光模块概述概要.ppt

光模块概述,一：光模块结构与分类二：光收发器件三：功能电路与光模块参数,概述,当今社会，光纤通信在生活中非常普遍，光端机作为光纤通信不可或缺的部分，其核心是实现光电转换功能的光模块。,一：光模块的结构与分类,光模块的结构,二：光模块的分类,按速率划分：155Mb/s622Mb/s1.25Gb/s2.5Gb/s10Gb/s等。按功能划分：光发射模块，光接收模块，光收发一体模块。按工作模式划分：光线路终端(OLT)，光网络单元(ONU)。,二：光器件,对应的光器件也分光发射器件(TOSA)，光接收器件(ROSA)以及光收发一体器件(BOSA).,TOSA,ROSA,BOSA,一：光器件的结构与原理,下面以单纤双向收发一体器件为例，下图为其结构,(一)：发射管芯,内部结构与管脚,发射管芯剖面图,发射管芯管脚分布及对应电路接线,发射管芯里采用的发光器件一般有LED和LD，LD又分法布里-波罗激光器(FP)，分布反馈激光器(DFB)，分布布拉格反射激光器(DBR)，垂直腔面发射激光器(VCSEL).LED光谱宽廉价但用其制作的模块传输速率很低；不同LD的中心波长不同，FP适合中长距离传输，VCSEL适合短距离传输。发射管芯里的光电二极管又称背光二极管，用于监测LD所发的光功率，其输出电流用于功能电路实现反馈以使得LD稳定发光。LD边上的热沉具有吸收热量而温度基本不变的特性，以保证LD工作温度的稳定。,为了光束和光纤更好的耦合，会加上透镜，分为大球透镜，小球透镜和非球面透镜，其中非球面透镜耦合效率最高可达50%，但其加工难度大成本高，在中低端管芯里一般采用大球透镜。,二：接收管芯,接收管芯的结构,接收管芯的光电二极管一般采用雪崩光电二极管(APD)或PIN型二极管，雪崩光电二极管灵敏度高响应速度快价格高噪声大，而PIN型相反。由光电二极管输出的电信号是较弱的模拟信号，跨阻放大器(TIA)就是用来放大PD输出的微弱信号。,二：光器件的重要参数,(一)：发射部分的参数阈值电流(Ith)激光二极管开始振荡的正向电流斜效率()输出激光光功率的改变量与泵浦激光光功率改变量的比值峰值波长()光谱辐射功率最大的值所对应的波长谱宽()峰值发射波长的辐射功率的1/2所对应两波长的间隔监视电流(Im)是指在规定的LD输出功率时，在给定的光电二极管反向电压时的光电二极管的光电流输出功率(Po)在阀值电流以上所加正向电流达到规定的调制电流时，从激光二极管光窗输出的光功率定义为Pm，对带有尾纤的激光二极管来说，把从光纤末端发射出的光功率定义为Pf,边模抑制比(SMRS)主纵模和最大边模的光功率之比，这个参数只针对FP-LDLD的时间常数(tr/tf)光功率从峰值的20%上升到80%所用的时间为tf=，反之为tr,(二)：接收端性能参数,响应度(R):单位光功率输入产生的光电流工作波长()：有效工作波长的范围暗电流(Id)：正常反向偏压下，无光输入时PD输出电流击穿电压(Vbr)：APD芯片反向偏压到饱和状态时的电压增益(M)：APD雪崩增益灵敏度(Psen)：在规定误码率下所能检测到的最小光功率饱和光功率(Psat)：在规定误码率下所能检测到的最大光功率-3dB带宽：在指定输入光功率时，当输出信号幅度将为峰值一半时的频率宽度,三：功能电路与模块参数,一：功能电路在光模块的电路中，发射部分的电路有LD驱动电路(IC)，功率自稳定电路(APC)和温度控制电路.,在接收部分，主要电路有跨阻放大器(TIA)；限幅放大器(LA)，它的作用是将TIA输出的模拟信号转化为数字信号；时钟和数据恢复电路(CDR),用来在输入信号中提取时钟信号并找出数据和时钟的正确相位关系。,二：光模块的主要性能参数,传输速率指单位时间内通过信道的平均信息量。传输距离指光模块在特定光纤系统中能够无差错传输信息的最大距离平均发光功率当发送伪随机信