Mitä optisia komponentteja käytetään optisten lähetin-vastaanotinmoduulien sisällä?

Optisissa lähetin-vastaanottimen komponenteissa on useita pääosia, jotka toimivat yhdessä tietojen lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi. Yleisimpiä optisia lähetin-vastaanottimen komponentteja ovat TOSA, ROSA, BOSA, laserdiodit ja valodiodit. Jokaisella komponentilla on oma erityinen tehtävänsä. TOSA muuntaa sähköiset signaalit valoksi, kun taas ROSA muuntaa valon takaisin sähköisiksi signaaleiksi. BOSA mahdollistaa tietojen samanaikaisen lähettämisen ja vastaanottamisen. Alla olevassa taulukossa esitetään nämä olennaiset optisten lähetin-vastaanottimen komponentit ja niiden toiminnot.

Avaimet takeawayt

• Optisissa lähetin-vastaanottimissa on tärkeitä osia, kuten TOSA, ROSA ja BOSA. Nämä osat auttavat lähettämään ja vastaanottamaan tietoja hyvin.

• TOSA muuttaa sähköiset signaalit valoksi laserdiodeilla. ROSA muuttaa valon takaisin sähköisiksi signaaleiksi käyttämällä valodiodeja.

• BOSA yhdistää TOSAn ja ROSAn yhdeksi osaksi. Tämä antaa tiedon liikkua molempiin suuntiin yhdessä kuidussa. Se saa asiat toimimaan paremmin ja säästää rahaa.

• Oikean valodiodin, kuten PIN- tai APD-koodin, valinta riippuu siitä, kuinka kaukana ja kuinka herkkä verkon tulee olla.

• Liitinten puhtaana pitäminen ja sääntöjen noudattaminen auttavat dataa liikkumaan hyvin ja pysymään laadukkaana.

Optisen lähetin-vastaanottimen tärkeimmät komponentit

Nykyaikaisten optisten lähetin-vastaanottimen komponenttien on noudatettava tiukkoja sääntöjä. Nämä säännöt varmistavat, että eri tuotemerkit voivat toimia yhdessä. IEEE:n kaltaiset ryhmät luovat sääntöjä datan nopealle liikkuvuudelle ja osien toimivuudelle. Multi-Source-sopimukset (MSA) auttavat yrityksiä valmistamaan tuotteita, jotka sopivat yhteen. Yritysten on myös noudatettava turvallisuus- ja ympäristösääntöjä. Tämä auttaa osia toimimaan monenlaisissa verkoissa.

Band Optics Technology käyttää edistyneitä tapoja tehdä hyvää optisten lähetin-vastaanottimen osat . Heidän huolellinen työnsä auttaa lähettämään tietoja turvallisesti monissa töissä.

TOSA (lähettimen optinen osakokoonpano)

TOSA tarkoittaa lähettimen optista osakokoonpanoa. Tämä osa muuttaa sähköiset signaalit valosignaaleiksi. Se käyttää tätä varten muutamia tärkeitä osia. Alla olevassa taulukossa luetellaan pääosat ja niiden toiminta:

TOSA voi lähettää dataa 1 Gbps - 400 Gbps välillä. Se käyttää erilaisia ​​lasertyyppejä, kuten DFB, VCSEL ja EML. Tämä auttaa vastaamaan kunkin verkon tarpeisiin. Teho voi vaihdella 0 dBm:stä +10 dBm:iin. TOSA toimii lämpötiloissa -5°C - +85°C. Se sopii moniin muotoihin, kuten SFP ja QSFP. Se käyttää rajapintoja, kuten LC, SC ja MPO.

ROSA (Receiver Optical Sub-Assembly)

ROSA tulee sanoista Receiver Optical Sub-Assembly. Tämä osa ottaa vastaan ​​valosignaaleja ja muuttaa ne sähköisiksi signaaleiksi. Se käyttää valodiodia valon etsimiseen. Trans-impedanssivahvistin (TIA) vahvistaa signaalia. Tämä auttaa signaalia kulkemaan kauemmas järjestelmässä. Alla oleva taulukko näyttää ROSA:n pääosat:

ROSA on tärkeä valokuituoptiikan kautta lähetettyjen tietojen lukemisessa. Se auttaa tietokoneita ja muita laitteita saamaan tiedot. ROSA pitää signaalin vahvana ja selkeänä.

