En el campo de las redes de comunicación de datos de alta velocidad, en constante evolución, los módulos ópticos desempeñan un papel indispensable y clave. Como puente de conexión entre conmutadores, enrutadores y otros dispositivos, estos módulos, pequeños y fácilmente reemplazables, son responsables de la conversión entre señales eléctricas y ópticas. Desde los tipos de conectores hasta las dimensiones externas, los módulos ópticos presentan una gran diversidad. Antes de profundizar en sus detalles, dominar los conocimientos básicos sobre los módulos ópticos puede ayudarnos a distinguir mejor las diferencias entre ellos.

1. Fu central Funciones y principios de funcionamiento de los módulos ópticos

El módulo óptico, también conocido como módulo óptico en inglés, es el corazón del sistema de comunicación por fibra óptica. Su función principal es la conversión de señales ópticas y eléctricas. En la práctica, se suele insertar en la interfaz óptica de conmutadores, enrutadores y otros dispositivos para convertir las señales eléctricas emitidas por el dispositivo en señales ópticas para su transmisión a larga distancia a través de fibra óptica, o para transformar las señales ópticas recibidas en señales eléctricas para su procesamiento. en el dispositivo fin .

Desde el punto de vista de su estructura interna, el módulo óptico se compone de dispositivos optoelectrónicos (incluidos transmisores y receptores ópticos), circuitos funcionales e interfaces ópticas. Su principio de funcionamiento se basa en la conversión fotoeléctrica y la conversión electroóptica, como se indica a continuación:

(1) Transmisor (TX: señal eléctrica → señal óptica)

La señal eléctrica de entrada es procesada primero por el chip controlador, y luego el láser (como VCSEL, DFB, etc.) convierte la señal eléctrica en una señal óptica de una longitud de onda específica y, finalmente, la señal óptica se emite a través de la fibra óptica.

(2) Extremo receptor (RX: señal óptica → señal eléctrica)

Cuando la señal óptica en la fibra óptica ingresa al módulo óptico, el fotodetector (como PIN, APD) convierte la señal óptica en una corriente débil y luego el amplificador de transimpedancia (TIA) amplifica la señal de corriente y la restaura a una señal eléctrica.

Dado que el funcionamiento de los módulos ópticos involucra muchos factores, como la velocidad de transmisión, la longitud de onda, la distancia de transmisión, etc., estos factores afectan directamente la calidad de transmisión y la distancia de transmisión del sistema de comunicación de fibra óptica, por lo que los indicadores de rendimiento de los módulos ópticos son cruciales.

2. Análisis de la estructura externa de los módulos ópticos

Tomando como ejemplo los productos de empaquetado SFP comunes, si bien existen muchos tipos de módulos ópticos con diferentes apariencias, la estructura básica generalmente incluye las siguientes partes:

• Tapa antipolvo :Como una "cubierta protectora", puede proteger eficazmente la interfaz óptica del conector de fibra óptica, el adaptador de fibra óptica y el módulo óptico para evitar la contaminación y los daños del entorno externo.

• Jalar anillo Permite a los usuarios conectar y desconectar fácilmente los módulos ópticos. Las anillas de las diferentes bandas tienen diferentes colores para una rápida identificación.

• Resorte conductor EMI :Esta es una parte única del módulo óptico empaquetado SFP, que puede garantizar una conexión estable entre el módulo óptico y el puerto óptico del dispositivo.

• Etiqueta Los parámetros clave del módulo óptico y la información del fabricante están claramente marcados en él.

• Zócalo SFP :responsable de la conexión entre el módulo óptico y la placa única, que puede transmitir señales y proporcionar energía al módulo óptico.

• Caparazón : protege los componentes dentro del módulo óptico.

• Interfaz de recepción RX :se utiliza para recibir señales ópticas transmitidas desde fibra óptica.

• Interfaz de transmisión TX : envía la señal óptica procesada por el módulo óptico.

3. Clasificación diversa de módulos ópticos

En los sistemas de comunicación por fibra óptica, la elección del módulo óptico adecuado es crucial para el rendimiento y la estabilidad del sistema, y comprender la clasificación de los módulos ópticos es fundamental para su selección. Los módulos ópticos se pueden clasificar en diversos tipos según diferentes estándares:

1). Tipo de paquete :GBIC, X2, XENPAK, XFP , SFP , SFP+ , SFP28 , QSFP+ , QSFP28 , CFP, CFP2, CFP4, QSFP56, QSFP-DD , OSFP , etc.

2 ) . Tasa de transmisión :10 Mbps, 100 Mbps, 1,25 Gbps, 10 Gbps, 40 Gbps, 100 Gbps, 25 Gbps, 200 Gbps, 400 Gbps, 800 Gbps.

3 ) . Longitud de onda :850 nm, 1310 nm, 1490 nm, 1550 nm, WDM, etc.

4 ) . Modo :Modo único, modo múltiple.

5 ) . Distancia de transmisión : 100m, 300m, 550m, 10km, 20km, 40km, 80km, 120km, 160km, etc.

6 ) . Formatos de modulación :NRZ, PAM4, DP-QPSK/n-QAM, etc.

7 ) . Compatibilidad con WDM : módulo de luz gris (no admite WDM), módulo de luz de color (admite WDM).

8 ) . Modo de funcionamiento de la interfaz óptica : bidireccional de doble fibra (Duplex), bidireccional de fibra única (BiDi).

9 ) . Tipos de láser :VCSEL, FP, DFB, EML, DML, etc.

10 ) . Tipos de fotodetectores : Diodo de unión PIN (PIN), fotodiodo de avalancha (APD).

11 ) . Interfaz del módulo :LC, SC, MPO/MTP, etc.

12 ) . Características de uso : Apoyo Conexión en caliente.

13 ) . Temperatura de funcionamiento : Comercial (0-70°C), Extendido (-20-85°C), Industrial (-40-85°C).

Entre estos métodos de clasificación, los tres más comunes son por encapsulado, por velocidad y por distancia de transmisión. En general, cuanto mayor sea la velocidad de transmisión del módulo óptico, más compleja será su estructura interna. Actualmente, la mayoría de los conmutadores son compatibles con encapsulados como QSFP-DD, QSFP28, QSFP+, SFP28, SFP/eSFP, SFP+, CXP, CFP, etc.