Transceiver Optik: Komponen Inti untuk Transmisi Informasi

Di era kemajuan cepat dalam teknologi informasi, layanan yang kami andalkan, seperti Internet, komputasi awan, dan data besar, semuanya bergantung pada komponen elektronik yang penting: transceiver optik. Yang terintegrasi transceiver optik , ia melakukan tugas penting untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik dalam sistem komunikasi serat optik. Tanpa transceiver optik, sinyal listrik tidak mungkin untuk mentransmisikan jarak jauh dan pada kecepatan tinggi melalui serat optik, dan jaringan komunikasi modern tidak mungkin.

Konversi Optoelektronik: Cara kerja transceiver optik
Fungsi inti dari transceiver optik terletak pada mekanisme konversi dua arah: konversi optik-ke-listrik pada ujung transmisi dan konversi listrik ke optik di ujung penerima.

Untuk mengirimkan sinyal, transceiver optik menerima sinyal listrik dari perangkat jaringan (seperti sakelar atau router). Sinyal listrik ini melewati IC pengemudi internal, secara tepat mengendalikan laser semikonduktor. Laser dengan cepat menghidupkan dan mematikan frekuensi yang sangat tinggi berdasarkan informasi digital dalam sinyal listrik, mengubah sinyal "0" dan "1" dalam sinyal listrik menjadi pulsa cahaya dengan intensitas yang bervariasi. Pulsa cahaya ini kemudian difokuskan dan digabungkan ke dalam serat optik untuk transmisi jarak jauh. Proses ini mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik.

Selama penerimaan sinyal, modul optik menerima sinyal optik yang ditransmisikan dari serat optik. Pulsa cahaya yang lemah ini terdeteksi oleh fotodetektor internal, biasanya pinus pin atau photodiode longsor (APD). Fungsinya adalah untuk mengubah sinyal optik menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik ini kemudian diamplifikasi oleh penguat transimpedansi (TIA) dan dibentuk oleh penguat pembatas (LA), mengembalikannya ke sinyal digital yang konsisten dengan sinyal asli untuk transmisi ke peralatan jaringan hilir. Proses ini melengkapi konversi sinyal optik menjadi sinyal listrik.

Kemajuan Kinerja: Dari Kecepatan Rendah ke Kecepatan Sangat Tinggi
Evolusi teknologi modul optik adalah kisah pengejaran yang terus menerus dari kecepatan yang lebih tinggi, jarak yang lebih jauh, dan konsumsi daya yang lebih rendah.

Modul optik awal memiliki kecepatan data yang rendah dan terutama digunakan dalam skenario komunikasi jarak pendek dan bandwidth. Dengan adopsi internet yang meluas dan lonjakan lalu lintas data, permintaan yang lebih tinggi telah ditempatkan pada kecepatan dan kinerja modul optik. Inovasi teknologi terutama tercermin dalam bidang -bidang berikut:

Teknologi Modulasi: Untuk meningkatkan kecepatan transmisi tanpa meningkatkan laju baud, modul optik telah berevolusi dari modulasi tradisional non-kembali-ke-nol (NRZ) menjadi modulasi amplitudo pulsa empat tingkat (PAM4). Modulasi PAM4 dapat mengirimkan dua bit informasi per siklus clock, menggandakan laju transmisi dibandingkan dengan NRZ dan menjadi teknologi utama untuk modul optik berkecepatan tinggi.

Komponen optik inti: Untuk mendukung kecepatan yang lebih tinggi dan jarak yang lebih jauh, laser dan fotodetektor dalam modul optik terus ditingkatkan. Misalnya, laser modulasi elektro-absorpsi (EML) digunakan untuk memenuhi persyaratan berkecepatan tinggi, sedangkan fotodioda longsoran salju (APD) digunakan untuk meningkatkan sensitivitas penerima, memungkinkan transmisi jarak jauh.

Komunikasi optik yang koheren: Untuk transmisi jaringan backbone berkapasitas tinggi dan berkapasitas tinggi, modul optik menggunakan teknologi komunikasi optik yang koheren. Teknologi ini memodulasi informasi menggunakan beberapa dimensi cahaya, seperti amplitudo, fase, dan polarisasi, dan menggunakan chip pemrosesan sinyal digital (DSP) untuk demodulasi yang kompleks, secara signifikan meningkatkan jarak dan kapasitas transmisi.

Formulir Paket: Beragam Aplikasi Adaptasi
Modul optik memiliki lebih dari satu faktor bentuk paket. Berbagai standar telah berevolusi berdasarkan kecepatan, ukuran, konsumsi daya, dan skenario aplikasi yang berbeda. Bentuk paket ini menentukan faktor bentuk fisik dan jenis antarmuka modul optik.

Formulir paket umum dalam industri termasuk SFP, SFP, QSFP, QSFP28, OSFP, dan CFP. Konvensi penamaan ini umumnya mencerminkan peringkat kecepatan dan jumlah saluran modul optik. Misalnya, SFP biasanya digunakan untuk kecepatan 10g, sedangkan QSFP28 biasanya digunakan untuk kecepatan 100g dan menggunakan desain empat saluran.

Paket lebih dari sekedar cangkang. Ini mengintegrasikan perangkat optoelektronik yang kompleks, sirkuit driver, dan chip kontrol. Desain struktural paket harus mempertimbangkan disipasi panas, karena modul optik berkecepatan tinggi mengkonsumsi daya tinggi. Disipasi panas yang efisien sangat penting untuk memastikan operasi stabil jangka panjang.

Antarmuka optik modul optik juga penting. Misalnya, antarmuka LC biasanya digunakan dalam modul optik kecil karena ukurannya yang ringkas. Antarmuka MPO, di sisi lain, dapat mengintegrasikan beberapa serat ke dalam antarmuka tunggal, sehingga cocok untuk modul optik multi-channel dengan kepadatan tinggi, seperti yang digunakan dalam koneksi internal pusat data.

Dengan penyebaran penuh 5G, komputasi awan, dan Internet of Things, permintaan untuk modul optik akan terus tumbuh. Modul optik di masa depan akan lebih dari sekadar perangkat konversi fotolektrik sederhana. Mereka akan sangat terintegrasi dengan peralatan jaringan dan bahkan mengintegrasikan fungsi yang lebih cerdas, menjadi inti yang mendukung infrastruktur jaringan di masa depan.