BOSA (kaksisuuntainen optinen osakokoonpano)

BOSA tarkoittaa kaksisuuntaista optista alakokoonpanoa. Tämä osa yhdistää sekä TOSAn että ROSA:n yhdeksi yksiköksi. BOSA käyttää WDM-suodatinta valon jakamiseen tiedon lähettämistä ja vastaanottamista varten. Tämä mahdollistaa tiedon liikkumisen molempiin suuntiin samanaikaisesti yhdellä kuidulla.

Jotkut BOSA:n tärkeimmistä eduista ovat:

• BOSA antaa tiedon siirtää molempiin suuntiin käyttämällä yhtä kuitua.

• Se käyttää WDM-suodattimia pitämään signaalit erillään.

• BOSA parantaa verkkojen toimintaa lähettämällä ja vastaanottamalla tietoja kerralla.

• Se auttaa säästämään rahaa käyttämällä yhtä kuitua enemmän dataa varten.

• Pieni koko sopii hyvin ahtaisiin tiloihin, kuten FTTH- ja IoT-verkkoihin.

BOSA tekee verkon suunnittelusta helpompaa ja säästää tilaa ja rahaa. Band Optics Technology valmistaa tarkkoja optisia osia näihin edistyneisiin laitteisiin.

TOSA:n sisällä: Lähettimen komponentit

Laser diodi

A laserdiodi on TOSA:n pääosa. Tämä laite muuttaa sähköiset signaalit valoksi. Valo liikkuu kuidun läpi. Insinöörit valitsevat eri laserdiodit eri verkkoihin. Eniten käytetyt tyypit ovat Edge Emitter Lasers (EEL) ja Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSEL). EEL:t toimivat yleensä aallonpituudella 1310nm tai 1550nm. VCSELit toimivat 850 nm:ssä. Alla olevassa taulukossa on lueteltu päätyypit ja niiden ominaisuudet:

Laserdiodilla voi olla eri teho ja aallonpituus. Esimerkiksi VCSEL:t käyttävät 850 nm, FP-laserit 1310 nm ja DFB-laserit 1550 nm. Jokainen tyyppi on hyvä tietylle etäisyydelle, lyhyestä pitkään.

Monitorin valodiodi

A monitorin fotodiodi auttaa pitämään laserdiodin toiminnassa oikein. Se tarkistaa, kuinka voimakas valo on. Sitten se lähettää palautetta ohjauspiiriin. Tämä palaute antaa järjestelmän muuttaa laserin tehoa. Tämä pitää signaalin tasaisena. Monitorin fotodiodi toimii muiden osien, kuten optisen eristimen ja lämpötila-anturien kanssa. Nämä osat suojaavat laseria ja auttavat sitä toimimaan hyvin.

Optinen käyttöliittymä

Optinen liitäntä yhdistää TOSA:n kuituverkkoon. Se varmistaa, että laserdiodin valo menee kuituun pienellä häviöllä. Eri laserit käyttävät erilaisia ​​rajapintoja. VCSELit ovat lyhyen kantaman monimuotokuituja varten. DFB-laserit sopivat parhaiten pitkän kantaman yksimuotokuiduille. Alla olevasta taulukosta näet, mikä laser sopii kuhunkin käyttötarkoitukseen:

Laserdiodiohjain (LDD)

Laser Diode Driver (LDD) antaa oikean virran laserdiodille. Se ohjaa kuinka nopeasti laser käynnistyy ja sammuu. Tämä määrittää tiedonsiirtonopeuden. LDD toimii yhdessä näytön fotodiodin kanssa tehon vaihtamiseksi ja signaalin pitämiseksi puhtaana. Tämä ryhmätyö auttaa TOSAa lähettämään tietoja nopeasti ja ilman virheitä.

TOSA-kokoonpanot käyttävät monia optisia lähetin-vastaanottimen komponentteja sähkösignaalien muuttamiseksi valoksi. Jokainen osa on tärkeä tiedon nopealle siirtämiselle ja sen pitämiselle oikein.

