Optični
OptičniCommunicationCHip
Optični čipi in električni čipi so najpomembnejše naprave, ki določajo delovanje optičnih modulov.
Optični čipi in električni čipi so jedrne komponente optičnih naprav.
V optičnih napravah se optični čipi uporabljajo za pretvorbo fotoelektričnih signalov. Po različnih vrstah se lahko razdeli na aktivne optične čipe in pasivne optične čipe.
Aktivni optični čipi se delijo na laserske čipe (oddajnik) in detektorske čipe (sprejemnik). Na koncu oddajnika (laserski čip) optični oddajni modul pretvori električni signal v optični signal; na sprejemnem koncu (detektorski čip) se optični signal ponovno vzpostavi na električni signal in vvede v elektronsko napravo. Zmogljivost in hitrost prenosa optičnega čipa neposredno določata učinkovitost prenosa komunikacijskega sistema optičnih vlaken.
Vrednost laserskih čipov je velika, tehnične ovire pa visoke. To je "biser" optičnih čipov. Glede na vrsto emisij svetlobe se deli na emisije površin in stranske emisije. Med njimi so površinsko oddajajo laserji predvsem VCSEL (vertikalni votlini površinsko oddajajo laserji); obstaja veliko vrst edge-emitting laserjev, vključno FP (Fabry-Pérot, Fabry-Perot laser), DFB (Distributed Feedback Laser, distribuirani povratni laser) Laserji) in EML (Electroabsorption Modulated Laser), tradicionalni FP laserski čipi so postopoma zožili svoje aplikacije na področju optične komunikacije zaradi velikih izgub in kratkih prenosnih razdalj. Obstajajo tri glavne vrste jedrnih laserskih čipov: DFB in EML in VCSEL.
(1) DFB je najpogosteje uporabljen direktni modulacijski laser, ki temelji na FP skozi vgrajeno Bragg pištolo, tako da je laser zelo monokromatičen, zmanjšuje izgubo in povečuje prenosno razdaljo. Trenutno se DFB laserji uporabljajo predvsem za prenos na srednje in dolge razdalje. Glavni scenariji uporabe vključujejo: FTTx dostopno omrežje, prenosno omrežje, brezžično bazno postajo in notranjo povezavo podatkovnih centrov.
(2) EML laserji dodajo elektro-absorpcijo list (EAM) kot zunanji modulator na podlagi DFB. Zmogljivost chirpa in disperzije sta boljša od DFB, primerna pa sta tudi za prenos na dolge razdalje. Glavni scenariji uporabe EML so: visokohitranjeno telekomunikacijsko omrežje na dolge razdalje, metropolitansko omrežje in medomrežje podatkovnega centra (omrežje DCI).
(3) VCSEL ima značilnosti enojnega vzdolžnega načina, krožnega izhodnega mesta, nizke cene in enostavne integracije, vendar je svetlobna oddajna razdalja kratka, primerna za prenos na kratko razdaljo v 500m. Glavni scenariji uporabe so: notranji podatkovni center, potrošniška elektronika (3D). A
Obstajata dve vrsti detektorskega čipa: PIN (PN detektor diode) in APD (detektor lavinih diode). Prvi ima razmeroma nizko občutljivost, ki se uporablja na kratkih in srednje razdaljah, slednji pa ima visoko občutljivost, ki se uporablja na srednje in velikih razdaljah.
Po eni strani električni čip realizira podporno podporo za delovanje optičnega čipa, Na primer LD (laserski driver), TIA (transimpedacijsko pojačivo), CDR (clock and data recovery circuit), s druge strani, realizuje popravek napajanja električnoga signala, na primer MA (glavno pojačivo), S druge strani, da bi se dosegla neka kompleksna digitalna obdelava signala, na primer modulacija, koherentna kontrola signala, serijsko-paralelna / paralelno-serijska konverzija itd. Obstajajo tudi nekateri optični moduli z DDM (Digital Diagnostic Function), ki ustrezajo MCU in EEPROM. Električni čipi se običajno uporabljajo skupaj, proizvajalci mainstream čipov pa bodo na splošno uvedli nabor izdelkov za določeno vrsto optičnega modula.
Ne glede na to, ali gre za optični čip ali električni čip, se lahko glede na material substrata (substrata) razdeli v naslednje kategorije: indij fosfat (InP), galijev arsenid (GaAs), silicijev (Si), itd.:
Ujemanje uporabe optičnega čipa in električnega čipa: Na koncu oddajnega signala notranje ali zunanje modulira CDR, LD in drugi čipi za obdelavo signala, s tem pa laserski čip za dokončanje elektro-optične pretvorbe; na sprejemnem koncu, optični signal se pretvori v električne impulze z detektor čip , In nato amplitude modulacija se izvaja s čipi za obdelavo moči, kot sta TIA in MA, in končno neprekinjen električni signal, ki ga lahko obdela terminal je izhod. Sodelovanje optičnega čipa in elektronskega čipa realizira uresničitve glavnih kazalnikov učinkovitosti, kot so hitrost prenosa, razmerje izumrtja in prenosna optična moč, in je najpomembnejša naprava, ki določa učinkovitost optičnega modula.
Čipi optičnih naprav imajo izjemno visoke tehnične ovire in zapletene procesne tokove, zato so največji del strukture stroškov optičnega modula BOM. Stroški optičnih čipov so običajno 40% -60%, stroški električnih čipov pa običajno 10% -30%. Višja kot je hitrost, višji so stroški visokokončnega optičnega modula električnih čipov.