Optički primopredajnik: osnovna pokretačka snaga optičke komunikacije

U modernim komunikacijskim mrežama velike brzine optički primopredajnici igraju vitalnu ulogu. Kao ključna komponenta optičkih komunikacijskih sustava, optički primopredajnici ne samo da shvaćaju pretvorbu između električnih signala i optičkih signala, već i promiču značajno poboljšanje brzine prijenosa podataka i pouzdanosti.

Optički primopredajnik , to jest integrirani optički primopredajni modul, uglavnom se sastoji od optičkog odašiljača (optički odašiljač) i optičkog prijemnika (optički prijemnik). Optički odašiljač odgovoran je za pretvaranje električnih signala u optičke signale i prenošenje kroz optička vlakna; dok je optički prijemnik odgovoran za pretvaranje primljenih optičkih signala u električne signale. Ovaj se postupak čini jednostavan, ali zapravo uključuje složenu tehnologiju optoelektronske pretvorbe i precizan dizajn optičkih staza.

Optički odašiljač sadrži čip vozača i poluvodički laser (poput LD ili LED). Nakon što ulazni električni signal obrađuje čip za upravljački program, laser se pokreće da emitira optički signal odgovarajućom brzinom. Optički prijemnik koristi fotodetekcijsku diodu (poput PIN -a ili APD) za pretvaranje optičkog signala u električni signal, koji se zatim pojačava predpojačalom i izlazom. Temeljne komponente optičkih primopredajnika uključuju TOSA (prijenos optičkih komponenti), Rosa (optičke komponente prijemnika) i BOSA (prijenos optičkih komponenti), a trošak ovih komponenti čine više od 60% ukupnih troškova optičkih modula.

Optički primopredajnici klasificirani su na više načina, kao što su oblik pakiranja, brzina prijenosa i topologija mreže. Prema obrascu za pakiranje, optički primopredaji mogu se podijeliti u 1 × 9, GBIC, SFF, SFP, XFP, SFP, SFP28, CFP4, QSFP i druge vrste. Među njima se moduli SFP (mali faktor oblika) naširoko koriste u uređajima kao što su prekidači i usmjerivači zbog njihove male veličine i velike gustoće luka.

Prema brzini prijenosa, optički primopredajnici kreću se od 155MB/s do 400 GB/s, a velika brzina važan je trend u razvoju optičkih primopredajnika. Uz brzi razvoj podatkovnih centara i računalstva u oblaku, potražnja za brzinom prijenosa podataka raste, a na tržište se postupno uvodi 400 GB/S ili čak 1TBPS optičkih primopredajnika.

Optički primopredajnici široko se koriste u različitim scenarijima komunikacije i postali su neophodan dio modernih komunikacijskih mreža. U podatkovnim centrima optički primopredaji koriste se za povezivanje poslužitelja, uređaja za pohranu i mrežnih uređaja za postizanje brzih prijenosa podataka i interkonekcije mreže. U poslovnim mrežama optički primopredajnici koriste se za povezivanje mrežnih uređaja unutar poduzeća, proširenje mrežne pokrivenosti i povećanje brzine prijenosa podataka. U mrežama telekomunikacijskih operatora optički primopredaji koriste se za povezivanje mrežnih uređaja u različitim regijama kako bi se postigao prijenos podataka brzih brzina u regijama.

Optički primopredaji također se koriste u TV i radio stanicama za prijenos visokokvalitetnih audio i video signala kako bi se osigurao prijenos signala bez gubitaka. U vojnim komunikacijskim sustavima optički primopredajnici pružaju vrlo sigurne i pouzdane jamstva komunikacije za prijenos osjetljivih informacija i upute za zapovjedništvo.

S razvojem novih tehnologija poput 5G i Interneta stvari, zahtjevi za stopom prijenosa podataka i pouzdanost postaju sve veći i veći. Budući optički primopredajnici podržat će veće stope prijenosa, poput 400 GBPS ili čak 1 TBPS, kako bi se zadovoljila rastuća potražnja za prijenosom podataka. Istodobno, potrošnja energije optičkih primopredajnika bit će dodatno smanjena kako bi se zadovoljile potrebe zelenih podatkovnih centara i računalstva ruba.