ROSA:n sisällä: vastaanottimen komponentit

Valoilmaisin (PIN/APD)

Valodetektori on ROSA:n pääosa. Se vangitsee kuidun läpi tulevan valon. Optisissa lähetin-vastaanottimissa käytetään kahta päätyyppiä: PIN-diodit ja APD-valodiodit. PIN-diodit ovat yksinkertaisia ​​ja toimivat hyvin muuttamaan valon sähköiseksi signaaliksi. APD-valodiodit voivat tuottaa suuremman virran samasta valosta, joten ne ovat herkempiä. Mutta APD:t voivat myös lisätä signaaliin enemmän kohinaa. Insinöörit valitsevat PIN-koodin tai APD:n sen mukaan, kuinka paljon herkkyyttä verkko tarvitsee.

Huomautus: APD-valodiodit ovat hyviä pitkillä matkoilla tai heikossa valaistuksessa, mutta PIN-diodit ovat parempia lyhyillä etäisyyksillä.

Responsiivisuus osoittaa, kuinka hyvin valoilmaisin muuttaa valon sähköiseksi signaaliksi. Jos herkkyys on korkea, laite voi löytää heikompia signaaleja. Kaistanleveys kertoo, kuinka nopeasti valoilmaisin pystyy reagoimaan valon muutoksiin. Sekä vaste että kaistanleveys ovat tärkeitä nopeille tietoverkoille.

Trans-impedanssivahvistin (TIA)

Trans-impedanssivahvistin tai TIA liitetään suoraan valotunnistimeen. Se ottaa pienen virran valoilmaisimesta ja tekee siitä suuremman jännitesignaalin. Tämä on tärkeää, koska ensimmäinen signaali on liian heikko muulle elektroniikalle. TIA pitää signaalin vahvana ja selkeänä, kun se liikkuu moduulin läpi.

• TIA vahvistaa signaalia lisäämättä paljon kohinaa.

• Se toimii sekä PIN- että APD-valodiodien kanssa.

• Hyvä TIA auttaa ROSAa toimimaan suurilla nopeuksilla.

Limiting Amplifier (LA)

TIA:n jälkeen rajoittava vahvistin tai LA ottaa vallan. LA pitää signaalin oikealla tasolla seuraavia osia varten. Se katkaisee liian voimakkaat signaalit ja tehostaa heikkoja. Tämä tekee puhtaan digitaalisen signaalin, jota tietokoneet voivat käyttää.

Optinen suodatin

Valodetektorin edessä on optinen suodatin. Tämä suodatin päästää vain tietyt valon aallonpituudet ilmaisimeen. Se estää signaalit, joita ei haluta, ja vähentää kohinaa muista lähteistä. Suodatin auttaa ROSAa poimimaan oikean datan kuidusta.

• Optinen suodatin parantaa signaalia.

• Se suojaa valoilmaisinta ylimääräiseltä valolta.

ROSA-kokoonpanot käyttävät näitä pääosia valosignaalien vastaanottamiseen ja käsittelemiseen. Jokainen osa auttaa varmistamaan, että tiedot kulkevat nopeasti ja oikein optisten lähetin-vastaanottimen komponenttien läpi.

Optisten ja elektronisten komponenttien tuki

Optiset lähetin-vastaanottimen komponentit tarvitsevat muutakin kuin vain pääosia toimiakseen hyvin. Ylimääräinen elektroniikka ja passiiviset optiset elementit auttavat dataa liikkumaan nopeasti ja pysymään oikein. Nämä lisäosat varmistavat, että moduuli toimii monissa paikoissa.

Kellon ja tietojen palautus (CDR)

Kello- ja tietojen palautuspiirit ovat tärkeitä nopeille moduuleille. CDR auttaa vastaanotinta löytämään oikean ajan jokaiselle databitille. Tämä pitää signaalin selkeänä ja estää virheet. Alla oleva taulukko näyttää, mitä CDR tekee lähetin-vastaanottimessa:

Mikro-ohjainyksikkö (MCU)

Mikro-ohjainyksikkö ohjaa ja tarkastaa moduulia. Se tarkastelee asioita, kuten lämpötilaa, jännitettä, bias-virtaa ja tehotasoja. MCU auttaa pitämään moduulin turvassa ja toimimaan oikein. Se voi myös korjata ongelmat nopeasti, jos jokin menee pieleen.

