Optički
OptičkiCommunicationCKuk
Optički čipovi i električni čipovi su najvažniji uređaji koji određuju performanse optičkog modula.
Optički čipovi i električni čipovi su osnovne komponente optičkog uređaja.
U optičkim uređajima, optički čipovi se koriste za konverziju fotoelektričnih signala. Prema različitim tipovima, može se podijeliti na aktivne optičke čipove i pasivne optičke čipove.
Aktivni optički čipovi su podijeljeni na laserske čipove (odašiljač) i detektorske čipove (prijemnik). Na kraju odašiljanja (laserski čip), modul optičkog odašiljača pretvara električni signal u optički signal; na prijemnom kraju (detektorski čip), optički signal se vraća na električni signal i uvodi se u elektronski uređaj. Performanse i brzina prijenosa optičkog čipa direktno određuju efikasnost prijenosa optičkog komunikacijskog sistema vlakana.
Vrijednost laserskih čipova je velika, a tehničke barijere visoke. To je "biser" optičkog čipsa. Prema tipu emisije svjetlosti, ona se dijeli na površinsku emisiju i bonu emisiju. Među njima, površinski emitujući laseri su uglavnom VCSEL (vertikalni površinski laseri koji emituju površinu); Postoje mnoge vrste edge-emitting lasera, uključujući FP (Fabry–Pérot, Fabry-Perot laser), DFB (Distributed Feedback Laser, distribuirani povratni laser) Laseri) i EML (Electroabsorption Modulated Laser), tradicionalni FP laserski čipovi su postupno suzili svoje primjene u području optičke komunikacije zbog velikih gubitaka i kratkih prijenosnih udaljenosti. Postoje tri glavne vrste jezgre laserskih čipova: DFB i EML i VCSEL.
(1) DFB je najčešće korišteni direktni modulacioni laser, koji se zasniva na FP-u kroz ugrađenu Bragg rešetu, tako da je laser visoko monohromatski, smanjujući gubitak i povećavajući udaljenost prijenosa. Trenutno se DFB laseri uglavnom koriste za srednji i međugradski prijenos. Glavni scenariji aplikacija uključuju: FTTx pristupnu mrežu, transmisijsku mrežu, bežičnu bazna stanicu i internu interkonekciju centara podataka.
(2) EML laseri dodaju elektro-apsorpcioni lim (EAM) kao vanjski modulator na bazi DFB-a. Chirp i disperzija performanse su bolje od DFB, i više su pogodan za prijenos na daljinu. Glavni scenariji primjene EML-a su: brza, međugradska telekomunikacijska okosnica mreže, metropolitanska mreža i interkonekcija centra podataka (DCI mreža).
(3) VCSEL ima karakteristike jednostrukog uzdužnog načina rada, kružnog izlaznog mjesta, niske cijene i lake integracije, ali je svetleća udaljenost prijenosa kratka, pogodan za prijenos kratke udaljenosti unutar 500m. Glavni scenariji aplikacije su: interni data centar, potrošačka elektronika (3D). A
Postoje dvije vrste detektora čipova: PIN (PN detektor dioda) i APD (detektor lavinjske diode). Ovaj bivši ima relativno nisku osjetljivost, koja se koristi na kratkim i srednjim udaljenostima, a ovo drugo ima visoku osjetljivost, koja se koristi na srednjim i dugim udaljenostima.
S jedne strane, električni čip shvata podršku za rad optičkog čipa, Kao što su LD (laserski vozač), TIA (transimpedancija pojačalo), CDR (sat i krug za oporavak podataka), s jedne strane, realizuje podešavanje snage električnog signala, kao što je MA (glavno pojačalo ), s druge strane, kako bi se postigla neka složena obrada digitalnog signala, kao što su modulacija, koherentna kontrola signala, serijsko-paralelna / paralelno-serijska konverzija itd. Postoje i neki optički moduli sa DDM (Digital Diagnostic Function), koji odgovaraju MCU i EEPROM-u. Električni čipovi se obično koriste zajedno, a proizvođači mainstream čipova općenito će uvesti skup proizvoda za određenu vrstu optičkog modula.
Bez obzira da li se radi o optičkom čipu ili električnom čipu, u zavisnosti od supstratnog (supstratnog) materijala, može se podijeliti u sljedeće kategorije: indij-fosfat (InP), galij arsenid (GaAs), silikon-based (Si), itd .:
Podudaranje upotrebe optičkog čipa i električnog čipa: Na kraju odašiljanja, električni signal je moduliran interno ili spolja CDR, LD i drugi čipovi za obradu signala, vozeći laserski čip da završi elektro-optičku konverziju; na prijemnom kraju , opticki signal se pretvara u elektricne impulse detektorskog cipa , a zatim se amplitudna modulacija izvodi kroz cipove za obradu energije kao sto su TIA i MA , i na kraju je izlaz kontinuirani elektricni signal koji se moze obraditi terminalom . Saradnja optičkog čipa i elektronskog čipa realizuje realizaciju glavnih indikatora performansi kao što su brzina prijenosa, omjer izumiranja i prenosiva optička snaga, te je najvažniji uređaj koji određuje performanse optičkog modula.
Čipovi optičkog uređaja imaju izuzetno visoke tehničke barijere i komplicirane procesne tokove, tako da su najveći dio strukture troškova optičkog modula bom. Cijena optičkog čipa je obično 40% -60%, a cijena električnih čipova je obično 10% -30%. Što je brzina višu, to su veći troškovi visoko-end optičkog modula električnih čipova.