光模塊基本功能介紹

       光通信最重要、最核心的是光模塊。我記得在伊朗出差時(shí)，我的朋友告訴我，只要你精通光模塊，你就不會(huì)擔(dān)心一份好工作。事實(shí)上，光通信的發(fā)展在某些方面是光模塊性能指標(biāo)的創(chuàng)新。讓我們來談?wù)劰饽K。

       首先，我們需要知道光模塊最基本的功能是完成光信號(hào)的光-電/電-光轉(zhuǎn)換功能。

       內(nèi)部由光設(shè)備、功能電路和光接口組成。從下圖可以看出，光設(shè)備是光模塊的主要組成部分，光模塊是以光設(shè)備為核心的功能電路和結(jié)構(gòu)部件。

       讓我們從光模塊的光器件開始。在光模塊的光器件中，我們分別稱之為用于收發(fā)光信號(hào)轉(zhuǎn)換的光器件TOSA，ROSA。我們一一詳細(xì)介紹。

       TOSA（Tran ** itting Optical Sub-Assembley）電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)是光發(fā)射器模塊的主要組件。以光源(半導(dǎo)體發(fā)光二極管或激光二極管)為核心，LD光電二極管的芯片監(jiān)控（MD）緊湊結(jié)構(gòu)與其他組件密封（TO在同軸包裝或蝶形包裝中組成TOSA。下圖是常規(guī)TOSA示意圖。

       在TOSA中，LD目前，激光二極管光模塊中最常用的半導(dǎo)體發(fā)射器，它有兩個(gè)主要參數(shù)：閾值電流（Ith）和斜率效率（S）。為了使LD我們必須快速工作LD提供略大于閾值電流的提供DC偏置電流IBIAS（上圖中的DC Bias），激光是在正電流超過閾值電流時(shí)發(fā)射的。

ROSA（Resceiving Optical Sub-Assembley）在高數(shù)據(jù)速率光纖模塊中，光接收組件通常是PIN或ADP光電二極管和TIA組裝在密封的金屬外殼中，形成我們的光接收組件。

       光模塊ROSA由光電探測(cè)器、TIA由前置放大器、限幅放大器等組成。

       先看接收組件ROSA光電探測(cè)器電探測(cè)器(上圖中使用的光電探測(cè)器是APD），光學(xué)信號(hào)通過光電效應(yīng)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)。光通信中常見的光電檢測(cè)器是PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD），在前面的文章中我們也提到過，APD它是一種高靈敏度比，它是一種高靈敏度的光電探測(cè)器PIN光電二極管，APD接收機(jī)靈敏度可提高610dB。

       光電檢測(cè)器產(chǎn)生的弱信號(hào)電流被放大在前面TIA(跨導(dǎo)放大器Trans-Impedance Amplifier）將信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換為足夠大小，然后輸出。TIA其實(shí)是一個(gè)V將電光流轉(zhuǎn)換為電壓的轉(zhuǎn)換器。

       此時(shí)由TIA電壓信號(hào)仍然是一個(gè)模擬信號(hào)，需要將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后信號(hào)處理電路才能識(shí)別它。TIA后限幅放大器Poster Amplifier該功能是將不同范圍的信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有相同范圍的數(shù)字信號(hào)。

       好了，介紹完了TOSA和ROSA，我們來看看BOSA怎么回事？

       隨著技術(shù)水平的發(fā)展，小模塊的尺寸可以更小，TOSA和ROSA光源的收發(fā)是通過同軸耦合成（LD和PIN/APD），加上分離器、光纖等部件，稱為BOSA（Bi-Directional Optical Sub-Assembly,光發(fā)射接收組件)。

       通過在接收端集成高性能的高速光模塊DSP等等，色散和噪聲處理的性能已經(jīng)很強(qiáng)了。

       光模塊在光通信中的重要性不言而喻，但在文章的最后，我不得不說，它在中國是100G也可以在光模塊下自行研究，100G以上基本上是國外壟斷的，國內(nèi)做不到，尤其是核心設(shè)備LD和PD這兩個(gè)裝置的芯片基本上被外國制造商壟斷，國內(nèi)制造商通常會(huì)LD和PD買回來，組裝好。