Optinen
OptinenCommunicationCHip
Optiset sirut ja sähkölastut ovat tärkeimmät laitteet, jotka määrittävät optisten moduulien suorituskyvyn.
Optiset sirut ja sähkölastut ovat optisten laitteiden ydinkomponentteja.
Optisissa laitteissa optisia siruja käytetään valosähköisten signaalien muuntamiseen. Eri tyyppien mukaan se voidaan jakaa aktiivisiin optisiin siruihin ja passiivisiin optisiin siruihin.
Aktiiviset optiset sirut jaetaan laserlastuihin (lähetin) ja ilmaisinsiruihin (vastaanotin). Lähetyspäässä (lasersirussa) optinen lähetysmoduuli muuntaa sähköisen signaalin optiseksi signaaliksi. vastaanottavassa päässä (ilmaisinpiirissä) optinen signaali palautetaan sähköiseen signaaliin ja tuodaan elektroniseen laitteeseen. Optisen sirun suorituskyky ja siirtonopeus määrittävät suoraan optisen kuituviestintäjärjestelmän siirtotehokkuuden.
Laserlastujen arvo on suuri, ja tekniset esteet ovat korkeat. Se on optisten sirujen "helmi". Valopäästötyypin mukaan se on jaettu pinta- ja sivupäästöihin. Niistä pintaa lähettävät laserit ovat pääasiassa VCSEL (pystysuorat ontelon pintasäteilylaserit); on olemassa monenlaisia reunaa lähettäviä lasereita, kuten FP (Fabry–Pérot, Fabry-Perot-laser), DFB (Distributed Feedback Laser, distributed feedback laser) Laserit) ja EML (Electroabsorption Modulated Laser), perinteiset FP-lasersirut ovat vähitellen kaventaneet sovelluksiaan optisen viestinnän alalla suurten hävikkien ja lyhyiden lähetysetäisyyksien vuoksi. Ydinlasersiruja on kolmea päätyyppiä: DFB ja EML ja VCSEL.
(1) DFB on yleisimmin käytetty suoramodulaatiolaser, joka perustuu fp:hen sisäänrakennetun Bragg-ritilän kautta niin, että laser on erittäin yksivärinen, mikä vähentää menetystä ja lisää siirtoetäisyystä. Tällä hetkellä DFB-lasereita käytetään pääasiassa keski- ja kaukolähetykseen. Tärkeimmät sovellusskenaariot ovat: FTTx-liityntäverkko, siirtoverkko, langaton tukiasema ja datakeskusten sisäinen yhteenliittäminen.
(2) EML-laserit lisäävät elektro-absorptiolevyn (EAM) ulkoiseksi modulaattoriksi DFB:n perusteella. Sirun ja dispersiotehon suorituskyky on parempi kuin DFB:n, ja ne soveltuvat paremmin kaukosiirtoon. EML:n tärkeimmät sovellusskenaariot ovat: nopea, pitkän matkan televiestinnän runkoverkko, suurkaupunkialueen verkko ja datakeskusten yhteenliittäminen (DCI-verkko).
(3) VCSEL-valaisimella on yhden pitkittäistilan, pyöreän lähtöpaikan, alhaisen hinnan ja helpon integroinnin ominaisuudet, mutta valovoiman siirtomatka on lyhyt ja soveltuu lyhyen matkan siirtoon 500 metrin etäisyyden sisällä. Tärkeimmät sovellusskenaariot ovat: sisäinen datakeskus, kulutuselektroniikka (3D). A
Ilmaisinsiruja on kahdenlaisia: PIN (PN diode detector) ja APD (lumivyörydioditunnin). Jälkimmäisellä on suhteellisen alhainen herkkyys, jota käytetään lyhyillä ja keskisuurilla etäisyyksillä, ja jälkimmäisellä on suuri herkkyys, jota käytetään keski- ja pitkillä etäisyyksillä.
Toisaalta sähkösiru tajuaa tukevansa optisen sirun toimintaa, kuten LD (laserohjain), TIA (transimpedanssivahvistin), CDR (kellon ja datan palautuspiiri), toisaalta toteuttaa sähkösignaalin tehonsäädön, kuten MA (päävahvistin ), toisaalta saavuttaakseen monimutkaisen digitaalisen signaalinkäsittelyn, kuten modulaation, johdonmukaisen signaalinhallinnan, sarja-rinnakkaisen / rinnakkaisen sarjamuunnoksen jne. On myös joitakin optisia moduuleja, joissa on DDM (Digital Diagnostic Function), joka vastaa MCU: ta ja EEPROM: tä. Sähkölastuja käytetään yleensä yhdessä, ja valtavirran siruvalmistajat esittelevät yleensä tietyntyyppisen optisen moduulin tuotesarjan.
Riippumatta siitä, onko se optinen siru vai sähkösiru, substraattimateriaalista (substraatti) riippuen se voidaan jakaa seuraaviin luokkiin: indiumfosfidi (InP), galliumarsenidi (GaAs), piipohjainen (Si) jne.:
Optisen sirun ja sähkösirun vastaava käyttö: Lähetyspäässä sähkösignaalia moduloidaan sisäisesti tai ulkoisesti CDR-, LD- ja muilla signaalinkäsittelysiruilla, jotka ajavat lasersirua sähköoptisen muuntamisen loppuun saattamiseksi; vastaanottavassa päässä optinen signaali muunnetaan sähköpulssiksi ilmaisinsirulla , ja sitten amplitudimodulointi suoritetaan tehonkäsittelysirujen, kuten TIA: n ja MA: n, kautta, ja lopuksi jatkuva sähkösignaali, jota terminaali voi käsitellä, on lähtö. Optisen sirun ja elektronisen sirun yhteistyö toteuttaa tärkeimpien suorituskykyindikaattoreiden, kuten siirtonopeus, sukupuuttosuhde ja lähetetty optinen teho, ja se on tärkein laite, joka määrittää optisen moduulin suorituskyvyn.
Optisten laitteiden siruilla on erittäin korkeat tekniset esteet ja monimutkaiset prosessivirrat, joten ne ovat suurin osa optisen moduulin tuoterakenteesta. Optisten sirujen hinta on yleensä 40% -60%, ja sähkölastujen hinta on yleensä 10% -30%. Mitä suurempi nopeus, sitä korkeammat kustannukset huippuluokan optisen moduulin sähkölastut.