Optické
OptickéCommunicationCHip
Optické čipy a elektrické čipy jsou nejdůležitější zařízení, která určují výkon optických modulů.
Optické čipy a elektrické čipy jsou základními součástmi optických zařízení.
V optických zařízeních se optické čipy používají pro konverzi fotoelektrických signálů. Podle různých typů lze rozdělit na aktivní optické čipy a pasivní optické čipy.
Aktivní optické čipy jsou rozděleny na laserové čipy (vysílač) a detektorové čipy (přijímač). Na vysílacím konci (laserový čip) optický vysílací modul převádí elektrický signál na optický signál; na přijímacím konci (čip detektoru) se optický signál obnoví na elektrický signál a zavede se do elektronického zařízení. Výkon a přenosová rychlost optického čipu přímo určují přenosovou účinnost komunikačního systému optických vláken.
Hodnota laserových čipů je velká a technické bariéry jsou vysoké. Je to "perla" optických čipů. Podle typu světelného vyzařování se dělí na povrchové emise a vedlejší emise. Mezi nimi jsou lasery emitující povrch hlavně VCSEL (vertikální lasery vyzařující povrch); existuje mnoho typů hran-emitující lasery, včetně FP (Fabry-Pérot, Fabry-Perot laser), DFB (Distributed Feedback Laser, distribuovaná zpětná vazba laser) Lasery) a EML (Electroabsorpce Modulated Laser), tradiční FP laserové čipy se postupně zúžily své aplikace v oblasti optické komunikace v důsledku velkých ztrát a krátké přenosové vzdálenosti. Existují tři hlavní typy jádrových laserových čipů: DFB a EML a VCSEL.
(1) DFB je nejčastěji používaný laser s přímou modulací, který je založen na FP prostřednictvím vestavěné roštu Bragg, takže laser je vysoce monochromatický, snižuje ztráty a zvyšuje přenosovou vzdálenost. V současné době se lasery DFB používají hlavně pro přenos na střední a dlouhé vzdálenosti. Mezi hlavní scénáře aplikace patří: přístupová síť FTTx, přenosová síť, bezdrátová základnová stanice a interní propojení datových center.
(2) EML lasery přidávají elektro absorpční list (EAM) jako externí modulátor na základě DFB. Cvrlikání a disperzní výkon jsou lepší než DFB a jsou vhodnější pro dálkový přenos. Hlavní aplikační scénáře EML jsou: vysokorychlostní, dálková telekomunikační páteřní síť, metropolitní síť a propojení datových center (dci síť).
(3) VCSEL má vlastnosti jednoduchého podélného režimu, kruhového výstupního bodu, nízké ceny a snadné integrace, ale světelná přenosová vzdálenost je krátká, vhodná pro přenos na krátkou vzdálenost do 500 m. Hlavní scénáře aplikace jsou: interní datové centrum, spotřební elektronika (3D). A
Existují dva typy detektorových čipů: PIN (PN diodový detektor) a APD (detektor lavinové diody). První z nich má relativně nízkou citlivost, která se používá v krátkých a středních vzdálenostech a druhá má vysokou citlivost, která se používá ve středních a dlouhých vzdálenostech.
Na jedné straně elektrický čip realizuje podpůrnou podporu pro provoz optického čipu, jako je LD (laserový ovladač), TIA (transimpedanční zesilovač), CDR (hodiny a obvod pro obnovu dat), na jedné straně realizuje nastavení výkonu elektrického signálu, jako je MA (hlavní zesilovač), Na druhé straně, aby se dosáhlo nějakého komplexního digitálního zpracování signálu, jako je modulace, koherentní řízení signálu, sériová paralelní / paralelní-sériová konverze atd. K dispozici jsou také některé optické moduly s DDM (Digitální diagnostická funkce), odpovídající MCU a EEPROM. Elektrické čipy se obvykle používají společně a tradiční výrobci čipů obecně zavedou sadu produktů pro určitý typ optického modulu.
Bez ohledu na to, zda se jedná o optický čip nebo elektrický čip, v závislosti na materiálu substrátu (substrátu) může být rozdělen do následujících kategorií: indium fosfid (InP), arsesenid gallium (GaA), na bázi křemíku (Si), atd.:
Odpovídající použití optického čipu a elektrického čipu: Na vysílacím konci je elektrický signál interně nebo externě modulován CDR, LD a dalšími čipy pro zpracování signálu, což vede k dokončení elektrooptické konverze; na přijímacím konci je optický signál převeden na elektrické impulsy detektorovým čipem , a pak se amplitudová modulace provádí pomocí čipů pro zpracování výkonu, jako jsou TIA a MA, a nakonec je výstupem kontinuálního elektrického signálu, který může být terminálem zpracován. Spolupráce optického čipu a elektronického čipu realizuje realizaci hlavních ukazatelů výkonu, jako je přenosová rychlost, poměr zániku a přenášený optický výkon, a je nejdůležitějším zařízením, které určuje výkon optického modulu.
Čipy optických zařízení mají extrémně vysoké technické bariéry a složité procesní toky, takže jsou největší součástí struktury nákladů na optický modul BOM. Náklady na optické čipy jsou obvykle 40% -60%, a náklady na elektrické čipy je obvykle 10% -30%. Čím vyšší je rychlost, tím vyšší jsou náklady na high-end optický modul elektrických čipů.