光傳輸中光模塊的工作原理及其應(yīng)用

在通信領(lǐng)域，金屬線的電互聯(lián)傳輸由于電傳輸受電磁干擾、碼間串?dāng)_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(wú)串?dāng)_、重量輕、小體積等優(yōu)點(diǎn)，從而光輸出被廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)傳輸中。

一、光模塊的基本結(jié)構(gòu)

其中光模塊作為光纖傳輸中的核心器件，其各項(xiàng)指標(biāo)決定了傳輸?shù)恼w性能。光模塊是用于交換機(jī)與設(shè)備之間傳輸?shù)妮d體，主要作用是發(fā)射端將設(shè)備的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)。基本結(jié)構(gòu)由“光發(fā)射組件及其驅(qū)動(dòng)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(gè)通道，分別是發(fā)射通道和接收通道。

二、發(fā)射通道的構(gòu)成及工作原理

光模塊的發(fā)射通道由電信號(hào)輸入接口、激光器驅(qū)動(dòng)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(hào)的耦合,然后經(jīng)過(guò)發(fā)射通道中激光器驅(qū)動(dòng)電路,進(jìn)行調(diào)制,再經(jīng)阻抗匹配部分進(jìn)行阻抗匹配,完成信號(hào)的調(diào)制和驅(qū)動(dòng),最后送入激光器(TOSA)電光轉(zhuǎn)換為光信號(hào)進(jìn)行光信號(hào)傳輸。

三、接收通道的構(gòu)成及工作原理

光模塊接收通道由光探測(cè)器組件ROSA（由光電探測(cè)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(hào)輸出接口電路組成。

其工作原理是PIN將采集來(lái)的光信號(hào)成正比例的轉(zhuǎn)換成電信號(hào),TIA將此電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)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(hào)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(hào)輸出。

四、光模塊的應(yīng)用

光模塊作為光通信中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化的核心器件，廣泛應(yīng)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(yīng)用場(chǎng)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(zhǎng)、激光器類別）等因素。

總結(jié)

隨著高清視頻、直播、VR等新應(yīng)用場(chǎng)景推動(dòng)全球網(wǎng)絡(luò)流量的高速增長(zhǎng)，為應(yīng)對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，云計(jì)算、Iaa S服務(wù)、大數(shù)據(jù)等新興應(yīng)用需求對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸提出更高要求，這將在未來(lái)催生出更高傳播速率的光模塊。