光模块的核心器件包括哪些?

2021年11月2日 2点热度 0条评论 来源: 武汉格凌科技有限公司

       光模块的作用是进行光电和电光转换,发送端把电信号转换成光信号,通过光纤传输后,接收端再把光信号转换成电信号。
       光电转换听似简单,但是达到这个转换需要很复杂的过程,而每个过程也都需要不同的器件去完成,每个器件缺一不可,那么光模块内部包含哪些器件呢?

光模块的主要器件包括:
①CDR(Clock and Data Recovery) 即时钟恢复功能,传输到模块的信号提取时钟信号,并找出时钟信号和数据中间的相关关系。一般时钟恢复功能在长距离的传输中运用。

②LDD( Laser Diode Driver) :将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,如100G SR4,一般来说CDR 和LDD 是集成在同一个芯片上的。

③TOSA,实现电信号到光信号的转换,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。

④ROSA,实现光信号到电信号的转换,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。

⑤TIA( 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。

⑥LA(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。

⑦MCU,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。DDM 监控主要实现对温度、Vcc 电压、Bias 电流、Rx power 、Tx power 5 个模拟量的信号进行实时监测,通过这些参数判断光模块的工作状况,便于光通信链路的维护。

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