Quels sont les composants internes d'un module optique ?

Le module optique a pour fonction d'effectuer la conversion photoélectrique et électro-optique. L'émetteur convertit le signal électrique en un signal optique, qui est transmis par fibre optique, puis le récepteur convertit le signal optique en un signal électrique.

Ce qui suit est un schéma fonctionnel du fonctionnement d'un module optique：

Le côté gauche du schéma montre un appareil qui applique un module optique, tel qu'un commutateur. L'appareil entre le signal dans le module optique, qui convertit le signal électrique en signal optique et l'envoie. La réception est le processus inverse de l'envoi.

Les principaux composants d'un module optique comprennent :

1. TOSA (sous-ensemble optique d'émetteur)

TOSA est utilisé pour réaliser la conversion électro-optique dans le module optique, les dispositifs intégrés incluent le laser optique, le MPD, le TEC, l'isolateur, le MUX, la lentille de couplage, etc. Il est disponible en TO-CAN, Gold-BOX, COC (chip on chip), COB (chip on board) et d'autres formes d'emballage. Pour le module optique appliqué dans le centre de données, TEC, MPD et isolateur ne sont pas des éléments nécessaires pour réduire les coûts. Le multiplexeur n'est également utilisé que dans les modules optiques qui nécessitent WDM. De plus, le LDD de certains modules optiques est également conditionné dans TOSA.

Schéma fonctionnel TOSA

Le cœur de TOSA est le laser optique, qui peut être divisé en deux types :

EEL (Edge Emitter Laser) : désigne le laser à émission de bord avec une longueur d'onde de 1310nm ou 1550nm.

VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) : désigne le laser à cavité de surface verticale d'une longueur d'onde de 850 nm.

2. ROSA (sous-ensemble optique récepteur)

La fonction principale de ROSA est de convertir des signaux optiques en signaux électriques. Les périphériques intégrés incluent PD / APD, démultiplexeur, composants de couplage, etc. Et le type de package est généralement le même que TOSA. De plus, PD est utilisé pour les modules optiques à courte et moyenne portée, et APD est principalement utilisé pour les modules optiques à longue portée.

Schéma fonctionnel ROSA

3. LDD (pilote de diode laser)

LDD est un dispositif d'entraînement dans le module optique. Il peut convertir le signal de sortie du CDR en un signal de modulation correspondant, qui entraîne le laser à envoyer le signal optique. Étant donné que le laser optique lui-même est un dispositif sensible au courant, nous avons besoin de LDD pour convertir le signal de tension numérique en signal de courant. Différents types de puces LDD doivent être sélectionnés pour différents types de lasers. Normalement, les modules optiques multimodes à courte portée, tels que 100GSR4, LDD et CDR sont intégrés sur la même puce.

4. CDR (horloge et récupération de données)

Le CDR a deux rôles principaux : le premier est de fournir le signal d'horloge pour chaque circuit du récepteur ; la seconde consiste à évaluer le signal reçu, ce qui est pratique pour la récupération du signal de données et le traitement ultérieur. La plus grande fonction du CDR est de rendre le signal à l'extrémité de réception cohérent avec celui à l'extrémité d'émission. Généralement, les modules optiques qui utiliseront le CDR sont principalement des modules optiques à grande vitesse et à longue distance, tels que 10G SFP + ER ou 10G SFP+ ZR.

Schéma de fonctionnement du CDR

5. TIA (amplificateur trans-impédance)

Le TIA est un type d'amplificateur, situé à l'avant du détecteur dans le module optique. Le détecteur convertit le signal optique en un signal de courant, et le TIA traite le signal de courant en un signal de tension d'une certaine amplitude, que nous pouvons simplement comprendre comme une grande résistance.

6. LA (amplificateur limiteur)

L'amplitude de sortie du TIA change à mesure que la puissance optique reçue change, tandis que la fonction de LA est de traiter l'amplitude de sortie changeante en un signal électrique d'amplitude égale, fournissant ainsi un signal de tension stable au CDR. Dans modules à grande vitesse, LA est généralement intégré à TIA ou CDR. 

7. MCU (unité de microcontrôleur)

Le MCU est responsable du fonctionnement du logiciel, de la surveillance du DDM et de certaines fonctions spécifiques. la fonction DDM surveille principalement les cinq signaux analogiques de température, tension Vcc, courant de polarisation, puissance Rx et puissance Tx en temps réel, et juge l'état de fonctionnement du module optique par ces paramètres, ce qui facilite la maintenance de la communication optique lien.

Comment les signaux optiques transmettent-ils les informations dans le réseau optique ? 

Résumé

Le module optique est composé de nombreux dispositifs, notamment des dispositifs optoélectroniques, des circuits fonctionnels et des interfaces optiques. L'optoélectronique comprend à la fois des parties de transmission et de réception, parmi lesquelles la puce laser et la puce de détection sont appelées collectivement la puce de communication optique, qui est la partie centrale du module optique. Comprendre la structure de base des modules optiques est la base pour maîtriser leur principe de fonctionnement et distinguer leurs types de boîtiers.