광 모듈의 내부 구성 요소는 무엇입니까?

광 모듈의 기능은 광전 및 전기 광학 변환을 수행하는 것입니다. 송신기는 전기 신호를 광 신호로 변환하여 광섬유를 통해 전송하고 수신기는 광 신호를 전기 신호로 변환합니다.

다음은 광 모듈이 작동하는 방식의 블록 다이어그램입니다.

다이어그램의 왼쪽은 스위치와 같은 광 모듈을 적용하는 장치를 보여줍니다. 이 장치는 신호를 광 모듈에 입력하면 전기 신호를 광 신호로 변환하여 전송합니다. 수신은 송신의 역과정입니다.

 

광학 모듈의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

1. TOSA(송신기 광 서브 어셈블리)

TOSA는 광학 모듈에서 전기 광학 변환을 실현하는 데 사용되며 내장 장치에는 광학 레이저, MPD, TEC, 아이솔레이터, MUX, 커플링 렌즈 등이 있습니다. TO-CAN, Gold-BOX, COC(칩 온 칩), COB(칩 온보드) 및 기타 패키징 형태로 제공됩니다. 데이터센터에 적용되는 광모듈의 경우 TEC, MPD, isolator는 비용절감의 필수품이 아니다. Mux는 WDM이 필요한 광 모듈에만 사용됩니다. 또한 일부 광 모듈의 LDD도 TOSA에 패키징됩니다.

 

TOSA 블록 다이어그램

TOSA의 핵심은 광학 레이저, 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

① EEL(Edge Emitter Laser) : 1310nm 또는 1550nm의 파장을 갖는 edge-emitring laser를 말한다.

② VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser): 850nm의 파장을 갖는 수직 표면 캐비티 레이저를 말한다.

2. ROSA(수신기 광 서브 어셈블리)

ROSA의 주요 기능은 광 신호를 전기 신호로 변환하는 것입니다. 내장 소자로는 PD/APD, demux, 커플링 부품 등이 있으며 패키지 형태는 일반적으로 TOSA와 동일하다. 또한 PD는 단거리 및 중거리 광모듈에 사용되고 APD는 주로 장거리 광모듈에 사용된다.

 

ROSA 블록 다이어그램

3. LDD(레이저 다이오드 드라이버)

LDD는 광학 모듈의 구동 장치입니다. CDR에서 출력된 신호를 해당 변조 신호로 변환하여 레이저를 구동하여 광 신호를 보낼 수 있습니다. 광학 레이저 ​​자체는 전류에 민감한 장치이기 때문에 디지털 전압 신호를 전류 신호로 변환하기 위해 LDD가 필요합니다. 다양한 유형의 레이저에 대해 다양한 유형의 LDD 칩을 선택해야 합니다. 일반적으로 다음과 같은 단거리 다중 모드 광 모듈 100G SR4, LDD 및 CDR이 동일한 칩에 통합되어 있습니다.

4. CDR(시계 및 데이터 복구)

CDR에는 두 가지 주요 역할이 있습니다. 첫 번째는 수신기의 각 회로에 클록 신호를 제공하는 것입니다. 두 번째는 데이터 신호 복구 및 후속 처리에 편리한 수신 신호를 판단하는 것입니다. CDR의 가장 큰 기능은 수신단의 신호가 송신단의 신호와 일치하도록 하는 것입니다. 일반적으로 CDR을 사용할 광모듈은 다음과 같은 고속 및 장거리 광모듈이 대부분이다. 10G SFP + ER 또는 10G SFP+ ZR.

CDR 작동 다이어그램

5. TIA(트랜스 임피던스 증폭기)

TIA는 광모듈의 검출기 전면에 위치한 일종의 증폭기이다. 검출기는 광 신호를 전류 신호로 변환하고 TIA는 전류 신호를 특정 진폭의 전압 신호로 처리하므로 단순히 큰 저항으로 이해할 수 있습니다.

6. LA(리미팅 앰프)

TIA의 출력 진폭은 수신된 광 전력이 변화함에 따라 변하는 반면 LA의 기능은 변화하는 출력 진폭을 동일한 진폭의 전기 신호로 처리하여 CDR에 안정적인 전압 신호를 제공하는 것입니다. 에 고속 모듈, LA는 일반적으로 TIA 또는 CDR과 통합됩니다. 

7. MCU(마이크로 컨트롤러 유닛)

MCU는 소프트웨어 작동, DDM 모니터링 및 일부 특정 기능을 담당합니다. DDM 기능은 주로 온도, Vcc 전압, 바이어스 전류, Rx 전력 및 Tx 전력의 다섯 가지 아날로그 신호를 실시간으로 모니터링하고 이러한 매개 변수로 광 모듈의 작동 상태를 판단하여 광 통신의 유지 보수를 용이하게합니다. 링크.

광 신호는 광 네트워크에서 어떻게 정보를 전송합니까? 

요약

광 모듈은 광전자 소자, 기능 회로 및 광 인터페이스를 포함한 많은 소자로 구성됩니다. 광전자공학은 송신부와 수신부를 모두 포함하며, 그 중 레이저 칩과 검출기 칩을 총칭하여 광통신 칩이라고 하며, 이는 광모듈의 핵심 부품입니다. 광학 모듈의 기본 구조를 이해하는 것은 광학 모듈의 작동 원리를 익히고 패키지 유형을 구별하는 기초입니다.