Optisk transceiver: Kjernedrivkraften innen optisk kommunikasjon

I det moderne informasjonssamfunnet har høyhastighets og stabil dataoverføring blitt en uunnværlig hjørnestein for alle samfunnslag. I denne datatorrenten er optisk sender/mottaker (optisk modul) har blitt en viktig komponent for å bygge et moderne høyhastighets informasjonsnettverk med sin unike fotoelektriske konverteringsevne. Som kjerneenheten for å realisere de fotoelektriske konverterings- og elektrooptiske konverteringsfunksjonene til optisk signaloverføring i optisk fiberkommunikasjonsutstyr, bærer den optiske modulen ikke bare overføring av informasjon, men er også en kraftig drivkraft for kontinuerlig utvikling av kommunikasjonsteknologi .

Den grunnleggende funksjonen til den optiske modulen er å konvertere elektriske signaler til optiske signaler for overføring, og gjenopprette optiske signaler til elektriske signaler ved mottakeren. Denne konverteringsprosessen virker enkel, men den inneholder komplekse tekniske prinsipper. Den optiske senderen (TOSA) ved sendeenden modulerer det elektriske signalet til et optisk signal gjennom en halvlederlaser (LD), og sender det deretter over lange avstander gjennom optisk fiber. Den optiske mottakeren (ROSA) ved mottakerenden bruker en fotodeteksjonsdiode (PD) for å konvertere det mottatte optiske signalet til et elektrisk signal, som deretter sendes ut etter å ha blitt behandlet av en forforsterker. I denne prosessen må den optiske modulen ikke bare ha høy fotoelektrisk konverteringseffektivitet, men må også sikre stabiliteten og integriteten til signalet for å takle det komplekse og skiftende kommunikasjonsmiljøet.

Utviklingshistorien til optiske moduler er full av innovasjon og endring. Fra den tidlige fasttelefonen til 2G og 3G trådløs kommunikasjon, har utviklingen av kommunikasjonsteknologi alltid dreid seg om elektriske signaler. Med økningen av overføringsavstanden og økningen av signalfrekvensen, har tapet og deformasjonen av elektrisk signaloverføring blitt stadig mer fremtredende, noe som begrenser ytterligere forbedring av kommunikasjonshastighet og kvalitet. For å overvinne denne flaskehalsen kom optiske moduler til, som konverterte elektriske signaler til optiske signaler for overføring, og realiserte dermed langdistanse, høyhastighets og lavtap informasjonsoverføring.

Typene og funksjonene til optiske moduler er også i stadig utvikling. Fra de tidlige SFP (Small Form-Factor Pluggable) små pakker pluggbare moduler til de senere XFP, SFP og andre høyhastighets, miniatyriserte moduler, har optiske moduler ikke bare kontinuerlig forbedret hastigheten, men har også mer fleksible og mangfoldige emballasjeformer. Disse modulene støtter hot-swap og plug-and-play, noe som i stor grad forenkler vedlikeholds- og oppgraderingsprosessen av nettverksutstyr. Med den kontinuerlige utviklingen av silisiumfotonikkteknologi har silisiumfotoniske moduler blitt en viktig utviklingsretning i fremtidens optiske kommunikasjonsfelt med fordelene med lavt energiforbruk, lave kostnader, stor båndbredde og høy overføringshastighet.

Optiske moduler brukes i økende grad i datasentre, telekommunikasjonsnettverk, aksessterminaler og andre felt. Spesielt i konstruksjonen av 5G-nettverk spiller optiske moduler, som de grunnleggende komponentene i det fysiske laget, en viktig rolle. Radioaksessnettverket (RAN) til 5G-nettverk er omdelt i aktive antenneenheter (AAU), distribusjonsenheter (DU) og sentraliserte enheter (CU), noe som stiller høyere krav til optiske moduler. I basestasjonen på den trådløse nettverkssiden vil fronthaul optisk modul mellom AAU og DU oppgraderes fra 10G til 25G, og etterspørselen etter mid-haul optiske moduler mellom DU og CU er nylig lagt til. Disse endringene fremmer ikke bare kontinuerlig oppgradering av optisk modulteknologi, men gir også sterk støtte for kommersialisering av 5G-nettverk.

I fremtiden vil optiske moduler fortsette å utvikle seg i retning av høy hastighet, liten størrelse, lavt strømforbruk, lang avstand og hot pluggable. Med den kontinuerlige økningen i brukernes etterspørsel etter båndbredde til optiske kommunikasjonsnettverk, vil den optiske modulindustrien akselerere tempoet i teknologisk innovasjon og fremme produktutvikling i retning av høyere hastighet, høyere integrasjon og lavere strømforbruk. Samtidig vil fremveksten av nye teknologier som optoelektronisk co-packaging (CPO) ytterligere forkorte signaloverføringsveien, forbedre ytelsen og bringe nye muligheter til feltet for optisk kommunikasjon.