Οπτικό
ΟπτικόCommunicationCΙσχίου
Τα οπτικά τσιπ και τα ηλεκτρικά τσιπ είναι οι σημαντικότερες συσκευές που καθορίζουν την απόδοση των οπτικών μονάδων.
Τα οπτικά τσιπ και τα ηλεκτρικά τσιπ είναι τα βασικά συστατικά των οπτικών συσκευών.
Στις οπτικές συσκευές, τα οπτικά τσιπ χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή των φωτοηλεκτρικών σημάτων. Σύμφωνα με τους διαφορετικούς τύπους, μπορεί να διαιρεθεί στα ενεργά οπτικά τσιπ και τα παθητικά οπτικά τσιπ.
Τα ενεργά οπτικά τσιπ χωρίζονται σε τσιπ λέιζερ (πομπός) και τσιπ ανιχνευτή (δέκτης). Στο άκρο μετάδοσης (τσιπ λέιζερ), η μονάδα οπτικής μετάδοσης μετατρέπει το ηλεκτρικό σήμα σε οπτικό σήμα. στο άκρο λήψης (τσιπ ανιχνευτή), το οπτικό σήμα αποκαθίσταται σε ηλεκτρικό σήμα και εισάγεται σε ηλεκτρονική συσκευή. Η απόδοση και ο ρυθμός μετάδοσης του οπτικού τσιπ καθορίζουν άμεσα την αποδοτικότητα μετάδοσης του συστήματος επικοινωνίας οπτικών ινών.
Η αξία των τσιπ λέιζερ είναι μεγάλη, και τα τεχνικά εμπόδια είναι υψηλά. Είναι το "μαργαριτάρι" των οπτικών τσιπ. Ανάλογα με τον τύπο των εκπομπών φωτός, χωρίζεται σε επιφανειακές εκπομπές και πλευρικές εκπομπές. Μεταξύ αυτών, τα λέιζερ που εκπέμπουν επιφάνεια είναι κυρίως VCSEL (κάθετη κοιλότητα που εκπέμπουν λέιζερ). υπάρχουν πολλοί τύποι λέιζερ που εκπέμπουν την άκρη, συμπεριλαμβανομένου του FP (Fabry-Pérot, Fabry-Perot λέιζερ), DFB (κατανεμημένο λέιζερ ανάδρασης, κατανεμημένο λέιζερ ανάδρασης) Λέιζερ) και EML (Ηλεκτροαπορρόφηση Διαμορφωμένο Λέιζερ), παραδοσιακά τσιπ λέιζερ FP έχουν περιορίσει σταδιακά τις εφαρμογές τους στον τομέα της οπτικής επικοινωνίας λόγω μεγάλων απωλειών και μικρών αποστάσεων μετάδοσης. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι τσιπ λέιζερ πυρήνων: DFB και EML και VCSEL.
(1) Το DFB είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο λέιζερ άμεσης διαμόρφωσης, το οποίο βασίζεται στο FP μέσω της ενσωματωμένης σχάρας Bragg, έτσι ώστε το λέιζερ να είναι εξαιρετικά μονοχρωματικό, μειώνοντας την απώλεια και αυξάνοντας την απόσταση μετάδοσης. Επί του παρόντος, τα λέιζερ DFB χρησιμοποιούνται κυρίως για μετάδοση μέσης και μεγάλης απόστασης. Τα κύρια σενάρια εφαρμογής περιλαμβάνουν: δίκτυο πρόσβασης FTTx, δίκτυο μετάδοσης, ασύρματο σταθμό βάσης και εσωτερική διασύνδεση των κέντρων δεδομένων.
(2) Τα λέιζερ EML προσθέτουν ένα φύλλο ηλεκτροαπορρόφησης (EAM) ως εξωτερικό διαμορφωτή με βάση το DFB. Η απόδοση κελαηδούν και διασποράς είναι καλύτερα από DFB, και είναι πιο κατάλληλα για μετάδοση μεγάλων αποστάσεων. Τα κύρια σενάρια εφαρμογής του EML είναι: δίκτυο ραχοκοκαλιάς τηλεπικοινωνιών υψηλής ταχύτητας, υπεραστικών τηλεπικοινωνιών, διασύνδεση δικτύου μητροπολιτικής περιοχής και κέντρου δεδομένων (δίκτυο DCI).
