ראשית, הידע הבסיסי של המודול האופטי
1. הגדרה של מודול אופטי:
מודול אופטי: כלומר, מודול המשדר האופטי.
2. המבנה של המודול האופטי:
מודול המשדר האופטי מורכב ממכשיר אופטו-אלקטרוני, מעגל פונקציונלי וממשק אופטי, והמכשיר האופטו-אלקטרוני כולל שני חלקים: שידור וקבלה.
החלק המשדר הוא: אות חשמלי המזין קצב קוד מסוים מעובד על ידי שבב הנעה פנימי כדי להניע לייזר מוליכים למחצה (LD) או דיודה פולטת אור (LED) כדי לפלוט אות אור מאופנן בקצב מתאים, ואופטי. מעגל בקרה אוטומטי של הספק מסופק בתוכו פנימית. הספק האות האופטי במוצא נשאר יציב.
החלק המקבל הוא: מודול כניסת אות אופטי בקצב קוד מסוים מומר לאות חשמלי על ידי דיודת הצילום. לאחר המגבר הקדם, יוצא האות החשמלי של קצב הקוד המתאים, ואות המוצא הוא בדרך כלל ברמת PECL. במקביל, אות אזעקה יוצא לאחר שהספק האופטי המבוא קטן מערך מסוים.
3. הפרמטרים והמשמעות של המודול האופטי
למודולים אופטיים יש הרבה פרמטרים טכניים אופטואלקטרוניים חשובים. עם זאת, עבור שני המודולים האופטיים הניתנים להחלפה חמה, GBIC ו-SFP, שלושת הפרמטרים הבאים מודאגים ביותר בעת הבחירה:
אורך גל מרכזי
בננומטרים (ננומטר), ישנם כיום שלושה סוגים עיקריים:
850nm (MM, multimode, עלות נמוכה אך מרחק שידור קצר, בדרך כלל רק 500M); 1310nm (SM, מצב יחיד, אובדן גדול במהלך שידור אך פיזור קטן, משמש בדרך כלל לשידור בתוך 40 ק"מ);
1550nm (SM, מצב יחיד, אובדן נמוך במהלך שידור אך פיזור גדול, משמש בדרך כלל לשידור למרחקים ארוכים מעל 40KM, ויכול לשדר ישירות 120KM ללא ממסר);
קצב שידור
מספר הסיביות (סיביות) של נתונים המועברים בשנייה, ב-bps.
כיום ישנם ארבעה סוגים נפוצים: 155 Mbps, 1.25 Gbps, 2.5 Gbps, 10 Gbps וכדומה. קצב השידור בדרך כלל תואם לאחור. לכן, המודול האופטי 155M נקרא גם המודול האופטי FE (100 Mbps), והמודול האופטי 1.25G נקרא גם המודול האופטי GE (Gigabit). זהו המודול הנפוץ ביותר בציוד שידור אופטי. בנוסף, קצב השידור שלו במערכות אחסון סיבים (SAN) הוא 2Gbps, 4Gbps ו-8Gbps.
מרחק שידור
אין צורך להעביר את האות האופטי למרחק שניתן לשדר ישירות, בקילומטרים (נקראים גם קילומטרים, ק"מ). מודולים אופטיים כוללים בדרך כלל את המפרטים הבאים: 550 ק"מ רב מצבים, מצב יחיד 15 ק"מ, 40 ק"מ, 80 ק"מ ו-120 ק"מ וכן הלאה.
שנית, הרעיון הבסיסי של מודולים אופטיים
1. קטגוריית לייזר
לייזר הוא המרכיב המרכזי ביותר במודול אופטי שמחדיר זרם לחומר מוליכים למחצה ופולט אור לייזר דרך תנודות פוטון ורווחים בחלל. כיום, הלייזרים הנפוצים ביותר הם לייזרים FP ו-DFB. ההבדל הוא שחומר המוליך למחצה ומבנה החלל שונים. המחיר של לייזר DFB הוא הרבה יותר יקר מהלייזר FP. מודולים אופטיים עם מרחקי שידור של עד 40KM משתמשים בדרך כלל בלייזרי FP. מודולים אופטיים עם מרחקי שידור≥40KM בדרך כלל משתמשים בלייזרי DFB.
2. כוח אופטי משודר ורגישות קליטה
ההספק האופטי המשודר מתייחס להספק האופטי הפלט של מקור האור בקצה המשדר של המודול האופטי. רגישות הקליטה מתייחסת להספק האופטי המינימלי המתקבל של המודול האופטי בקצב מסוים ובקצב שגיאות סיביות.
היחידות של שני פרמטרים אלו הן dBm (כלומר דציבלים מיליוואט, הלוגריתם של יחידת הכוח mw, נוסחת החישוב היא 10lg, 1mw מומר ל-0dBm), המשמש בעיקר להגדרת מרחק השידור של המוצר, אורכי גל שונים, קצב השידור ועוצמת השידור האופטית ורגישות הקליטה של המודול האופטי יהיו שונים, כל עוד ניתן להבטיח את מרחק השידור.
3. אובדן ופיזור
אובדן הוא אובדן אנרגיית האור עקב קליטה ופיזור של המדיום וזליגת אור כאשר האור מועבר בסיב. חלק זה של האנרגיה מתפזר בקצב מסוים ככל שמרחק השידור גדל. הפיזור נגרם בעיקר על ידי מהירות לא שווה של גלים אלקטרומגנטיים באורכי גל שונים המתפשטים באותו מדיום, מה שגורם לרכיבי אורך גל שונים של האות האופטי להגיע אל קליטה בזמנים שונים עקב הצטברות מרחק השידור, וכתוצאה מכך הרחבת הדופק ובכך חוסר יכולת להבחין בין אותות. עֵרֶך. שני פרמטרים אלו משפיעים בעיקר על מרחק השידור של המודול האופטי. בתהליך היישום בפועל, המודול האופטי 1310nm מחשב בדרך כלל את אובדן הקישור ב-0.35dBm/km, והמודול האופטי 1550nm מחשב בדרך כלל את אובדן הקישור ב-.20dBm/km ומחשב את ערך הפיזור. מאוד מסובך, בדרך כלל רק לעיון.
4. החיים של המודול האופטי
תקנים מאוחדים בינלאומיים, 50,000 שעות עבודה רצופות, 50,000 שעות (שווה ערך ל-5 שנים).
המודולים האופטיים של SFP הם כולם ממשקי LC. המודולים האופטיים של GBIC הם כולם ממשקי SC. ממשקים אחרים כוללים FC ו-ST.