광학 트랜시버 : 정보 전송을위한 핵심 구성 요소

정보 기술의 빠른 발전 시대에 인터넷, 클라우드 컴퓨팅 및 빅 데이터와 같이 우리가 의존하는 서비스는 모두 중요한 전자 구성 요소 인 광학 트랜시버에 의존합니다. 통합 광학 트랜시버 , 광섬유 통신 시스템 내에서 전기 신호를 광학 신호로 변환하는 중요한 작업을 수행합니다. 광학 송수신기가 없으면 전기 신호가 장거리와 광학 섬유를 통해 고속으로 전달하기가 불가능하며 현대 통신 네트워크는 불가능합니다.

광전자 변환 : 광학 트랜시버 작동 방식
광학 트랜시버의 핵심 기능은 양방향 변환 메커니즘에 있습니다 : 수신 끝에서의 전송 종료 및 전기-광학 변환시 광학 대 전기 변환.

신호를 전송하기 위해 광학 트랜시버는 네트워크 장치 (예 : 스위치 또는 라우터)로부터 전기 신호를 수신합니다. 이러한 전기 신호는 내부 드라이버 IC를 통과하여 반도체 레이저를 정확하게 제어합니다. 레이저는 전기 신호의 디지털 정보를 기반으로 매우 높은 주파수로 빠르게 전환하여 전기 신호의 "0"및 "1"신호를 다양한 강도의 광 펄스로 변환합니다. 그런 다음이 광 펄스는 장거리 전송을 위해 광섬유에 집중되어 결합됩니다. 이 프로세스는 전기 신호를 광학 신호로 변환합니다.

신호 수신 동안, 광학 모듈은 광섬유로부터 전송 된 광 신호를 수신한다. 이러한 약한 광 펄스는 내부 광 검출기, 일반적으로 핀 포토 디오드 또는 APD (Avalanche Photodiode)에 의해 감지됩니다. 그 기능은 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 것입니다. 이 전기 신호는 트랜스 impedance 증폭기 (TIA)에 의해 증폭되고 제한 증폭기 (LA)에 의해 형성되어 다운 스트림 네트워크 장비로의 전송을 위해 원래 신호와 일치하는 디지털 신호로 복원됩니다. 이 프로세스는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 것을 완료합니다.

성능 발전 : 저속에서 초 높이까지
광학 모듈의 기술 진화는 고속, 먼 거리 및 더 낮은 전력 소비를 지속적으로 추구하는 이야기입니다.

초기 광학 모듈은 데이터 속도가 낮았으며 주로 짧은 대역폭 통신 시나리오에서 사용되었습니다. 인터넷의 광범위한 채택과 데이터 트래픽의 급증으로 광학 모듈의 속도와 성능에 대한 수요가 높아졌습니다. 기술 혁신은 주로 다음 분야에 반영됩니다.

변조 기술 : 전송 속도를 증가시키지 않고 전송 속도를 높이기 위해 광학 모듈은 전통적인 비 환율에서 제로 (NRZ) 변조에서 4 레벨 펄스 진폭 변조 (PAM4)로 발전했습니다. PAM4 변조는 클록 사이클 당 두 비트의 정보를 전송하여 NRZ에 비해 전송 속도를 두 배로 늘리고 고속 광학 모듈의 주류 기술이 될 수 있습니다.

핵심 광학 구성 요소 : 고속 및 장거리를 지원하기 위해 광학 모듈의 레이저 및 광 검출기가 지속적으로 업그레이드됩니다. 예를 들어, 전기 흡수 변조 레이저 (EML)는 고속 요구 사항을 충족하는 데 사용되는 반면 APD (Avalanche Photodiodes)는 수신기 감도를 향상시키는 데 사용되어 장거리 전송을 가능하게합니다.

일관된 광학 통신 : 초대형 및 대용량 백본 네트워크 전송을 위해 광학 모듈은 일관된 광학 통신 기술을 사용합니다. 이 기술은 진폭, 위상 및 편광과 같은 여러 차원의 빛을 사용하여 정보를 조절하고 복잡한 복조를 위해 DSP (Digital Signal Processing) 칩을 사용하여 전송 거리 및 용량을 크게 증가시킵니다.

패키지 양식 : 다양한 응용 프로그램 적응성
광학 모듈에는 하나 이상의 패키지 폼 팩터가 있습니다. 다양한 속도, 크기, 전력 소비 및 응용 시나리오에 따라 다양한 표준이 발전했습니다. 이 패키지 양식은 광학 모듈의 물리적 형태 계수 및 인터페이스 유형을 결정합니다.

업계의 일반적인 패키지 양식에는 SFP, SFP, QSFP, QSFP28, OSFP 및 CFP가 포함됩니다. 이러한 이름 지정 규칙은 일반적으로 광학 모듈의 속도 등급과 채널 수를 반영합니다. 예를 들어, SFP는 일반적으로 10g 속도에 사용되는 반면 QSFP28은 일반적으로 100g 속도에 사용되며 4 채널 설계를 사용합니다.

패키지는 단순한 껍질 이상입니다. 복잡한 광전자 장치, 드라이버 회로 및 제어 칩을 통합합니다. 고속 광학 모듈이 고전력을 소비하기 때문에 패키지의 구조 설계는 열 소산을 고려해야합니다. 장기 안정적인 작동을 보장하는 데 효율적인 열 소산이 중요합니다.

광학 모듈의 광학 인터페이스도 중요합니다. 예를 들어, LC 인터페이스는 소형 크기로 인해 작은 광학 모듈에서 일반적으로 사용됩니다. 반면에 MPO 인터페이스는 여러 섬유를 단일 인터페이스에 통합하여 데이터 센터 내부 연결에 사용되는 것과 같은 고밀도의 다 채널 광학 모듈에 적합합니다.

5G, 클라우드 컴퓨팅 및 사물 인터넷을 완전히 배치하면 광학 모듈에 대한 수요가 계속 증가 할 것입니다. 향후 광학 모듈은 단순한 광전 전환 장치 이상의 것입니다. 그들은 네트워크 장비와 깊이 통합되고보다 지능적인 기능을 통합하여 미래의 네트워크 인프라를 지원하는 핵심이됩니다.