Optik modulning ishlash printsipi

Optik tolali aloqaning muhim qismi sifatida optik modullar optik signalni uzatish jarayonida fotoelektrik konversiya va elektro-optik konvertatsiya funktsiyalarini amalga oshiradigan optoelektronik qurilmalardir.
Optik modul OSI modelining jismoniy qatlamida ishlaydi va optik tolali aloqa tizimining asosiy komponentlaridan biridir.U asosan optoelektronik qurilmalar (optik uzatgichlar, optik qabul qiluvchilar), funktsional sxemalar va optik interfeyslardan iborat.Uning asosiy vazifasi optik tolali aloqada fotoelektrik konvertatsiya va elektro-optik konvertatsiya funktsiyalarini amalga oshirishdir.Optik modulning ishlash printsipi optik modulning ish printsipi diagrammasida ko'rsatilgan.

Yuboruvchi interfeys ma'lum bir kod tezligi bilan elektr signalini kiritadi va ichki drayver chipi tomonidan qayta ishlanganidan so'ng, mos keladigan tezlikning modulyatsiyalangan optik signali haydash yarimo'tkazgich lazer (LD) yoki yorug'lik chiqaradigan diod (LED) tomonidan chiqariladi.Optik tola orqali uzatilgandan so'ng, qabul qiluvchi interfeys optik signalni uzatadi, u fotodetektor diodi tomonidan elektr signaliga aylanadi va oldindan kuchaytirgichdan o'tgandan so'ng tegishli kod tezligining elektr signali chiqariladi.
Optik modulning asosiy ishlash ko'rsatkichlari qanday
Optik modulning ishlash indeksini qanday o'lchash mumkin?Optik modullarning ishlash ko'rsatkichlarini quyidagi jihatlardan tushunishimiz mumkin.
Optik modul uzatuvchisi
O'rtacha uzatish optik quvvati
O'rtacha uzatiladigan optik quvvat, yorug'likning intensivligi sifatida tushunilishi mumkin bo'lgan normal ish sharoitida optik modulning uzatuvchi uchida yorug'lik manbai tomonidan chiqarilgan optik quvvatni anglatadi.Uzatilgan optik quvvat uzatilgan ma'lumot signalidagi "1" nisbati bilan bog'liq.Qanchalik "1" ko'p bo'lsa, optik quvvat shunchalik katta bo'ladi.Transmitter psevdo-tasodifiy ketma-ketlik signalini yuborganda, "1" va "0" har birining yarmini tashkil qiladi.Bu vaqtda sinov natijasida olingan quvvat o'rtacha uzatiladigan optik quvvatdir va birlik Vt yoki mVt yoki dBm ni tashkil qiladi.Ular orasida Vt yoki mV chiziqli birlik, dBm esa logarifmik birlikdir.Aloqada biz odatda optik quvvatni ifodalash uchun dBm dan foydalanamiz.
Yo'q bo'lib ketish nisbati
So'nish koeffitsienti barcha "1" kodlarini chiqarishda lazerning o'rtacha optik kuchining barcha "0" kodlari to'liq modulyatsiya sharoitida chiqarilganda chiqariladigan o'rtacha optik quvvatga nisbatining minimal qiymatini anglatadi va birlik dB ni tashkil qiladi. .1-3-rasmda ko'rsatilganidek, elektr signalini optik signalga aylantirganimizda, optik modulning uzatuvchi qismidagi lazer uni kirish elektr signalining kod tezligiga muvofiq optik signalga aylantiradi.Barcha "1" kodlari lazer chiqaradigan yorug'likning o'rtacha quvvatini ifodalaganida o'rtacha optik quvvat, barcha "0" kodlari yorug'lik chiqarmaydigan lazerning o'rtacha quvvatini va so'nish nisbati qobiliyatni ifodalaydi. 0 va 1 signallarni ajratish uchun, shuning uchun Extinction nisbati lazer ish samaradorligining o'lchovi sifatida qaralishi mumkin.Yo'qolib ketish nisbati uchun odatiy minimal qiymatlar 8,2 dB dan 10 dB gacha.
Optik signalning markaziy to'lqin uzunligi
Emissiya spektrida to'lqin uzunligi 50℅ maksimal amplituda qiymatlarini bog'laydigan chiziq segmentining o'rta nuqtasiga to'g'ri keladi.Har xil turdagi lazerlar yoki bir xil turdagi ikkita lazer jarayon, ishlab chiqarish va boshqa sabablarga ko'ra turli xil markaz to'lqin uzunliklariga ega bo'ladi.Hatto bir xil lazer turli sharoitlarda turli markaz to'lqin uzunliklariga ega bo'lishi mumkin.Odatda, optik qurilmalar va optik modullar ishlab chiqaruvchilari foydalanuvchilarga parametr, ya'ni markaziy to'lqin uzunligi (masalan, 850nm) bilan ta'minlaydi va bu parametr odatda diapazondir.Hozirgi vaqtda keng tarqalgan ishlatiladigan optik modullarning asosan uchta markaziy to'lqin uzunligi mavjud: 850 nm diapazon, 1310 nm diapazon va 1550 nm diapazon.
