光モジュールの内部コンポーネントとは?

光モジュールの機能は、光電変換と電気光学変換を実行することです。 送信機は電気信号を光信号に変換し、光ファイバーを介して送信し、受信機は光信号を電気信号に変換します。

以下は、光モジュールがどのように機能するかのブロック図です。

図の左側は、スイッチなどの光モジュールを適用するデバイスを示しています。 デバイスは信号を光モジュールに入力し、光モジュールは電気信号を光信号に変換して送信します。 受信は送信の逆のプロセスです。

 

光モジュールの主なコンポーネントは次のとおりです。

1. TOSA（送信機光学サブアセンブリ）

TOSAは、光モジュールの電気光学変換を実現するために使用されます。内蔵デバイスには、光レーザー、MPD、TEC、アイソレーター、MUX、カップリングレンズなどがあります。 TO-CAN、Gold-BOX、COC（チップオンチップ）、COB（チップオンボード）、およびその他のパッケージ形式で利用できます。 データセンターに適用される光モジュールの場合、コストを節約するためにTEC、MPD、およびアイソレータは必要ありません。 Muxは、WDMを必要とする光モジュールでものみ使用されます。 さらに、一部の光モジュールのLDDもTOSAにパッケージ化されています。

 

TOSAブロック図

TOSAの中核は 光学レーザー、これはXNUMXつのタイプに分けることができます。

①EEL（エッジエミッターレーザー）：波長1310nmまたは1550nmのエッジ発光レーザーを指します。

②VCSEL（垂直共振器面発光レーザー）：波長850nmの垂直面共振器型レーザーを指します。

2. ROSA（レシーバーオプティカルサブアセンブリ）

ROSAの主な機能は、光信号を電気信号に変換することです。 内蔵デバイスには、PD / APD、デマックス、カップリングコンポーネントなどが含まれます。パッケージタイプは通常、TOSAと同じです。 また、PDは短距離および中距離の光モジュールに使用され、APDは主に長距離の光モジュールに使用されます。

 

ROSAブロック図

3. LDD（レーザーダイオードドライバー）

LDDは、光モジュールの駆動デバイスです。 CDRから出力された信号を対応する変調信号に変換し、レーザーを駆動して光信号を送信します。 光レーザー自体は電流に敏感なデバイスであるため、デジタル電圧信号を電流信号に変換するにはLDDが必要です。 さまざまな種類のレーザーに対して、さまざまな種類のLDDチップを選択する必要があります。 通常、次のような短距離マルチモード光モジュール 100G SR4、LDD、およびCDRは同じチップに統合されています。

4. CDR（クロックおよびデータリカバリ）

CDRにはXNUMXつの主な役割があります。XNUMXつは、レシーバーの各回路にクロック信号を提供することです。 XNUMXつ目は、受信信号を判断することです。これは、データ信号の回復とその後の処理に便利です。 CDRの最大の機能は、受信側の信号を送信側の信号と一致させることです。 一般に、CDRを使用する光モジュールは、ほとんどの場合、次のような高速で長距離の光モジュールです。 10G SFP + ERまたは10GSFP + ZR。

CDR操作図

5. TIA（トランスインピーダンスアンプ）

TIAは、光モジュールの検出器の前面にある増幅器の一種です。 検出器は光信号を電流信号に変換し、TIAは電流信号を特定の振幅の電圧信号に処理します。これは簡単に大きな抵抗として理解できます。

6. LA（リミッティングアンプ）

TIAの出力振幅は、受信光パワーの変化に応じて変化しますが、LAの機能は、変化する出力振幅を等振幅の電気信号に処理することで、CDRに安定した電圧信号を提供します。 の 高速モジュール、LAは通常TIAまたはCDRと統合されています。 

7.MCU（マイクロコントローラーユニット）

MCUは、ソフトウェアの操作、DDMの監視、およびいくつかの特定の機能を担当します。 DDM機能は、主に温度、Vcc電圧、バイアス電流、Rx電力、Tx電力のXNUMXつのアナログ信号をリアルタイムで監視し、これらのパラメータによって光モジュールの動作状態を判断し、光通信の維持を容易にします。リンク。

光信号はどのように光ネットワークで情報を送信しますか？ 

まとめ

光モジュールは、オプトエレクトロニクスデバイス、機能回路、光インターフェイスなど、多くのデバイスで構成されています。 オプトエレクトロニクスには、送信部品と受信部品の両方が含まれ、その中でレーザーチップと検出器チップはまとめて光通信チップと呼ばれ、光モジュールのコア部分です。 光モジュールの基本構造を理解することは、光モジュールの動作原理を習得し、パッケージタイプを区別するための基礎です。