光模块技术介绍

射频美学 2025-11-29 21:42

 
今天来简单了解下光模块技术。
01-光模块技术

在发射信号时,输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出相应速率的调制光信号,其内部带有光功率自动控制电路,使输出的光信号功率保持稳定。

在接收信号时,一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。经前置放大器放大后输出相应码率的电信号。

光模块(Optical Modules)是光纤通信中的重要组成部分,是实现光电转换和电光转换功能的光电子器件。光模块外观如图所示:
光模块技术介绍图1
 
02-光模块工作原理
光模块(Optical Modules)的工作原理是将电信号转换为光信号,或者将光信号转换为电信号,实现光纤通信中的光电转换和电光转换功能。具体来说,可分为以下三个过程:
1、在发送端,光模块实现电信号转换为光信号。
2、光传输,即光信号通过光纤传输。
3、在接收端,光模块实现光信号转换为电信号。
如下图所示:
 
光模块技术介绍图2
 
 
03-光模块组成
传统光模块包含了多个组件,既有激光器(光源)、调制器、探测器等有源器件,也有透镜、对准组件、光纤端面等无源器件。
光模块技术介绍图3

在发射端,驱动芯片对原始电信号进行处理,然后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出调制光信号。

在接收端,光信号进来之后,由光探测二极管转换为电流信号,经TIA(跨阻放大器)后转换成电压信号输出,同时对信号进行放大、滤波及噪声抑制,确保数据传输的准确性。其性能直接影响光接收系统的灵敏度、误码率和信号完整性。

主控电路有的包含DSP(数字信号处理),负责复杂的数字信号处理,包括以下几点:1)调制:将来自交换机的原始数字信号进行编码、映射,并输出多路的电信号;

2)均衡:对发送和接收的信号进行补偿,以克服高速信号在传输中产生的损耗和失真(如色散);

3)时钟恢复、误码纠正等。

有的光模块的主控电路没有DSP,另外集成了CDR进行时钟恢复,误码纠正,效果会差一些,但是成本降低很多。

 
04-光模块分类

‌1、按传输速率分类‌:光模块根据传输速率的不同,可以分为400GE、100GE、40GE、25GE、10GE、GE、FE等不同速率的光模块。传输速率越高,光模块的结构也越复杂。

2‌、按封装方式分类‌:为了满足不同的传输需求,光模块有不同的封装方式。常见的封装类型包括QSFP-DD、QSFP28、QSFP+、SFP28、SFP/eSFP、CXP、CFP等。例如,QSFP-DD是双密度四通道小型可插拔封装光模块,而QSFP+是四通道小型可热插拔光模块。

‌3、按应用场景分类‌:根据应用场景进行分类。例如,单模光模块适用于长距离传输,而多模光模块适用于短距离传输。单模光模块的中心波长一般为1310nm或1550nm,适用于长距离、大容量的传输需求;多模光模块的中心波长为850nm,适用于短距离、小容量的传输需求。

4‌、按波长分类‌:光模块还可以根据波长进行分类。常见的波长包括850nm、1310nm和1550nm等。不同波长的光模块适用于不同的光纤类型和传输距离。

光模块技术介绍图4
 
 
 
  1. ——END——

     

     

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