Nima uchun bu uchta bandda aniqlangan?Bu optik signalning optik tolali uzatish muhitining yo'qolishi bilan bog'liq.Uzluksiz tadqiqotlar va tajribalar natijasida tolaning yo'qolishi odatda to'lqin uzunligi uzunligi bilan kamayishi aniqlandi.850nm yo'qotish kamroq va 900 ~ 1300nm yo'qotish yuqori bo'ladi;1310nm da u pastroq bo'ladi va 1550nm yo'qotish eng past bo'ladi va 1650nm dan yuqori yo'qotish ortish tendentsiyasiga ega.Shunday qilib, 850nm qisqa to'lqin uzunligi oynasi deb ataladi va 1310nm va 1550nm uzun to'lqin uzunligi oynasidir.
Optik modulni qabul qiluvchi
Optik quvvatni haddan tashqari yuklash
To'yingan optik quvvat sifatida ham tanilgan, u optik modulning ma'lum bir bit xato tezligi (BER = 10-12) sharoitida qabul qiluvchi so'nggi komponentlar olishi mumkin bo'lgan maksimal kirish o'rtacha optik quvvatiga ishora qiladi.Birlik dBm.
Shuni ta'kidlash kerakki, fotodetektor kuchli yorug'lik nurlanishida fototokning to'yinganligi fenomeni paydo bo'ladi.Ushbu hodisa sodir bo'lganda, detektorni tiklash uchun ma'lum vaqt kerak bo'ladi.Bu vaqtda qabul qiluvchining sezgirligi pasayadi va qabul qilingan signal noto'g'ri baholanishi mumkin.kod xatolariga olib keladi.Oddiy qilib aytganda, agar kirish optik quvvati ushbu ortiqcha yuklangan optik quvvatdan oshsa, bu uskunaga zarar etkazishi mumkin.Foydalanish va ishlatish vaqtida optik quvvatning haddan tashqari yuklanishiga yo'l qo'ymaslik uchun kuchli yorug'lik ta'siridan qochishga harakat qiling.
Qabul qiluvchining sezgirligi
Qabul qilish sezgirligi optik modulning ma'lum bir bit xato tezligi (BER=10-12) sharoitida qabul qiluvchi so'nggi komponentlar olishi mumkin bo'lgan minimal o'rtacha kirish optik quvvatiga ishora qiladi.Agar uzatuvchi optik quvvat jo'natuvchi uchidagi yorug'lik intensivligiga ishora qilsa, qabul qilish sezgirligi optik modul tomonidan aniqlanishi mumkin bo'lgan yorug'lik intensivligiga ishora qiladi.Birlik dBm.
Umuman olganda, tezlik qanchalik yuqori bo'lsa, qabul qilish sezgirligi shunchalik yomon bo'ladi, ya'ni minimal qabul qilingan optik quvvat qancha ko'p bo'lsa, optik modulning qabul qiluvchi so'nggi qismlariga talablar shunchalik yuqori bo'ladi.
Qabul qilingan optik quvvat
Qabul qilingan optik quvvat optik modulning ma'lum bir bit xato tezligi (BER = 10-12) sharoitida qabul qiluvchi so'nggi komponentlar olishi mumkin bo'lgan o'rtacha optik quvvat oralig'ini anglatadi.Birlik dBm.Qabul qilingan optik quvvatning yuqori chegarasi ortiqcha yuk optik quvvati, pastki chegarasi esa qabul qiluvchi sezgirlikning maksimal qiymati hisoblanadi.
Umuman olganda, qabul qilingan optik quvvat qabul qiluvchi sezgirlikdan past bo'lsa, optik quvvat juda zaif bo'lgani uchun signal normal qabul qilinmasligi mumkin.Qabul qilingan optik quvvat ortiqcha yuklangan optik quvvatdan kattaroq bo'lsa, bit xatolari tufayli signallar normal qabul qilinmasligi mumkin.
Keng qamrovli ishlash indeksi
interfeys tezligi
Optik qurilmalar olib yurishi mumkin bo'lgan xatosiz uzatishning maksimal elektr signal tezligi, Ethernet standarti: 125Mbit/s, 1,25Gbit/s, 10,3125Gbit/s, 41,25Gbit/s.
Etkazish masofasi
Optik modullarning uzatish masofasi asosan yo'qotish va dispersiya bilan cheklangan.Yo'qotish - yorug'lik optik tolada o'tkazilganda muhitning yutilishi, tarqalishi va oqishi tufayli yorug'lik energiyasining yo'qolishi.Energiyaning bu qismi uzatish masofasining oshishi bilan ma'lum bir tezlikda tarqaladi.Dispersiya, asosan, turli to'lqin uzunlikdagi elektromagnit to'lqinlarning bir xil muhitda turli tezliklarda tarqalishi bilan bog'liq, buning natijasida optik signalning turli to'lqin uzunlikdagi komponentlari uzatish masofalarining to'planishi tufayli turli vaqtlarda qabul qiluvchi uchiga etib boradi, natijada impuls paydo bo'ladi. kengaytirish, bu signallarning qiymatini farqlashni imkonsiz qiladi.
Optik modulning cheklangan dispersiyasi nuqtai nazaridan, cheklangan masofa yo'qotishning cheklangan masofasidan ancha katta, shuning uchun uni e'tiborsiz qoldirish mumkin.Yo'qotish chegarasini quyidagi formula bo'yicha hisoblash mumkin: yo'qotish cheklangan masofa = (uzatiladigan optik quvvat - qabul qilish sezgirligi) / tolaning zaiflashishi.Optik tolaning zaiflashuvi haqiqiy tanlangan optik tola bilan kuchli bog'liqdir.