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光模块基本功能介绍

       光通信最重要、最核心的是光模块。我记得在伊朗出差时,我的朋友告诉我,只要你精通光模块,你就不会担心一份好工作。事实上,光通信的发展在某些方面是光模块性能指标的创新。让我们来谈谈光模块。

       首先,我们需要知道光模块最基本的功能是完成光信号的光-电/电-光转换功能。

       内部由光设备、功能电路和光接口组成。从下图可以看出,光设备是光模块的主要组成部分,光模块是以光设备为核心的功能电路和结构部件。

       让我们从光模块的光器件开始。在光模块的光器件中,我们分别称之为用于收发光信号转换的光器件TOSA,ROSA。我们一一详细介绍。

       TOSA(Tran ** itting Optical Sub-Assembley)电信号转光信号是光发射器模块的主要组件。以光源(半导体发光二极管或激光二极管)为核心,LD光电二极管的芯片监控(MD)紧凑结构与其他组件密封(TO在同轴包装或蝶形包装中组成TOSA。下图是常规TOSA示意图。

       在TOSA中,LD目前,激光二极管光模块中最常用的半导体发射器,它有两个主要参数:阈值电流(Ith)和斜率效率(S)。为了使LD我们必须快速工作LD提供略大于阈值电流的提供DC偏置电流IBIAS(上图中的DC Bias),激光是在正电流超过阈值电流时发射的。

ROSA(Resceiving Optical Sub-Assembley)在高数据速率光纤模块中,光接收组件通常是PIN或ADP光电二极管和TIA组装在密封的金属外壳中,形成我们的光接收组件。

       光模块ROSA由光电探测器、TIA由前置放大器、限幅放大器等组成。

       先看接收组件ROSA光电探测器电探测器(上图中使用的光电探测器是APD),光学信号通过光电效应转化为电子信号。光通信中常见的光电检测器是PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD),在前面的文章中我们也提到过,APD它是一种高灵敏度比,它是一种高灵敏度的光电探测器PIN光电二极管,APD接收机灵敏度可提高610dB。

       光电检测器产生的弱信号电流被放大在前面TIA(跨导放大器Trans-Impedance Amplifier)将信号电压转换为足够大小,然后输出。TIA其实是一个V将电光流转换为电压的转换器。

       此时由TIA电压信号仍然是一个模拟信号,需要将其转换为数字信号,然后信号处理电路才能识别它。TIA后限幅放大器Poster Amplifier该功能是将不同范围的信号转换为具有相同范围的数字信号。

       好了,介绍完了TOSA和ROSA,我们来看看BOSA怎么回事?

       随着技术水平的发展,小模块的尺寸可以更小,TOSA和ROSA光源的收发是通过同轴耦合成(LD和PIN/APD),加上分离器、光纤等部件,称为BOSA(Bi-Directional Optical Sub-Assembly,光发射接收组件)。

       通过在接收端集成高性能的高速光模块DSP等等,色散和噪声处理的性能已经很强了。

       光模块在光通信中的重要性不言而喻,但在文章的最后,我不得不说,它在中国是100G也可以在光模块下自行研究,100G以上基本上是国外垄断的,国内做不到,尤其是核心设备LD和PD这两个装置的芯片基本上被外国制造商垄断,国内制造商通常会LD和PD买回来,组装好。