Optický transceiver: Hlavní hnací síla v oblasti optických komunikací

V moderní informační společnosti se vysokorychlostní a stabilní přenos dat stal nepostradatelným základním kamenem pro všechny oblasti života. V tomto datovém torrentu, optický transceiver (optický modul) se stal důležitou součástí pro budování moderní vysokorychlostní informační sítě s jedinečnou schopností fotoelektrické konverze. Jako základní zařízení pro realizaci funkcí fotoelektrické konverze a elektrooptické konverze přenosu optického signálu v komunikačním zařízení s optickým vláknem, optický modul nejen přenáší přenos informací, ale je také silnou hnací silou pro neustálý vývoj komunikační technologie. .

Základní funkcí optického modulu je převádět elektrické signály na optické signály pro přenos a obnovovat optické signály na elektrické signály na přijímací straně. Tento proces převodu se zdá jednoduchý, ale obsahuje složité technické principy. Optický vysílač (TOSA) na vysílacím konci moduluje elektrický signál na optický signál prostřednictvím polovodičového laseru (LD) a poté jej přenáší na velké vzdálenosti přes optické vlákno. Optický přijímač (ROSA) na přijímací straně využívá fotodetekční diodu (PD) k převodu přijímaného optického signálu na elektrický signál, který je po zpracování předzesilovačem vyveden na výstup. V tomto procesu musí mít optický modul nejen vysokou účinnost fotoelektrické konverze, ale také musí zajistit stabilitu a integritu signálu, aby se vyrovnal se složitým a měnícím se komunikačním prostředím.

Historie vývoje optických modulů je plná inovací a změn. Od raných pevných linek až po bezdrátovou komunikaci 2G a 3G se vývoj komunikační technologie vždy točil kolem elektrických signálů. S nárůstem přenosové vzdálenosti a zvýšením frekvence signálu se stále více prosazují ztráty a deformace přenosu elektrického signálu, což omezuje další zlepšování rychlosti a kvality komunikace. Za účelem překonání tohoto úzkého hrdla vznikly optické moduly, které převádějí elektrické signály na optické signály pro přenos, čímž realizují dálkový, vysokorychlostní a nízkoztrátový přenos informací.

Typy a funkce optických modulů se také neustále vyvíjejí. Od prvních zásuvných modulů SFP (Small Form-Factor Pluggable) až po pozdější XFP, SFP a další vysokorychlostní miniaturizované moduly, optické moduly nejenže neustále zlepšují svou rychlost, ale mají také flexibilnější a rozmanitější formy balení. Tyto moduly podporují hot-swap a plug-and-play, což značně zjednodušuje proces údržby a upgradu síťového zařízení. S neustálým vývojem technologie křemíkové fotoniky se křemíkové fotonické moduly staly důležitým vývojovým směrem v oblasti budoucí optické komunikace se svými výhodami nízké spotřeby energie, nízkých nákladů, velké šířky pásma a vysoké přenosové rychlosti.

Optické moduly se stále více používají v datových centrech, telekomunikačních sítích, přístupových terminálech a dalších oborech. Zejména při výstavbě 5G sítí hrají optické moduly jako základní komponenty fyzické vrstvy zásadní roli. Rádiová přístupová síť (RAN) sítí 5G je přerozdělena na aktivní anténní jednotky (AAU), distribuční jednotky (DU) a centralizované jednotky (CU), což klade vyšší požadavky na optické moduly. V základnové stanici na straně bezdrátové sítě dojde k upgradu fronthaul optického modulu mezi AAU a DU z 10G na 25G a nově přibyla poptávka po midhaul optických modulech mezi DU a CU. Tyto změny nejen podporují neustálé vylepšování technologie optických modulů, ale také poskytují silnou podporu pro komercializaci sítí 5G.

V budoucnu se budou optické moduly nadále vyvíjet směrem k vysoké rychlosti, malé velikosti, nízké spotřebě energie, dlouhé vzdálenosti a připojitelné za provozu. S neustálým nárůstem poptávky uživatelů po šířce pásma optických komunikačních sítí bude odvětví optických modulů urychlovat tempo technologických inovací a podporovat vývoj produktů směrem k vyšší rychlosti, vyšší integraci a nižší spotřebě energie. Zároveň vznik nových technologií, jako je optoelektronické co-packaging (CPO), dále zkrátí cestu přenosu signálu, zlepší výkon a přinese nové možnosti do oblasti optických komunikací.