Transceiver optic: o componentă de bază pentru transmiterea informațiilor

Într -o epocă a progreselor rapide în tehnologia informației, serviciile pe care ne bazăm, cum ar fi Internetul, Cloud Computing și Big Data, toate se bazează pe o componentă electronică crucială: transceiverul optic. Un integrat Transceiver optic , îndeplinește sarcina crucială de transformare a semnalelor electrice în semnale optice în cadrul sistemelor de comunicații cu fibră optică. Fără transceiver -uri optice, semnalele electrice ar fi imposibil de transmis pe distanțe lungi și la viteze mari prin fibre optice, iar rețelele de comunicare moderne ar fi imposibile.

Conversie optoelectronică: modul în care funcționează transceiver -urile optice
Funcția de bază a unui transceiver optic constă în mecanismul său de conversie bidirecțională: conversia optică-electrică la capătul de transmitere și conversia electrică-optică la capătul primitor.

Pentru a transmite semnale, un transceiver optic primește semnale electrice de la dispozitivele de rețea (cum ar fi întrerupătoare sau routere). Aceste semnale electrice trec printr -un IC al driverului intern, controlând precis un laser semiconductor. Laserul pornește rapid și oprit la o frecvență extrem de ridicată, bazată pe informațiile digitale din semnalul electric, transformând semnalele „0” și „1” din semnalul electric în impulsuri ușoare de diferite intensități. Aceste impulsuri ușoare sunt apoi concentrate și cuplate în fibra optică pentru transmisia pe distanțe lungi. Acest proces transformă semnalele electrice în semnale optice.

În timpul recepției semnalului, un modul optic primește semnale optice transmise dintr -o fibră optică. Aceste impulsuri de lumină slabă sunt detectate de un fotodetector intern, de obicei un fotodiodă cu pin sau un fotodiod de avalanșă (APD). Funcția sa este de a converti semnalul optic într -un semnal electric. Acest semnal electric este apoi amplificat de un amplificator de transimpedanță (TIA) și modelat de un amplificator de limitare (LA), restabilind -o la un semnal digital în concordanță cu semnalul original pentru transmiterea la echipamentele de rețea din aval. Acest proces completează conversia semnalului optic într -un semnal electric.

Avansarea performanței: de la viteză mică la viteză ultra-mare
Evoluția tehnologică a modulelor optice este o poveste a urmăririi continue a vitezei mai mari, a distanțelor mai lungi și a consumului de energie mai mic.

Modulele optice timpurii au avut rate de date scăzute și au fost utilizate în principal în scenarii de comunicare cu lățime de bandă mică. Odată cu adoptarea pe scară largă a internetului și creșterea traficului de date, au fost puse cereri mai mari cu privire la viteza și performanța modulelor optice. Inovațiile tehnologice se reflectă în primul rând în următoarele domenii:

Tehnologia de modulare: pentru a crește viteza de transmisie fără a crește ratele de transfer, modulele optice au evoluat de la modularea tradițională non-return-to-zero (NRZ) la modularea amplitudinii impulsurilor la patru niveluri (PAM4). Modulația PAM4 poate transmite două biți de informații pe ciclul de ceas, dublând rata de transmisie în comparație cu NRZ și devenind tehnologia principală pentru modulele optice de mare viteză.

Componente optice de bază: Pentru a susține viteze mai mari și distanțe mai lungi, laserele și fotodetectoarele din module optice sunt modernizate continuu. De exemplu, laserele modulate electrobsorbție (EML) sunt utilizate pentru a îndeplini cerințele de mare viteză, în timp ce fotodiodele de avalanșă (APD) sunt utilizate pentru a îmbunătăți sensibilitatea receptorului, permițând transmisia cu distanță mai lungă.

Comunicare optică coerentă: Pentru transmisia rețelei de coloană vertebrală ultra-lungă și de înaltă capacitate, modulele optice utilizează tehnologia coerentă de comunicare optică. Această tehnologie modulează informațiile folosind dimensiuni multiple ale luminii, cum ar fi amplitudinea, faza și polarizarea și folosește cipuri digitale de procesare a semnalului (DSP) pentru o demodulare complexă, crescând semnificativ distanța și capacitatea de transmisie.

Formular de pachet: adaptabilitatea aplicațiilor diverse
Modulele optice au mai mult de un factor de formă de pachet. Diverse standarde au evoluat pe baza diferitelor viteze, dimensiuni, consum de energie și scenarii de aplicare. Aceste forme de pachete determină factorul de formă fizică și tipul de interfață al modulului optic.

Formularele comune de pachete din industrie includ SFP, SFP, QSFP, QSFP28, OSFP și CFP. Aceste convenții de denumire reflectă, în general, ratingul de viteză și numărul de canale ale modulului optic. De exemplu, SFP este utilizat în mod obișnuit pentru viteze de 10 g, în timp ce QSFP28 este utilizat în mod obișnuit pentru viteze de 100 g și folosește un design cu patru canale.

Un pachet este mai mult decât o simplă coajă. Integrează dispozitive optoelectronice complexe, circuite de șofer și jetoane de control. Proiectarea structurală a pachetului trebuie să ia în considerare disiparea căldurii, deoarece modulele optice de mare viteză consumă o putere mare. Disiparea eficientă a căldurii este esențială pentru asigurarea funcționării stabile pe termen lung.

Interfața optică a unui modul optic este de asemenea crucială. De exemplu, interfața LC este utilizată în mod obișnuit în module optice mici datorită dimensiunii sale compacte. Pe de altă parte, interfața MPO poate integra mai multe fibre într-o singură interfață, ceea ce o face potrivită pentru module optice cu densitate ridicată, cu mai multe canale, precum cele utilizate în conexiunile interne ale centrelor de date.

Odată cu implementarea completă de 5G, cloud computing și Internet of Things, cererea de module optice va continua să crească. Modulele optice viitoare vor fi mai mult decât simple dispozitive de conversie fotoelectrică. Acestea vor fi profund integrate cu echipamentele de rețea și chiar vor integra funcții mai inteligente, devenind principalul care susține infrastructura viitoare de rețea.