Optisk
OptiskCommunicationCHöft
Optiska chips och elektriska chips är de viktigaste enheterna som bestämmer prestandan hos optiska moduler.
Optiska chips och elektriska chips är kärnkomponenterna i optiska enheter.
I optiska enheter används optiska chips för omvandling av fotoelektriska signaler. Enligt olika typer kan den delas in i aktiva optiska chips och passiva optiska chips.
Aktiva optiska chips delas in i laserchips (sändare) och detektorchips (mottagare). Vid den sändande änden (laserchip) omvandlar den optiska sändande modulen den elektriska signalen till en optisk signal; vid mottagningsänden (detektorchip) återställs den optiska signalen till en elektrisk signal och förs in i en elektronisk anordning. Prestanda och överföringshastigheten för det optiska chipet avgör direkt överföringseffektiviteten för det optiska fiberkommunikationssystemet.
Värdet av laserchips är stort, och de tekniska barriärerna är höga. Det är "pärlan" av optiska chips. Enligt typen av ljusutsläpp delas den upp i utsläpp på ytan och sidoutsläpp. Bland dem, ytavgivande lasrar är främst VCSEL (vertikal hålighet ytavgivande lasrar); det finns många typer av kantemitterande lasrar, inklusive FP (Fabry–Pérot, Fabry-Perot laser), DFB (Distributed Feedback Laser, distribuerad feedbacklaser) Lasrar) och EML (Electroabsorption Modulated Laser), traditionella FP-laserchips har gradvis minskat sina tillämpningar inom optisk kommunikation på grund av stora förluster och korta överföringsavstånd. Det finns tre huvudtyper av kärnlaserchips: DFB och EML Och VCSEL.
(1) DFB är den vanligaste direktmoduleringslaser, som bygger på FP genom den inbyggda Bragg-gallern, så att lasern är mycket monokromatisk, vilket minskar förlusten och ökar överföringsavståndet. För närvarande används DFB-lasrar främst för överföring på medellång och lång sträcka. De viktigaste programscenarierna inkluderar: FTTx access-nätverk, överföringsnätverk, trådlös basstation och intern sammankoppling av datacenter.
(2) EML-lasrar tillför ett elektroabsorptionsark (EAM) som extern modulator på grundval av DFB. Kvittret och spridningsprestandan är bättre än DFB, och är mer lämpade för långdistansöverföring. De viktigaste tillämpningsscenarierna för EML är: höghastighets- långdistans-tele stamnät, nätverk för storstadsområden och sammanlänkning av datacenter (DCI-nät).
(3) VCSEL har egenskaperna för enstaka längsgående läge, cirkulär utgångsplats, lågt pris och enkel integration, men det lysande överföringsavståndet är kort, lämpligt för kort distansöverföring inom 500m. De viktigaste tillämpningsscenarierna är: internt datacenter, hemelektronik (3D). A
Det finns två typer av detektorchips: PIN (PN-dioddetektor) och APD (lavindioddetektor). Den förstnämnda har relativt låg känslighet, som används i korta och medellånga avstånd, och den senare har hög känslighet, som används i medellånga och långa avstånd.
Å ena sidan, inser den elektriska chip stödja driften av den optiska chip, såsom LD (laser förare), TIA (transimpedansförstärkare), CDR (klocka och data återvinning krets), å ena sidan, inser effektjustering av den elektriska signalen, såsom MA (huvudförstärkare ), Å andra sidan, för att uppnå några komplexa digital signalbehandling, såsom modulering, sammanhängande signalstyrning, seriell-parallell / parallell-seriell omvandling, etc. Det finns också några optiska moduler med DDM (Digital Diagnostic Function), motsvarande MCU och EEPROM. Elektriska chips används vanligtvis tillsammans, och mainstream chip tillverkare kommer i allmänhet att införa en uppsättning produkter för en viss typ av optisk modul.
Oavsett om det är ett optiskt chip eller ett elektriskt chip, beroende på substrat (substrat) material, kan den delas in i följande kategorier: indiumfosfid (InP), galliumarsenid (GaAs), kiselbaserad (Si), etc .:
Matchning av optiskt chip och elektriskt chip: Vid sändande ändan moduleras den elektriska signalen internt eller externt av CDR, LD och andra signalbehandlingschips, vilket driver laserchipet att slutföra den elektrooptiska omvandlingen; vid den mottagande änden, den optiska signalen omvandlas till elektriska pulser av detektorn chip , Och sedan amplitud modulering utförs genom makt processorchips såsom TIA och MA, och slutligen en kontinuerlig elektrisk signal som kan bearbetas av terminalen är utdata. Samarbetet med det optiska chipet och det elektroniska chipet inser förverkligandet av de viktigaste prestandaindikatorerna som överföringshastighet, utdöendeförhållande och överförd optisk effekt, och är den viktigaste enheten som bestämmer prestandan hos den optiska modulen.
Optiska enhetschips har extremt höga tekniska hinder och komplicerade processflöden, så de är den största delen av den optiska modulens strukturlistekostnadsstruktur. Kostnaden för optiska chips är vanligtvis 40% -60%, och kostnaden för elektriska chips är vanligtvis 10% -30%. Ju högre hastighet, desto högre kostnader för high-end optisk modul elektriska chips.