Оптический трансивер: основная движущая сила в области оптической связи

В современном информационном обществе высокоскоростная и стабильная передача данных стала незаменимым краеугольным камнем для всех сфер жизни. В этом потоке данных оптический трансивер (оптический модуль) стал важным компонентом построения современной высокоскоростной информационной сети, обладающей уникальной способностью фотоэлектрического преобразования. В качестве основного устройства для реализации функций фотоэлектрического преобразования и электрооптического преобразования передачи оптического сигнала в оборудовании оптоволоконной связи оптический модуль не только обеспечивает передачу информации, но также является мощной движущей силой для постоянного развития коммуникационных технологий. .

Основная функция оптического модуля — преобразование электрических сигналов в оптические сигналы для передачи и восстановление оптических сигналов в электрические сигналы на приемной стороне. Этот процесс преобразования кажется простым, но он содержит сложные технические принципы. Оптический передатчик (TOSA) на передающем конце модулирует электрический сигнал в оптический сигнал через полупроводниковый лазер (LD), а затем передает его на большие расстояния по оптическому волокну. Оптический приемник (ROSA) на приемной стороне использует фотодетектор (PD) для преобразования полученного оптического сигнала в электрический сигнал, который затем выводится после обработки предусилителем. В этом процессе оптический модуль должен не только иметь высокую эффективность фотоэлектрического преобразования, но также должен обеспечивать стабильность и целостность сигнала, чтобы справляться со сложной и меняющейся средой связи.

История развития оптических модулей полна инноваций и изменений. От ранних стационарных телефонов до беспроводной связи 2G и 3G развитие технологий связи всегда вращалось вокруг электрических сигналов. С увеличением расстояния передачи и увеличения частоты сигнала потери и деформации передачи электрического сигнала становятся все более заметными, что ограничивает дальнейшее улучшение скорости и качества связи. Чтобы преодолеть это узкое место, были созданы оптические модули, преобразующие электрические сигналы в оптические сигналы для передачи, тем самым реализуя передачу информации на большие расстояния, с высокой скоростью и с низкими потерями.

Типы и функции оптических модулей также постоянно развиваются. От ранних подключаемых модулей SFP (Small Form-Factor Pluggable) до более поздних XFP, SFP и других высокоскоростных миниатюрных модулей, оптические модули не только постоянно улучшают свою скорость, но также имеют более гибкие и разнообразные формы упаковки. Эти модули поддерживают горячую замену и технологию Plug-and-Play, что значительно упрощает процесс обслуживания и обновления сетевого оборудования. Благодаря постоянному развитию технологии кремниевой фотоники кремниевые фотонные модули стали важным направлением развития в будущей области оптической связи благодаря своим преимуществам низкого энергопотребления, низкой стоимости, большой пропускной способности и высокой скорости передачи.

Оптические модули все чаще используются в центрах обработки данных, телекоммуникационных сетях, терминалах доступа и других областях. Особенно при построении сетей 5G оптические модули как основные компоненты физического уровня играют жизненно важную роль. Сеть радиодоступа (RAN) сетей 5G переразделена на активные антенные блоки (ААУ), распределительные блоки (ДУ) и централизованные блоки (ЦУ), что предъявляет более высокие требования к оптическим модулям. На базовой станции на стороне беспроводной сети оптический модуль прямой связи между AAU и DU будет модернизирован с 10G до 25G, а также недавно добавлена ​​потребность в оптических модулях средней протяженности между DU и CU. Эти изменения не только способствуют непрерывному совершенствованию технологии оптических модулей, но и обеспечивают мощную поддержку коммерциализации сетей 5G.

В будущем оптические модули будут продолжать развиваться в направлении высокой скорости, небольшого размера, низкого энергопотребления, возможности горячей замены и возможности горячей замены. Благодаря постоянному увеличению спроса пользователей на пропускную способность сетей оптической связи индустрия оптических модулей ускорит темпы технологических инноваций и будет способствовать разработке продуктов в направлении более высокой скорости, более высокой интеграции и более низкого энергопотребления. В то же время появление новых технологий, таких как оптоэлектронная совместная упаковка (CPO), еще больше сократит путь передачи сигнала, улучшит производительность и откроет новые возможности в области оптической связи.