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光模块的核心器件包含哪些?

  • January 16. 2021

光模块作为光纤通信系统中重要的组成部分,它起到光电转换的作用。本篇文章易天光通信(ETU-LINK)就为大家介绍下光模块的核心器件分别包含哪些?


图片来源于网络


1、TOSA :主要作用是实现电信号转光信号,主要包括激光器、MPD 、TEC 、隔离器、Mux 、耦合透镜等器件,有TO-CAN 、Gold-BOX 、COC(chip on chip) 、COB(chip on board) 等封装形式。对应用在数据中心的光模块,为了节省成本,TEC 、MPD 、隔离器都不是必备项。


Mux 也仅在需要波分复用的光模块中。此外,有些光模块的LDD 也封装在TOSA 中。在芯片制程中,则将磊晶圆,制成雷射二极管。随后将雷射二极管,搭配滤镜、金属盖等组件,封装成TO can(Transmitter Outline can),再将此TO can与陶瓷套管等组件,封装成光学次模块(OSA),最后再搭配电子次模块。


2、LDD( LaserDiode Driver) :CDR 的输出信号,转换成对应的调制信号,驱动激光器发光。不同类型的激光器需要选择不同类型的LDD 芯片。在短距的多模光模块中(例如100G SR4 ),一般来说CDR 和LDD 是集成在同一个芯片上的。



3、ROSA :主要的作用是实现光信号转电信号,内置器件主要包括PD/APD 、DeMux 、耦合组件等,封装类型一般和TOSA 相同。PD 用于短距、中距的光模块,APD 主要应用于长距光模块。


4、CDR(Clock and Data Recovery) :时钟数据恢复芯片的作用是在输入信号中提取时钟信号,并找出时钟信号和数据之间的相位关系,简单说就是恢复时钟。同时CDR 还可以补偿信号在走线、连接器上的损失。一般会使用到CDR的光模块,大多都是一些高速率、长距离传输的光模块,例如:10G-ER/ZR 一般都会用到的,使用CDR芯片的光模块会被锁定速率,不可以降频使用。



5、TIA( Transimpedance amplifier):配合探测器使用。探测器将光信号转换为电流信号,TIA 将电流信号处理成一定幅值的电压信号,我们可以将它简单的理解为一个大电阻


PIN-TIA,PIN-TIA光接收器是用于光通信系统中将微弱的光信号转换成电信号并将信号进行一定强度低噪声放大的探测器件,其工作原理是:PIN的光敏面受探测光照射时,由于p-n结处于反向偏置,光生载流子在电场的作用下产生漂移,在外电路产生光电流;光电流通过跨阻放大器放大输出,这样就实现了光信号转换成电信号进而将电信号初步放大的功能。


6、LA(Limiting Amplifier) :TIA 输出幅值会随着接收光功率的变化而改变,LA 的作用就是将变化的输出幅值处理成等幅的电信号,给CDR 和判决电路提供稳定的电压信号。高速模块中,LA 通常和TIA 或CDR 集成在一起。


7、MCU :负责底层软件的运行、光模块相关的DDM 功能监控及一些特定的功能。


以上就是易天光通信(ETU-LINK)为大家介绍的部分光模块器件,光模块根据不同场景的选择和使用是完全不同的,其中最主要的就是根据传输速率,传输距离,不同的波长来选择激光器类型和调制方式。

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