光傳輸中光模塊的工作原理及其應用

在通信領域，金屬線的電互聯(lián)傳輸由于電傳輸受電磁干擾、碼間串擾和損耗、布線成本等方面的因素，使得其傳輸受到極大的限制。

于是催生了光傳輸，光傳輸具有高帶寬、大容量、易集成、損耗低、電磁兼容性好、無串擾、重量輕、小體積等優(yōu)點，從而光輸出被廣泛應用于數(shù)字信號傳輸中。

一、光模塊的基本結構

其中光模塊作為光纖傳輸中的核心器件，其各項指標決定了傳輸?shù)恼w性能。光模塊是用于交換機與設備之間傳輸?shù)妮d體，主要作用是發(fā)射端將設備的電信號轉換成光信號。基本結構由“光發(fā)射組件及其驅動電路”和“光接收組件及其接收電路”兩部分組成。

光模塊包含兩個通道，分別是發(fā)射通道和接收通道。

二、發(fā)射通道的構成及工作原理

光模塊的發(fā)射通道由電信號輸入接口、激光器驅動電路、阻抗匹配電路和激光器組件TOSA組成。

其工作原理是發(fā)射通道的電接口輸入,途經(jīng)電接口電路完成電信號的耦合,然后經(jīng)過發(fā)射通道中激光器驅動電路,進行調制,再經(jīng)阻抗匹配部分進行阻抗匹配,完成信號的調制和驅動,最后送入激光器(TOSA)電光轉換為光信號進行光信號傳輸。

三、接收通道的構成及工作原理

光模塊接收通道由光探測器組件ROSA（由光電探測二極管(PIN)、跨阻放大器(TIA)組成）、阻抗匹配電路、限幅放大電路和電信號輸出接口電路組成。

其工作原理是PIN將采集來的光信號成正比例的轉換成電信號,TIA將此電信號轉換成電壓信號，并將轉換后的電壓信號放大到所需幅度,經(jīng)阻抗匹配電路傳輸給限幅放大器電路完成信號的再次放大和與整形,提高信噪比,減少誤碼率,最后電接口電路完成信號輸出。

四、光模塊的應用

光模塊作為光通信中實現(xiàn)光電轉化的核心器件，廣泛應用于數(shù)據(jù)中心。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心主要使用1G/10G低速光模塊，而云數(shù)據(jù)中心主要使用40G/100G高速模塊。一般我們選用光模塊主要考慮應用場景、數(shù)據(jù)傳輸速率需求、接口類型、光傳輸距離（光纖模式、需求光功率、中心波長、激光器類別）等因素。

總結

隨著高清視頻、直播、VR等新應用場景推動全球網(wǎng)絡流量的高速增長，為應對未來的發(fā)展趨勢，云計算、Iaa S服務、大數(shù)據(jù)等新興應用需求對數(shù)據(jù)中心內部數(shù)據(jù)傳輸提出更高要求，這將在未來催生出更高傳播速率的光模塊。