مبدأ العمل وتطبيق الوحدة الضوئية في النقل البصري

في مجال الاتصالات ، يتم تقييد نقل التوصيل البيني الكهربائي للأسلاك المعدنية إلى حد كبير بسبب عوامل مثل التداخل الكهرومغناطيسي والتداخل بين الشفرات والخسارة وتكاليف الأسلاك.

نتيجة لذلك ، ولد النقل البصري. يتميز النقل البصري بمزايا النطاق الترددي العالي ، والسعة الكبيرة ، والتكامل السهل ، والخسارة المنخفضة ، والتوافق الكهرومغناطيسي الجيد ، وعدم وجود تداخل ، والوزن الخفيف ، والحجم الصغير ، وما إلى ذلك ، لذلك يستخدم الإخراج البصري على نطاق واسع في نقل الإشارات الرقمية.

الهيكل الأساسي للوحدة البصرية

من بينها ، الوحدة الضوئية هي الجهاز الأساسي في نقل الألياف الضوئية ، وتحدد مؤشراتها المختلفة الأداء العام للإرسال. الوحدة الضوئية عبارة عن ناقل يستخدم للإرسال بين المفتاح والجهاز ، وتتمثل وظيفته الرئيسية في تحويل الإشارة الكهربائية للجهاز إلى إشارة ضوئية في نهاية الإرسال. يتكون الهيكل الأساسي من جزأين: "المكون الباعث للضوء ودائرة القيادة الخاصة به" و "مكون استقبال الضوء ودائرة الاستقبال الخاصة به".

تحتوي الوحدة الضوئية على قناتين ، هما قناة الإرسال والقناة المستقبلة.

تكوين ومبدأ عمل قناة الإرسال

تتكون قناة الإرسال للوحدة الضوئية من واجهة إدخال إشارة كهربائية ودائرة محرك ليزر ودائرة مطابقة للمقاومة ومكون ليزر TOSA.

مبدأ عملها هو إدخال الواجهة الكهربائية لقناة الإرسال ، واكتمال اقتران الإشارة الكهربائية من خلال دائرة الواجهة الكهربائية ، ثم يتم تعديل دائرة القيادة بالليزر في قناة الإرسال ، ومن ثم يتم استخدام جزء مطابقة المعاوقة للمقاومة المطابقة لإكمال التشكيل وقيادة الإشارة ، وأخيراً إرسال التحويل الكهروضوئي بالليزر (TOSA) إلى إشارة ضوئية لنقل الإشارات الضوئية.

تكوين ومبدأ عمل القناة المستقبلة

تتكون قناة استقبال الوحدة الضوئية من مكون الكاشف البصري ROSA (يتكون من الصمام الثنائي للكشف الضوئي (PIN) ، ومكبر المعاوقة (TIA)) ، ودائرة مطابقة المعاوقة ، ودائرة مكبر للصوت المحدودة ودائرة واجهة خرج الإشارة الكهربائية.

مبدأ عملها هو أن PIN يحول الإشارة الضوئية المجمعة إلى إشارة كهربائية بطريقة تناسبية. تقوم TIA بتحويل هذه الإشارة الكهربائية إلى إشارة جهد ، وتضخيم إشارة الجهد المحولة إلى السعة المطلوبة ، وتنقلها إلى المحدد من خلال دائرة مطابقة المعاوقة. تكمل دائرة مكبر الصوت إعادة تضخيم الإشارة وإعادة تشكيلها ، وتحسن الإشارة- نسبة إلى الضوضاء ، وتقلل من معدل خطأ البتات ، وأخيرًا تكمل دائرة الواجهة الكهربائية إخراج الإشارة.

تطبيق الوحدة البصرية

كجهاز أساسي للتحويل الكهروضوئي في الاتصالات الضوئية ، تُستخدم الوحدات الضوئية على نطاق واسع في مراكز البيانات. تستخدم مراكز البيانات التقليدية بشكل أساسي الوحدات الضوئية منخفضة السرعة 1G / 10G ، بينما تستخدم مراكز البيانات السحابية بشكل أساسي وحدات 40G / 100G عالية السرعة. مع سيناريوهات التطبيقات الجديدة مثل الفيديو عالي الدقة والبث المباشر والواقع الافتراضي يقود النمو السريع لحركة مرور الشبكة العالمية ، استجابة لاتجاهات التنمية المستقبلية ، تضع متطلبات التطبيقات الناشئة مثل الحوسبة السحابية وخدمات Iaa S والبيانات الضخمة متطلبات أعلى في نقل البيانات الداخلية لمركز البيانات ، والذي سينتج عنه وحدات بصرية ذات معدلات إرسال أعلى في المستقبل.

بشكل عام ، عندما نختار الوحدات البصرية ، فإننا نأخذ في الاعتبار بشكل أساسي عوامل مثل سيناريوهات التطبيق ، ومتطلبات معدل نقل البيانات ، وأنواع الواجهة ، ومسافات النقل البصري (وضع الألياف ، والطاقة الضوئية المطلوبة ، وطول الموجة المركزية ، ونوع الليزر) وغيرها