(3) VCSEL έχει τα χαρακτηριστικά του ενιαίου διαμήκους τρόπου, του κυκλικού σημείου παραγωγής, της χαμηλής τιμής και της εύκολης ολοκλήρωσης, αλλά η φωτεινή απόσταση μετάδοσης είναι σύντομη, κατάλληλη για τη μικρή απόσταση μετάδοση μέσα σε 500m. Τα κύρια σενάρια εφαρμογής είναι: εσωτερικό κέντρο δεδομένων, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης (3D). A
Υπάρχουν δύο τύποι τσιπ ανιχνευτή: PIN (ανιχνευτής διόδων PN) και APD (ανιχνευτής διόδων χιονοστιβάδας). Η πρώτη έχει σχετικά χαμηλή ευαισθησία, η οποία χρησιμοποιείται σε μικρές και μεσαίες αποστάσεις, και η δεύτερη έχει υψηλή ευαισθησία, η οποία χρησιμοποιείται σε μεσαίες και μεγάλες αποστάσεις.
Από τη μία πλευρά, το ηλεκτρικό τσιπ πραγματοποιεί την υποστήριξη για τη λειτουργία του οπτικού τσιπ, όπως LD (οδηγός λέιζερ), TIA (ενισχυτής transimpedance), CDR (ρολόι και κύκλωμα αποκατάστασης στοιχείων), από τη μία πλευρά, πραγματοποιεί τη ρύθμιση ισχύος του ηλεκτρικού σήματος, όπως MA (κύριος ενισχυτής), Από την άλλη, για να επιτευχθεί κάποια σύνθετη επεξεργασία ψηφιακού σήματος, όπως η διαμόρφωση, ο συνεκτικός έλεγχος σήματος, ο τμηματικός-παράλληλος/παράλληλος-τμηματικός μετατροπέας, κ.λπ. Υπάρχουν επίσης μερικές οπτικές ενότητες με DDM (ψηφιακή διαγνωστική λειτουργία), που αντιστοιχούν με MCU και EEPROM. Τα ηλεκτρικά τσιπ χρησιμοποιούνται συνήθως μαζί, και οι κύριοι κατασκευαστές τσιπ θα εισαγάγουν γενικά ένα σύνολο προϊόντων για έναν ορισμένο τύπο οπτικής ενότητας.
Ανεξάρτητα από το αν πρόκειται για οπτικό τσιπ ή ηλεκτρικό τσιπ, ανάλογα με το υλικό του υποστρώματος (υπόστρωμα), μπορεί να χωριστεί στις ακόλουθες κατηγορίες: ίνδιο φωσφίδιο (InP), αρσενίδιο γαλλίου (GaAs), με βάση το πυρίτιο (Si), κ.λπ.:
Ταιριαστός χρήση του οπτικού τσιπ και του ηλεκτρικού τσιπ: Στο διατασιαζό τέλος, το ηλεκτρικό σήμα διαμορφώνεται εσωτερικά ή εξωτερικά από CDR, LD και άλλα τσιπ επεξεργασίας σημάτων, οδηγώντας το τσιπ λέιζερ για να ολοκληρώσει την ηλεκτρο-οπτική μετατροπή στο τέλος λήψης, το οπτικό σήμα μετατρέπεται σε ηλεκτρικούς παλμούς από το τσιπ ανιχνευτή, και στη συνέχεια η διαμόρφωση εύρους εκτελείται μέσω τσιπ επεξεργασίας ισχύος όπως tia και MA, και τελικά ένα συνεχές ηλεκτρικό σήμα που μπορεί να επεξεργαστεί από το τερματικό είναι η έξοδος. Η συνεργασία του οπτικού τσιπ και του ηλεκτρονικού τσιπ πραγματοποιεί την πραγματοποίηση των κύριων δεικτών απόδοσης όπως ο ρυθμός μετάδοσης, η αναλογία εξαφάνισης, και η μεταδιδόμενη οπτική δύναμη, και είναι η σημαντικότερη συσκευή που καθορίζει την απόδοση της οπτικής ενότητας.
Τα οπτικά τσιπ συσκευών έχουν τα εξαιρετικά υψηλά τεχνικά εμπόδια και τις περίπλοκες ροές διαδικασίας, έτσι είναι το μεγαλύτερο μέρος της οπτικής δομής δαπανών BOM ενότητας. Το κόστος των οπτικών τσιπ είναι συνήθως 40% -60%, και το κόστος των ηλεκτρικών τσιπ είναι συνήθως 10% -30%. Όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα, τόσο υψηλότερο είναι το κόστος των high-end οπτική μονάδα ηλεκτρικά τσιπ.