Оптичний
Оптична C омунікація C стегна
Оптичні мікросхеми та електричні мікросхеми - найважливіші пристрої, що визначають продуктивність оптичних модулів.
Оптичні мікросхеми та електричні мікросхеми є основними компонентами оптичних пристроїв.
В оптичних пристроях оптичні мікросхеми використовуються для перетворення фотоелектричних сигналів. За різними типами його можна розділити на активні оптичні мікросхеми та пасивні оптичні мікросхеми.
Активні оптичні мікросхеми діляться на лазерні мікросхеми (передавач) та детекторні мікросхеми (приймач). На кінці передачі (лазерний чіп) оптичний передавальний модуль перетворює електричний сигнал в оптичний сигнал; на кінці прийому (мікросхема детектора) оптичний сигнал відновлюється в електричний сигнал і вводиться в електронний пристрій. Продуктивність і швидкість передачі оптичного чіпа безпосередньо визначають ефективність передачі оптичної волоконної системи зв'язку.
Значення лазерних мікросхем велике, а технічні бар'єри високі. Це "перлина" оптичних мікросхем. За типом випромінювання світла його поділяють на поверхневе та бічне випромінювання. Серед них поверхнево-випромінювальні лазери - це головним чином VCSEL (вертикальні порожнинні лазери); існує багато типів крайових випромінюючих лазерів, включаючи FP (лазер Фабрі-Перо, Фабрі-Перо), DFB (розподілений зворотний лазер, розподілений лазер зворотного зв’язку) лазери) та EML (лазер з модулюванням електроабсорбції), традиційні лазерні мікросхеми FP поступово звужуються їх застосування в області оптичного зв’язку через великі втрати і короткі відстані передачі. Існує три основні типи основних лазерних мікросхем: DFB та EML та VCSEL.
(1) DFB - це найчастіше застосовуваний лазер прямої модуляції, який базується на ФП через вбудовану решітку Брегга, так що лазер є високомохроматичним, зменшуючи втрати та збільшуючи відстань передачі. В даний час DFB-лазери в основному використовуються для передачі на середні та далекі відстані. Основні сценарії застосування включають: мережу доступу FTTx, мережу передачі, бездротову базову станцію та внутрішній взаємозв'язок центрів обробки даних.
(2) EML-лазери додають лист електропоглинання (EAM) як зовнішній модулятор на основі DFB. Продуктивність чирпінгу та дисперсії краще, ніж DFB, і більше підходить для передачі на великі відстані. Основними сценаріями застосування EML є: швидкісна, міжміська телекомунікаційна магістральна мережа, мегаполісна мережа та взаємозв'язок центру обробки даних (мережа DCI).
(3) VCSEL має характеристики одинарного поздовжнього режиму, кругову точку виходу, низьку ціну та просту інтеграцію, але світяться відстані передачі короткі, підходять для передачі на короткі відстані в межах 500 м. Основні сценарії застосування: внутрішній центр обробки даних, побутова електроніка (3D). А
Існує два типи мікросхем детектора: PIN (PN діод детектор) і APD (лавиновий діод детектор). Перша має відносно низьку чутливість, яка використовується на коротких і середніх відстанях, а друга має високу чутливість, яка використовується на середніх і довгих відстанях.
З одного боку, електричний чіп реалізує підтримуючу підтримку роботи оптичного чіпа, такого як LD (лазерний драйвер), TIA (підсилювач трансимпансу), CDR (схема та відновлення даних), з одного боку, реалізує потужність регулювання електричного сигналу, такого як МА (основний підсилювач), з іншого боку, для досягнення деякої складної цифрової обробки сигналів, наприклад модуляції, когерентного управління сигналом, послідовного паралельного / паралельно-послідовного перетворення тощо. Існують також деякі оптичні модулі з DDM (функцією цифрової діагностики), що відповідають MCU та EEPROM. Електричні мікросхеми зазвичай використовуються разом, а виробники основних мікросхем зазвичай представляють набір продуктів для певного типу оптичного модуля.
Незалежно від того, чи це оптична мікросхема чи електрична мікросхема, залежно від матеріалу підкладки (підкладки) її можна розділити на такі категорії: фосфід індію (InP), арсенід галію (GaAs), на основі кремнію (Si), тощо:
Відповідне використання оптичного мікросхеми та електричного мікросхеми: на кінці передачі електричний сигнал модулюється внутрішньо або зовнішньо мікросхемами для обробки сигналів CDR, LD та іншими сигналами, приводячи лазерний чіп до завершення електрооптичного перетворення; на кінці прийому оптичний сигнал перетворюється в електричні імпульси детекторною мікросхемою, а потім амплітудна модуляція здійснюється через мікросхеми обробки енергії, такі як TIA і MA, і, нарешті, виводиться безперервний електричний сигнал, який може бути оброблений терміналом. Співпраця оптичного мікросхеми та електронного чіпа реалізує реалізацію основних показників продуктивності, таких як швидкість передачі, коефіцієнт згасання та передана оптична потужність, і є найважливішим пристроєм, що визначає продуктивність оптичного модуля.
Оптичні мікросхеми пристроїв мають надзвичайно високі технічні бар'єри та складні технологічні потоки, тому вони є найбільшою частиною структури витрат оптичного модуля. Вартість оптичних мікросхем зазвичай становить 40% -60%, а вартість електричних мікросхем зазвичай 10% -30%. Чим вище швидкість, тим вище вартість електричних мікросхем оптичного модуля високого класу.