarihan ng laser emitting light, ang average na optical power kapag ang lahat ng "0" code ay kumakatawan sa average na kapangyarihan ng laser na hindi naglalabas ng liwanag, at ang extinction ratio ay kumakatawan sa kakayahan upang makilala ang pagitan ng 0 at 1 signal, kaya ang Extinction ratio ay maaaring ituring bilang isang sukatan ng kahusayan sa pagpapatakbo ng laser.Karaniwang pinakamababang halaga para sa saklaw ng extinction ratio mula 8.2dB hanggang 10dB.
Ang gitnang wavelength ng optical signal
Sa emission spectrum, ang wavelength na tumutugma sa midpoint ng line segment na kumukonekta sa 50℅ maximum amplitude values.Ang iba't ibang uri ng laser o dalawang laser ng parehong uri ay magkakaroon ng magkaibang mga wavelength ng sentro dahil sa proseso, produksyon at iba pang dahilan.Kahit na ang parehong laser ay maaaring magkaroon ng iba't ibang mga wavelength ng sentro sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon.Sa pangkalahatan, ang mga tagagawa ng mga optical device at optical module ay nagbibigay sa mga user ng isang parameter, iyon ay, ang center wavelength (tulad ng 850nm), at ang parameter na ito ay karaniwang isang range.Sa kasalukuyan, mayroong tatlong gitnang wavelength ng karaniwang ginagamit na optical module: 850nm band, 1310nm band at 1550nm band.
Bakit ito tinukoy sa tatlong banda na ito?Ito ay may kaugnayan sa pagkawala ng optical fiber transmission medium ng optical signal.Sa pamamagitan ng patuloy na pananaliksik at mga eksperimento, napag-alaman na ang pagkawala ng hibla ay karaniwang bumababa sa haba ng haba ng daluyong.Ang pagkawala sa 850nm ay mas mababa, at ang pagkawala sa 900 ~ 1300nm ay nagiging mas mataas;habang sa 1310nm, ito ay nagiging mas mababa, at ang pagkawala sa 1550nm ay ang pinakamababa, at ang pagkawala sa itaas 1650nm ay may posibilidad na tumaas.Kaya 850nm ang tinatawag na short wavelength window, at 1310nm at 1550nm ay long wavelength windows.
Receiver ng optical module
Overload optical power
Kilala rin bilang saturated optical power, ito ay tumutukoy sa maximum na input average optical power na matatanggap ng mga bahagi ng pagtanggap sa ilalim ng isang tiyak na bit error rate (BER=10-12) na kondisyon ng optical module.Ang unit ay dBm.
Dapat tandaan na ang photodetector ay lilitaw na photocurrent saturation phenomenon sa ilalim ng malakas na pag-iilaw ng liwanag.Kapag nangyari ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang detektor ay nangangailangan ng isang tiyak na tagal ng panahon upang mabawi.Sa oras na ito, bumababa ang sensitivity ng pagtanggap, at maaaring mali ang paghuhusga sa natanggap na signal.maging sanhi ng mga error sa code.Sa madaling salita, kung ang input optical power ay lumampas sa overload na optical power na ito, maaari itong magdulot ng pinsala sa kagamitan.Sa panahon ng paggamit at pagpapatakbo, subukang iwasan ang malakas na pagkakalantad sa liwanag upang maiwasan ang paglampas sa overload na optical power.
Sensitibo ng receiver
Ang sensitivity ng pagtanggap ay tumutukoy sa pinakamababang average na input optical power na matatanggap ng mga bahagi ng pagtanggap sa dulo sa ilalim ng kondisyon ng isang tiyak na bit error rate (BER=10-12) ng optical module.Kung ang transmit na optical power ay tumutukoy sa light intensity sa dulo ng pagpapadala, ang receive sensitivity ay tumutukoy sa light intensity na maaaring makita ng optical module.Ang unit ay dBm.
Sa pangkalahatan, mas mataas ang rate, mas malala ang sensitivity ng pagtanggap, iyon ay, mas malaki ang minimum na natanggap na optical power, mas mataas ang mga kinakailangan para sa mga bahagi ng pagtanggap ng dulo ng optical module.
Nakatanggap ng optical power
Ang natanggap na optical power ay tumutukoy sa average na optical power range na matatanggap ng mga bahagi ng pagtanggap sa dulo sa ilalim ng kondisyon ng isang tiyak na bit error rate (BER=10-12) ng optical module.Ang unit ay dBm.Ang pinakamataas na limitasyon ng natanggap na optical power ay ang overload na optical power, at ang mas mababang limitasyon ay ang maximum na halaga ng receiving sensitivity.
Sa pangkalahatan, kapag ang natanggap na optical power ay mas mababa kaysa sa receiving sensitivity, ang signal ay maaaring hindi matanggap nang normal dahil ang optical power ay masyadong mahina.Kapag ang natanggap na optical power ay mas malaki kaysa sa overload na optical power, ang mga signal ay maaaring hindi normal na matanggap dahil sa mga bit error.
Comprehensive performance index
bilis ng interface
Ang pinakamataas na de-koryenteng signal rate ng error-free transmission na maaaring dalhin ng mga optical device, ang Ethernet standard ay nagsasaad ng: 125Mbit/s, 1.25Gbit/s, 10.3125Gbit/s, 41.25Gbit/s.
Distansya ng paghahatid
Ang distansya ng paghahatid ng mga optical module ay pangunahing limitado sa pamamagitan ng pagkawala at pagpapakalat.Ang pagkawala ay ang pagkawala ng liwanag na enerhiya dahil sa pagsipsip, pagkalat at pagtagas ng daluyan kapag ang ilaw ay ipinadala sa optical fiber.Ang bahaging ito ng enerhiya ay nawawala sa isang tiyak na bilis habang tumataas ang distansya ng paghahatid.Ang dispersion ay higit sa lahat dahil sa ang katunayan na ang mga electromagnetic wave ng iba't ibang wavelength ay nagpapalaganap sa iba't ibang bilis sa parehong daluyan, na nagreresulta sa iba't ibang wavelength na bahagi ng optical signal na dumarating sa receiving end sa iba't ibang oras dahil sa akumulasyon ng mga distansya ng transmission, na nagreresulta sa pulse pagpapalawak, na ginagawang imposibleng makilala ang halaga ng mga signal.
Sa mga tuntunin ng limitadong pagpapakalat ng optical module, ang limitadong distansya ay mas malaki kaysa sa limitadong distansya ng pagkawala, kaya maaari itong balewalain.Ang limitasyon ng pagkawala ay maaaring tantyahin ayon sa formula: pagkawala limitadong distansya = (nailipat na optical power – receiving sensitivity) / fiber attenuation.Ang pagpapalambing ng optical fiber ay malakas na nauugnay sa aktwal na napiling optical fiber.