ما هي المكونات الداخلية لوحدة بصرية؟

تتمثل وظيفة الوحدة الضوئية في إجراء التحويل الكهروضوئي والكهربائي البصري. يقوم جهاز الإرسال بتحويل الإشارة الكهربائية إلى إشارة ضوئية ، والتي تنتقل عبر الألياف الضوئية ، ثم يقوم جهاز الاستقبال بتحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية.

فيما يلي رسم تخطيطي لكيفية عمل الوحدة الضوئية ：

يُظهر الجانب الأيسر من الرسم التخطيطي جهازًا يطبق وحدة بصرية ، مثل المحول. يقوم الجهاز بإدخال الإشارة إلى الوحدة الضوئية ، والتي تحول الإشارة الكهربائية إلى إشارة ضوئية وترسلها. الاستلام هو عملية الإرسال العكسية.

 

تشمل المكونات الرئيسية للوحدة الضوئية ما يلي:

1. TOSA (مجموعة فرعية بصرية لجهاز الإرسال）

يتم استخدام TOSA لتحقيق التحويل الكهروضوئي في الوحدة الضوئية ، وتشمل الأجهزة المدمجة الليزر البصري ، و MPD ، و TEC ، والعزل ، و MUX ، وعدسة اقتران ، وما إلى ذلك. وهي متوفرة في TO-CAN و Gold-BOX و COC (رقاقة على رقاقة) و COB (رقاقة على اللوحة) وأشكال تغليف أخرى. بالنسبة للوحدة النمطية الضوئية المطبقة في مركز البيانات ، فإن TEC و MPD والعزل ليست عناصر ضرورية لتوفير التكلفة. يستخدم Mux أيضًا فقط في الوحدات البصرية التي تتطلب WDM. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أيضًا تعبئة LDD لبعض الوحدات البصرية في TOSA.

 

مخطط كتلة TOSA

جوهر TOSA هو الليزر البصريوالتي يمكن تقسيمها إلى نوعين:

① EEL (Edge Emitter Laser): يشير إلى الليزر الباعث للحافة بطول موجة يبلغ 1310 نانومتر أو 1550 نانومتر.

② VCSEL (الليزر الباعث للسطح ذو التجويف العمودي): يشير إلى ليزر تجويف السطح العمودي بطول موجة 850 نانومتر.

2. ROSA (الجمعية الفرعية لجهاز الاستقبال البصري)

تتمثل الوظيفة الرئيسية لـ ROSA في تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية. تشتمل الأجهزة المدمجة على PD / APD ، و demux ، ومكونات اقتران ، وما إلى ذلك ونوع الحزمة هو نفسه بشكل عام TOSA. علاوة على ذلك ، يستخدم PD للوحدات البصرية قصيرة ومتوسطة المدى ، ويستخدم APD بشكل أساسي للوحدات البصرية طويلة المدى.

 

مخطط كتلة روزا

3. LDD (مشغل ليزر ديود)

LDD هو جهاز قيادة في الوحدة البصرية. يمكنه تحويل خرج الإشارة من CDR إلى إشارة تعديل مقابلة ، والتي تدفع الليزر لإرسال الإشارة الضوئية. نظرًا لأن الليزر الضوئي نفسه هو جهاز حساس للتيار ، فنحن بحاجة إلى LDD لتحويل إشارة الجهد الرقمي إلى الإشارة الحالية. يجب اختيار أنواع مختلفة من رقائق LDD لأنواع مختلفة من الليزر. عادةً ما تكون الوحدات الضوئية قصيرة المدى متعددة الأوضاع ، مثل 100 جرام SR4تم دمج LDD و CDR على نفس الشريحة.

4. CDR (الساعة واستعادة البيانات)

يقوم CDR بدورين رئيسيين: الأول هو توفير إشارة الساعة لكل دائرة في جهاز الاستقبال ؛ والثاني هو الحكم على الإشارة المستقبلة ، وهو أمر مناسب لاستعادة إشارة البيانات والمعالجة اللاحقة. تتمثل أكبر وظيفة لـ CDR في جعل الإشارة عند الطرف المستقبل متسقة مع تلك الموجودة في نهاية الإرسال. بشكل عام ، الوحدات الضوئية التي ستستخدم CDR هي في الغالب وحدات بصرية عالية السرعة ومسافات طويلة ، مثل شنومكسغ سفب + ER أو 10G SFP + ZR.

مخطط تشغيل مجلس الإنماء والإعمار

5. TIA (مضخم المقاومة)

TIA هو نوع من المضخمات يقع في مقدمة الكاشف في الوحدة البصرية. يقوم الكاشف بتحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة حالية ، ويقوم TIA بمعالجة الإشارة الحالية إلى إشارة جهد بسعة معينة ، والتي يمكننا ببساطة فهمها على أنها مقاومة كبيرة.

6. LA (مكبر للصوت المحدود)

تتغير سعة خرج TIA مع تغير الطاقة الضوئية المستلمة ، بينما تتمثل وظيفة LA في معالجة سعة الخرج المتغيرة إلى إشارة كهربائية ذات سعة متساوية ، وبالتالي توفير إشارة جهد ثابتة إلى CDR. في وحدات عالية السرعة، عادةً ما يتم دمج LA مع TIA أو CDR. 

7. MCU (وحدة تحكم دقيقة)

تعد MCU مسؤولة عن تشغيل البرنامج ومراقبة DDM وبعض الوظائف المحددة. تراقب وظيفة DDM بشكل أساسي الإشارات الخمسة التناظرية لدرجة الحرارة ، جهد Vcc ، تيار الانحياز ، طاقة Rx ، وطاقة Tx في الوقت الفعلي ، وتحكم على حالة عمل الوحدة الضوئية من خلال هذه المعلمات ، مما يسهل صيانة الاتصال البصري حلقة الوصل.

كيف تنقل الإشارات الضوئية المعلومات في الشبكة الضوئية؟ 

نبذة عامة

تتكون الوحدة الضوئية من العديد من الأجهزة ، بما في ذلك الأجهزة الإلكترونية الضوئية والدوائر الوظيفية والواجهات الضوئية. تشتمل الإلكترونيات الضوئية على أجزاء الإرسال والاستقبال ، ومن بينها شريحة الليزر وشريحة الكاشف تسمى مجتمعة شريحة الاتصال البصري ، وهي الجزء الأساسي من الوحدة الضوئية. إن فهم البنية الأساسية للوحدات الضوئية هو الأساس لإتقان مبدأ عملها وتمييز أنواع حزمها.