أولا، المعرفة الأساسية للوحدة البصرية
1. تعريف الوحدة البصرية:
الوحدة الضوئية: أي وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية.
2. هيكل الوحدة البصرية:
تتكون وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية من جهاز إلكتروني ضوئي ودائرة وظيفية وواجهة بصرية، ويشتمل الجهاز الإلكتروني البصري على جزأين: الإرسال والاستقبال.
جزء الإرسال هو: تتم معالجة الإشارة الكهربائية التي تدخل معدل تشفير معين بواسطة شريحة قيادة داخلية لتشغيل ليزر أشباه الموصلات (LD) أو صمام ثنائي باعث للضوء (LED) لإصدار إشارة ضوئية معدلة بمعدل مماثل، وضوء بصري يتم توفير دائرة التحكم الآلي للطاقة داخليًا. تظل قوة الإشارة الضوئية الناتجة مستقرة.
الجزء المتلقي هو: يتم تحويل وحدة إدخال الإشارة الضوئية بمعدل رمز معين إلى إشارة كهربائية بواسطة الصمام الثنائي للكشف الضوئي. بعد المضخم الأولي، يتم إخراج الإشارة الكهربائية لمعدل الكود المقابل، وتكون إشارة الخرج بشكل عام مستوى PECL. في الوقت نفسه، يتم إخراج إشارة إنذار بعد أن تكون الطاقة الضوئية المدخلة أقل من قيمة معينة.
3. المعلمات وأهمية الوحدة البصرية
تحتوي الوحدات الضوئية على العديد من المعلمات التقنية الإلكترونية الضوئية المهمة. ومع ذلك، بالنسبة للوحدتين البصريتين القابلتين للتبديل السريع، GBIC وSFP، تكون المعلمات الثلاثة التالية هي الأكثر أهمية عند الاختيار:
مركز الطول الموجي
يوجد حاليًا في النانومتر (nm) ثلاثة أنواع رئيسية:
850 نانومتر (مم، متعدد الأوضاع، تكلفة منخفضة ولكن مسافة نقل قصيرة، عمومًا 500 متر فقط)؛ 1310 نانومتر (SM، وضع فردي، خسارة كبيرة أثناء النقل ولكن تشتت صغير، يستخدم عمومًا للإرسال في نطاق 40 كيلومترًا)؛
1550 نانومتر (SM، وضع فردي، خسارة منخفضة أثناء النقل ولكن تشتت كبير، يستخدم بشكل عام للنقل لمسافات طويلة فوق 40 كيلومترًا، ويمكنه نقل 120 كيلومترًا مباشرة بدون مرحل)؛
معدل الإرسال
عدد البتات (البتات) من البيانات المرسلة في الثانية، بوحدة البت في الثانية.
يوجد حاليًا أربعة أنواع شائعة الاستخدام: 155 ميجابت في الثانية، و1.25 جيجابت في الثانية، و2.5 جيجابت في الثانية، و10 جيجابت في الثانية، وما شابه ذلك. معدل الإرسال متوافق بشكل عام مع الإصدارات السابقة. لذلك، تسمى الوحدة الضوئية 155M أيضًا الوحدة الضوئية FE (100 ميجابت في الثانية)، وتسمى الوحدة الضوئية 1.25G أيضًا الوحدة الضوئية GE (Gigabit). هذه هي الوحدة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في معدات النقل البصري. بالإضافة إلى ذلك، يبلغ معدل النقل في أنظمة تخزين الألياف (SAN) 2 جيجابت في الثانية، و4 جيجابت في الثانية، و8 جيجابت في الثانية.
مسافة الإرسال
لا يلزم نقل الإشارة الضوئية إلى مسافة يمكن إرسالها مباشرة بالكيلومترات (وتسمى أيضًا بالكيلومترات، كم). تحتوي الوحدات الضوئية عمومًا على المواصفات التالية: الوضع المتعدد 550 مترًا، والوضع الفردي 15 كيلومترًا، و40 كيلومترًا، و80 كيلومترًا، و120 كيلومترًا، وما إلى ذلك.
ثانيا، المفهوم الأساسي للوحدات البصرية
1. فئة الليزر
الليزر هو العنصر الأكثر مركزية في الوحدة الضوئية التي تضخ التيار في مادة شبه موصلة وتنبعث ضوء الليزر من خلال تذبذبات الفوتون واكتسابه في التجويف. في الوقت الحاضر، الليزر الأكثر استخدامًا هو ليزر FP وDFB. الفرق هو أن مادة أشباه الموصلات وهيكل التجويف مختلفان. سعر ليزر DFB أغلى بكثير من ليزر FP. تستخدم الوحدات الضوئية ذات مسافات نقل تصل إلى 40 كيلومترًا بشكل عام ليزر FP. الوحدات الضوئية ذات مسافات الإرسال≥40KM تستخدم بشكل عام أشعة الليزر DFB.
2. الطاقة الضوئية المنقولة وحساسية الاستقبال
تشير الطاقة الضوئية المرسلة إلى الطاقة الضوئية الناتجة لمصدر الضوء عند طرف الإرسال للوحدة الضوئية. تشير حساسية الاستقبال إلى الحد الأدنى من الطاقة الضوئية المستلمة للوحدة الضوئية بمعدل معين ومعدل خطأ في البت.
وحدات هاتين المعلمتين هي dBm (يعني ديسيبل مللي واط، لوغاريتم وحدة الطاقة mw، صيغة الحساب هي 10lg، يتم تحويل 1mw إلى 0dBm)، والتي تستخدم بشكل أساسي لتحديد مسافة نقل المنتج، وأطوال موجية مختلفة، سيكون معدل النقل وقوة الإرسال البصري وحساسية الاستقبال للوحدة البصرية مختلفين، طالما يمكن ضمان مسافة الإرسال.
3. الضياع والتشتت
الفقد هو فقدان الطاقة الضوئية بسبب امتصاص وتشتت الوسط وتسرب الضوء عند انتقال الضوء في الألياف. ويتبدد هذا الجزء من الطاقة بمعدل معين مع زيادة مسافة الإرسال. ويحدث التشتت بشكل رئيسي بسبب عدم تكافؤ سرعة الموجات الكهرومغناطيسية ذات الأطوال الموجية المختلفة التي تنتشر في نفس الوسط، مما يتسبب في وصول مكونات ذات أطوال موجية مختلفة للإشارة الضوئية إلى نهاية الاستقبال في أوقات مختلفة بسبب تراكم مسافة الإرسال مما يؤدي إلى اتساع النبض وبالتالي عدم القدرة على تمييز الإشارات. قيمة. تؤثر هاتان المعلمتان بشكل أساسي على مسافة الإرسال للوحدة الضوئية. في عملية التطبيق الفعلية، تحسب الوحدة الضوئية 1310 نانومتر عمومًا فقدان الارتباط عند 0.35dBm/km، وتحسب الوحدة الضوئية 1550nm بشكل عام فقدان الارتباط عند 0.20dBm/km، وتحسب قيمة التشتت. معقدة للغاية، عموما للاشارة فقط.
4. عمر الوحدة البصرية
المعايير الدولية الموحدة 50000 ساعة عمل متواصل 50000 ساعة (ما يعادل 5 سنوات).
الوحدات الضوئية SFP كلها واجهات LC. الوحدات الضوئية GBIC كلها واجهات SC. وتشمل الواجهات الأخرى FC وST.