Каковы внутренние компоненты оптического модуля?

Функцией оптического модуля является фотоэлектрическое и электрооптическое преобразование. Передатчик преобразует электрический сигнал в оптический сигнал, который передается по оптическому волокну, а затем приемник преобразует оптический сигнал в электрический сигнал.

Ниже приведена блок-схема работы оптического модуля

В левой части схемы показано устройство, в котором применяется оптический модуль, например, переключатель. Устройство вводит сигнал в оптический модуль, который преобразует электрический сигнал в оптический и отправляет его. Получение - это процесс, обратный отправке.

Основные компоненты оптического модуля включают в себя:

1. TOSA (оптический узел передатчика)

TOSA используется для реализации электрооптического преобразования в оптическом модуле, встроенные устройства включают в себя оптический лазер, MPD, TEC, изолятор, MUX, соединительную линзу и так далее. Он доступен в упаковках TO-CAN, Gold-BOX, COC (чип на чипе), COB (чип на плате) и других формах упаковки. Для оптического модуля, используемого в центре обработки данных, TEC, MPD и изолятор не являются необходимыми элементами для экономии средств. Mux также используется только в оптических модулях, требующих WDM. Кроме того, LDD некоторых оптических модулей также упакованы в TOSA.

Блок-схема TOSA

В основе TOSA лежит оптический лазер , который можно разделить на два типа:

① EEL (Edge Emitter Laser): относится к лазеру с торцевым излучением с длиной волны 1310 нм или 1550 нм.

② VCSEL (лазер с вертикальным резонатором, излучающий поверхность): относится к лазеру с вертикальным резонатором с длиной волны 850 нм.

2. ROSA (оптический блок приемника)

Основной функцией ROSA является преобразование оптических сигналов в электрические. Встроенные устройства включают в себя PD/APD, демультиплексоры, компоненты сопряжения и т. д. И тип упаковки, как правило, такой же, как у TOSA. Более того, PD используется для оптических модулей ближнего и среднего радиуса действия, а APD в основном используется для оптических модулей дальнего действия.

Блок-схема РОСА

3. LDD (драйвер лазерного диода)

LDD — это управляющее устройство в оптическом модуле. Оно преобразует выходной сигнал от CDR в соответствующий модулирующий сигнал, который управляет лазером для генерации оптического сигнала. Поскольку сам оптический лазер является устройством, чувствительным к току, нам нужен LDD для преобразования цифрового напряжения в ток. Для разных типов лазеров необходимо выбирать разные типы микросхем LDD. Обычно в многомодовых оптических модулях ближнего действия, таких как 100G SR4 , LDD и CDR, на одной микросхеме размещаются компоненты.

4. CDR (часы и восстановление данных)

Функция CDR выполняет две основные задачи: первая — обеспечение тактового сигнала для каждой цепи приемника; вторая — оценка принятого сигнала, что удобно для восстановления данных и последующей обработки. Главная функция CDR — обеспечение согласованности сигнала на приемной стороне с сигналом на передающей стороне. Как правило, для использования CDR применяются высокоскоростные и дальнобойные оптические модули, такие как 10G SFP+ ER или 10G SFP+ ZR.

Схема работы CDR

5. TIA (трансимпедансный усилитель)

TIA - это тип усилителя, расположенный в передней части детектора в оптическом модуле. Детектор преобразует оптический сигнал в токовый сигнал, а TIA преобразует токовый сигнал в сигнал напряжения определенной амплитуды, который мы можем просто понять как большой резистор.

6. LA (ограничивающий усилитель)

Амплитуда выходного сигнала TIA изменяется в зависимости от принимаемой оптической мощности, тогда как функция LA заключается в обработке изменяющейся амплитуды выходного сигнала и преобразовании его в электрический сигнал равной амплитуды, обеспечивая тем самым стабильное напряжение для CDR. В высокоскоростных модулях LA обычно интегрируется с TIA или CDR.

7. MCU (блок микроконтроллера)

MCU отвечает за работу программного обеспечения, мониторинг DDM и некоторые специфические функции. Функция DDM в основном отслеживает пять аналоговых сигналов температуры, напряжения Vcc, тока смещения, мощности Rx и мощности Tx в режиме реального времени и оценивает рабочее состояние оптического модуля по этим параметрам, что облегчает обслуживание оптической связи. ссылка на сайт.

Как оптические сигналы передают информацию в оптической сети? 

Резюме

Оптический модуль состоит из множества устройств, включая оптоэлектронные устройства, функциональные схемы и оптические интерфейсы. Оптоэлектроника включает в себя как передающую, так и приемную части, среди которых лазерный чип и чип детектора вместе называются чипом оптической связи, который является основной частью оптического модуля. Понимание базовой структуры оптических модулей является основой для понимания принципа их работы и различения типов их корпусов.