光模块概述概要ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,光模块概述一：光模块结构与分类,1,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。,概述 当今社会，光纤通信在生活中非常普遍，光端机作,2,一：光模块的结构与分类,光模块的结构,一：光模块的结构与分类光模块的结构,3,二：光模块的分类,按速率划分：,155Mb/s 622Mb/s 1.25Gb/s 2.5Gb/s 10Gb/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：光模块的分类按速率划分：,4,二：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,二：光器件 对应的光器件也分光发射器件(TOSA),5,一：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：光器件的结构与原理 下面以单纤双向收发一体器件为,6,(一)：发射管芯,内部结构与管脚,发射管芯剖面图,(一)：发射管芯内部结构与管脚发射管芯剖面图,7,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。,发射管芯管脚分布及对应电路接线 发射管芯里采用的,8,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。,为了光束和光纤更好的耦合，会加上透镜，分,9,二：接收管芯,接收管芯的结构,二：接收管芯接收管芯的结构,10,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。,接收管芯的光电二极管一般采用雪崩光电二极管(AP,11,二：光器件的重要参数,(一)：发射部分的参数,阈值电流(I,th,),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(I,m,),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(P,o,),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P,m,，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P,f,二：光器件的重要参数(一)：发射部分的参数,12,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-LD,LD的时间常数(t,r,/t,f,),光功率从峰值的20%上升到80%所用的时间为t,f=,，反之为t,r,边模抑制比(SMRS),13,(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(I,d,)：正常反向偏压下，无光输入时PD输出电流,击穿电压(V,br,)：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(P,sen,)：在规定误码率下所能检测到的最小光功率,饱和光功率(P,sat,)：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,(二)：接收端性能参数响应度(R):单位光功率输入产生的光电,14,三：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.,三：功能电路与模块参数一：功能电路,15,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。,在接收部分，主要电路有跨阻放大器(TIA)；限幅,16,二：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,当发送伪随机信号时，1和0大致占一半，这时测试得到的功率就是平均功率,消光比,当数据全部为1时，平均光功率为A；当数据全部为0时，平均光功率为B；则消光比为：EX=10log(A/B),二：光模块的主要性能参数传输速率,17,