Odborné znalosti

Zařízení TOSA a ROSA v optických modulech

2021-09-28
Jako jedno z jader optické komunikace na střední a dlouhé vzdálenosti hraje optický modul roli při fotoelektrické konverzi. Skládá se z optických zařízení, funkčních desek plošných spojů a optických rozhraní.

TOSA je hlavní součástí modulu optického vysílače, který dokončuje především převod elektrických signálů na signály optické. TOSA lze podle typu adaptéru rozdělit na SC TOSA, LC TOSA, FC TOSA, ST TOSA. TOSA zahrnuje komponenty včetně optického izolátoru, monitorovací fotodiody, LD řídicího obvodu, termistoru, termoelektrického chladiče, obvodu automatického řízení teploty (ATC) a obvodu automatického řízení výkonu (APT).
Světelný zdroj (polovodičová světelná dioda nebo laserová dioda) je jádro a LD čip, monitorovací fotodioda a další komponenty jsou zabaleny v kompaktní struktuře (TO koaxiální pouzdro nebo motýlkové pouzdro) a tvoří TOSA.
V TOSA je LD laserová dioda v současnosti nejběžněji používaným polovodičovým emitorem pro optické moduly. Má dva hlavní parametry: prahový proud (Ith) a účinnost sklonu (S). Aby LD fungoval rychle, musíme poskytnout LD stejnosměrný předpětí IBIAS o něco větší než prahový proud, to znamená, že laser je emitován, když dopředný proud překročí prahový proud.

ROSA je komponenta přijímající světlo. V optických modulech s vysokou přenosovou rychlostí jsou PIN nebo ADP fotodiody a TIA obvykle sestaveny v utěsněném kovovém pouzdře, aby vytvořily naše komponenty pro příjem světla.
Fotodetektor, hlavní součást přijímacího komponentu ROSA, se používá hlavně k přeměně optických signálů na elektronické signály prostřednictvím fotoelektrického jevu. Běžnými fotodetektory v optické komunikaci jsou PIN fotodiody a lavinové fotodiody (APD). APD je vysoce citlivý fotodetektor, který využívá lavinový multiplikační efekt ke zdvojnásobení fotoproudu. Ve srovnání s PIN fotodiodami přijímá APD Citlivost stroje lze zvýšit o 6~10dB.