Optik
OptikCommunikasiCHip
Chip optik dan chip listrik adalah perangkat paling penting yang menentukan kinerja modul optik.
Chip optik dan chip listrik adalah komponen inti dari perangkat optik.
Dalam perangkat optik, chip optik digunakan untuk konversi sinyal fotolistrik. Menurut berbagai jenis, dapat dibagi menjadi chip optik aktif dan chip optik pasif.
Chip optik aktif dibagi menjadi chip laser (pemancar) dan chip detektor (receiver). Pada ujung transmisi (chip laser), modul transmisi optik mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik; di ujung penerimaan (chip detektor), sinyal optik dipulihkan ke sinyal listrik dan dimasukkan ke dalam perangkat elektronik. Tingkat kinerja dan transmisi chip optik secara langsung menentukan efisiensi transmisi sistem komunikasi serat optik.
Nilai chip laser besar, dan hambatan teknisnya tinggi. Ini adalah "mutiara" dari keripik optik. Menurut jenis emisi cahaya, itu dibagi menjadi emisi permukaan dan emisi samping. Di antaranya, laser pemancar permukaan terutama VCSEL (laser pemancar permukaan rongga vertikal); ada banyak jenis laser pemancar tepi, termasuk FP (Fabry–Pérot, Fabry-Perot laser), DFB (Distributed Feedback Laser, distributed feedback laser) Lasers) dan EML (Electroabsorption Modulated Laser), chip laser FP tradisional secara bertahap mempersempit aplikasi mereka di bidang komunikasi optik karena kerugian besar dan jarak transmisi pendek. Ada tiga jenis utama chip laser inti: DFB dan EML Dan VCSEL.
(1) DFB adalah laser modulasi langsung yang paling umum digunakan, yang didasarkan pada FP melalui kisi-kisi Bragg bawaan, sehingga laser sangat monokromatik, mengurangi kehilangan dan meningkatkan jarak transmisi. Saat ini, laser DFB terutama digunakan untuk transmisi jarak menengah dan jarak jauh. Skenario aplikasi utama meliputi: jaringan akses FTTx, jaringan transmisi, stasiun dasar nirkabel, dan interkoneksi internal pusat data.
(2) Laser EML menambahkan lembar penyerapan elektro (EAM) sebagai modulator eksternal berdasarkan DFB. Performa kicau dan dispersi lebih baik dari DFB, dan lebih cocok untuk transmisi jarak jauh. Skenario aplikasi utama EML adalah: jaringan backbone telekomunikasi berkecepatan tinggi jarak jauh, jaringan area metropolitan, dan interkoneksi pusat data (jaringan DCI).
(3) VCSEL memiliki karakteristik mode longitudinal tunggal, titik output melingkar, harga rendah dan integrasi mudah, tetapi jarak transmisi bercahkah pendek, cocok untuk transmisi jarak pendek dalam 500m. Skenario aplikasi utama adalah: pusat data internal, elektronik konsumen (3D). J
Ada dua jenis chip detektor: PIN (PN dioda detector) dan APD (avalanche diode detector). Yang pertama memiliki sensitivitas yang relatif rendah, yang digunakan dalam jarak pendek dan menengah, dan yang terakhir memiliki sensitivitas tinggi, yang digunakan dalam jarak menengah dan jauh.
Di satu sisi, chip listrik menyadari dukungan pendukung untuk pengoperasian chip optik, seperti LD (laser driver), TIA (amplifier transimedance), CDR (sirkuit pemulihan jam dan data), di satu sisi, menyadari penyesuaian daya sinyal listrik, seperti MA (amplifier utama ), Di sisi lain, untuk mencapai beberapa pemrosesan sinyal digital yang kompleks, seperti modulasi, kontrol sinyal koheren, serial-paralel / paralel Ada juga beberapa modul optik dengan DDM (Fungsi Diagnostik Digital), sesuai dengan MCU dan EEPROM. Chip listrik biasanya digunakan bersama-sama, dan produsen chip mainstream umumnya akan memperkenalkan satu set produk untuk jenis modul optik tertentu.
Terlepas dari apakah itu chip optik atau chip listrik, tergantung pada bahan substrat (substrat), itu dapat dibagi menjadi kategori berikut: indium phosphide (InP), gallium arsenide (GaAs), berbasis silikon (Si), dll.:
Pencocokan penggunaan chip optik dan chip listrik: Di ujung transmisi, sinyal listrik dimodulasi secara internal atau eksternal oleh CDR, LD dan chip pemrosesan sinyal lainnya, mendorong chip laser untuk menyelesaikan konversi elektro-optik; pada ujung penerimaan, sinyal optik diubah menjadi pulsa listrik oleh chip detektor , Dan kemudian modulasi amplitudo dilakukan melalui chip pemrosesan daya seperti TIA dan MA, dan akhirnya sinyal listrik berkelanjutan yang dapat diproses oleh terminal adalah output. Kerja sama chip optik dan chip elektronik mewujudkan realisasi indikator kinerja utama seperti tingkat transmisi, rasio kepunahan, dan daya optik yang ditransmisikan, dan merupakan perangkat terpenting yang menentukan kinerja modul optik.
Chip perangkat optik memiliki hambatan teknis yang sangat tinggi dan aliran proses yang rumit, sehingga merupakan bagian terbesar dari struktur biaya BOM modul optik. Biaya chip optik biasanya 40% -60%, dan biaya chip listrik biasanya 10% -30%. Semakin tinggi kecepatannya, semakin tinggi biaya chip listrik modul optik kelas atas.