• MCU:t ohjaavat moduulin ohjelmistotöitä.

• Ne tarkistavat lämpötilan, jännitteen ja tehon koko ajan.

• Tämä auttaa pitämään optisen linkin vakaana ja turvallisena.

Optiset liittimet ja liitännät

Liittimet ja liitännät yhdistävät moduulin kuituverkkoon. Oikea liitin pitää signaalin vahvana ja antaa järjestelmän toimia muiden merkkien kanssa. Jotkut yleisimmät liitintyypit ovat:

• SC-liitin: Neliön muotoinen, napsautustyyli yrityksille ja FTTH:lle.

• LC-liitin: Pieni, push-pull -tyylinen datakeskuksiin ja telekommunikaatioon.

• FC-liitin: Kierrettävä paikkoihin, joissa on paljon tärinää.

• MPO/MTP-liittimet: Useita kuituja yhdessä nopeita moduuleja varten.

Band Optics Technology tekee hyviä liittimiä, ikkunoita ja suodattimia erikoiskäyttöön. Heidän tuotteet auttavat luomaan vahvoja yhteyksiä ja huippusuorituskykyä.

Multiplekserit ja jakajat

Multiplekserit ja jakajat auttavat käsittelemään signaaleja moduulin sisällä. Jakajat ottavat yhden signaalin ja antavat useita lähtöjä. Tämä on hyvä passiivisille optisille verkoille. Multiplekserit, kuten WDM-laitteet, sijoittavat useita signaaleja yhdelle kuidulle. Tämä mahdollistaa suuremman tiedon liikkumisen verkon läpi. Molemmat osat auttavat käyttämään kutakin kuitulinkkiä paremmin.

Tukeva elektroniikka ja passiiviset optiset elementit, kuten esim kaistaoptiikkaa tarvitaan nopeaan ja luotettavaan tiedonsiirtoon.

Optiset lähetin-vastaanotinkomponentit auttavat lähettämään tietoja nopeasti ja selkeästi. Ne muuttavat signaaleja, jotta ihmiset voivat puhua tai jakaa tietoa ilman ongelmia. Insinöörit ajattelevat muutamia asioita valitessaan näitä osia. He tarkastelevat, kuinka lämpö voi muuttaa signaalia. He myös tarkistavat, ovatko liittimet puhtaat, koska pöly voi tukkia valon. Myös verkoston tarpeet ovat tärkeitä.

Alan säännöt, kuten CE-merkki, FCC Part 15 ja RoHS, varmistavat, että osat ovat turvallisia ja laadukkaita. Band-optiikka tekee näistä osista huolellisesti sääntöjen mukaisia. Ihmiset luottavat kaistaoptiikkaan, joka auttaa rakentamaan verkkoja, jotka kestävät pitkään.

FAQ

Mitä TOSA tekee optisessa lähetin-vastaanottimessa?

TOSA muuttaa sähköiset signaalit valosignaaleiksi. Valo kulkee optisen kuidun läpi. TOSA käyttää laserdiodia ja muita osia. Nämä osat auttavat dataa liikkumaan nopeasti ja pysymään selkeinä.

Miksi optiset suodattimet ovat tärkeitä lähetin-vastaanottimissa?

Optiset suodattimet pysäyttävät valot, joita ei haluta. Ne päästävät vain oikean aallonpituuden saavuttamaan valotunnistimen. Tämä pitää signaalin puhtaana ja auttaa estämään virheet.

Kuinka insinöörit valitsevat PIN- ja APD-valodiodien välillä?

Insinöörit valitsevat sen perusteella, kuinka pitkälle verkko menee ja kuinka paljon herkkyyttä tarvitaan.

Mikä rooli liittimillä on optisissa moduuleissa?

Liittimet yhdistävät lähetin-vastaanottimen kuituverkkoon. Puhtaat ja tarkat liittimet pitävät signaalin vahvana. Kaistaoptiikka tekee hyvät liittimet turvallisiin ja tasaisiin tietoyhteyksiin.