W dziedzinie komunikacji wzajemne przesyłanie połączeń elektrycznych drutów metalowych jest znacznie ograniczone ze względu na takie czynniki, jak zakłócenia elektromagnetyczne, przesłuchy i straty międzykodowe oraz koszty okablowania.
W rezultacie narodziła się transmisja optyczna. Transmisja optyczna ma zalety dużej przepustowości, dużej pojemności, łatwej integracji, niskich strat, dobrej kompatybilności elektromagnetycznej, braku przesłuchów, niewielkiej wagi, małych rozmiarów itp., dlatego wyjście optyczne jest szeroko stosowane w cyfrowej transmisji sygnału.
Podstawowa budowa modułu optycznego
Wśród nich moduł optyczny jest podstawowym urządzeniem w transmisji światłowodowej, a jego różne wskaźniki określają ogólną wydajność transmisji. Moduł optyczny jest nośnikiem służącym do transmisji pomiędzyprzełącznika urządzeniem, a jego główną funkcją jest konwersja sygnału elektrycznego urządzenia na sygnał optyczny po stronie nadawczej. Podstawowa konstrukcja składa się z dwóch części: „elementu emitującego światło i jego obwodu sterującego” oraz „elementu odbierającego światło i jego obwodu odbiorczego”.
Moduł optyczny zawiera dwa kanały, mianowicie kanał nadawczy i kanał odbiorczy.
Skład i zasada działania kanału nadawczego
Kanał nadawczy modułu optycznego składa się z interfejsu wejściowego sygnału elektrycznego, obwodu napędu lasera, obwodu dopasowywania impedancji i elementu laserowego TOSA.
Jego zasadą działania jest wejście interfejsu elektrycznego kanału nadawczego, sprzężenie sygnału elektrycznego jest zakończone przez obwód interfejsu elektrycznego, a następnie modulowany jest obwód napędowy lasera w kanale nadawczym, a następnie część dopasowująca impedancję jest wykorzystywana do impedancji dopasowanie, aby zakończyć modulację i sterowanie sygnałem, a na koniec wysłać laserową (TOSA) konwersję elektrooptyczną na sygnał optyczny w celu transmisji sygnału optycznego.
Skład i zasada działania kanału odbiorczego
Kanał odbiorczy modułu optycznego składa się z elementu detektora optycznego ROSA (składającego się z diody fotodetekcyjnej (PIN), wzmacniacza transimpedancyjnego (TIA)), obwodu dopasowującego impedancję, obwodu wzmacniacza ograniczającego i obwodu interfejsu wyjściowego sygnału elektrycznego.
Zasada działania polega na tym, że PIN przekształca zebrany sygnał optyczny na sygnał elektryczny w sposób proporcjonalny. TIA przekształca ten sygnał elektryczny w sygnał napięciowy i wzmacnia przekonwertowany sygnał napięciowy do wymaganej amplitudy i przesyła go do ogranicznika poprzez obwód dopasowujący impedancję. Obwód wzmacniacza uzupełnia ponowne wzmocnienie i przekształcenie sygnału, poprawia sygnał- do szumu, zmniejsza bitową stopę błędów i ostatecznie obwód interfejsu elektrycznego uzupełnia sygnał wyjściowy.
Zastosowanie modułu optycznego
Jako podstawowe urządzenie do konwersji fotoelektrycznej w komunikacji optycznej, moduły optyczne są szeroko stosowane w centrach danych. Tradycyjne centra danych wykorzystują głównie moduły optyczne o niskiej prędkości 1G/10G, podczas gdy centra danych w chmurze korzystają głównie z szybkich modułów 40G/100G. Dzięki nowym scenariuszom zastosowań, takim jak wideo w wysokiej rozdzielczości, transmisja na żywo i rzeczywistość wirtualna, napędzających szybki wzrost globalnego ruchu sieciowego, w odpowiedzi na przyszłe trendy rozwojowe, pojawiające się wymagania aplikacji, takie jak przetwarzanie w chmurze, usługi Iaa S i duże zbiory danych, stawiają wyższe wymagania dotyczące wewnętrznej transmisji danych w centrach danych, co w przyszłości umożliwi powstanie modułów optycznych o wyższych szybkościach transmisji.
Ogólnie rzecz biorąc, wybierając moduły optyczne, bierzemy pod uwagę głównie takie czynniki, jak scenariusze zastosowań, wymagania dotyczące szybkości transmisji danych, typy interfejsów i odległości transmisji optycznej (tryb światłowodu, wymagana moc optyczna, długość fali środkowej, typ lasera) i inne czynniki.