1. DFB光源原理
决定光模块传输距离的主要因素有光源、色散和损耗。
①光源:光模块对光电信号进行转化的质量很大程度上取决于其内部的光源。光模块中的光源一般会采用LED(发光二极管)或激光二极管。他们的质量好坏会直接影响到光信号的传输距离。但是激光二极管的光模块只能进行短距离、低速率的传输,用于中远距离传输的一般会以FD-LD激光器或DFB-LD激光器作为光源。
②色散:色散产生的主要原因是不同频率的光信号在传播过程中的传播速度不同,从而到达接收端的时间也不同,导致脉冲的展宽,最终无法分辨信号值。
③损耗:损耗是光在光纤中传输时,由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失,这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。
2. DFB光模块
光模块基本知识
1、定义:
光模块:也就是光收发一体模块。
2、结构:
光收发一体模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成,光电子器件包括发射和接收两部分。
发射部分是:输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管 (LED)发射出相应速率的调制光信号,其内部带有光功率自动控制电路,使输出的光信号功率保持稳定。
接收部分是:一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。经前置放大器后输出相应码率的电信号,输出的信号一般为PECL电平。同时在输入光功率小于一定值后会输出一个告警信号。
3、光模块的参数及意义
光模块有很多很重要的光电技术参数,但对于GBIC和SFP这两种热插拔光模块而言,选用时最关注 的就是下面三个参数:
1)中心波长
单位纳米(nm),目前主要有3种:
850nm(MM,多模,成本低但传输距离短,一般只能传输500M);
1310nm(SM,单模,传输过程中损耗大但色散小,一般用于40KM以内的传输);
1550nm(SM,单模,传输过程中损耗小但色散大,一般用于40KM以上的长距离传输,最远可以无中 继直接传输120KM);
2)传输速率
每秒钟传输数据的比特数(bit),单位bps。
目前常用的有4种: 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps等。传输速率一般向下兼容,因此155M 光模块也称FE(百兆)光模块,1.25G光模块也称GE(千兆)光模块,这是目前光传输设备中应用最多的模块。此外,在光纤存储系统(SAN)中它的传输速率有2Gbps、4Gbps和8Gbps。
3)传输距离
光信号无需中继放大可以直接传输的距离,单位千米(也称公里,km)。
光模块一般有以下几种规格:多模550m,单模15km、40km、80km和120km等等。
除以上3种主要技术参数(波长,速率,距离)外,光模块还有如下几个基本概念,这些概念只需简单了解就行。
a、激光器类别
激光器是光模块中最核心的器件,将电流注入半导体材料中,通过谐振腔的光子振荡和增益射出激光。目前最常用的激光器有FP和DFB激光器,它们的差异是半导体材料和谐振腔结构不同,DFB激光器的价格比FP激光器贵很多。传输距离在40KM以内的光模块一般使用FP激光器;传输距离≥40KM的光模块一般使用DFB激光器。
b、损耗和色散
损耗是光在光纤中传输时,由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失,这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等,从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端,导致脉冲展宽,进而无法分辨信号值。这两个参数主要影响光模块的传输距离,在实际应用过程中,1310nm光模块一般按0.35dBm/km计算链路损耗,1550nm光模块一般按.20dBm/km计算链路损耗,色散值的计算非常复杂,一般只作参考。
c、发射光功率和接收灵敏度
发射光功率指光模块发送端光源的输出光功率,接收灵敏度指在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率。这两个参数的单位都是dBm(意为分贝毫瓦,功率单位mw的对数形式,计算公式为10lg,1mw折算为0dBm),主要用来界定产品的传输距离,不同波长、传输速率和传输距离的光模块光发射功率和接收灵敏度都会不同,只要能确保传输距离就行。
d、光模块的使用寿命
国际统一标准,7Х24小时不间断工作5万小时(相当于5年)。
e、光纤接口
SFP光模块都是LC接口的,GBIC光模块都是SC接口的,其他接口还有FC和ST等。
3. dfb激光器结构和工作原理
DFB激光器波长的筛选和调谐简单地说: 筛选:由内置光栅决定,一般DFB会内置半导体光栅或者金属光栅,这个光栅类似谐振腔,这个腔由带不同反射率的镜面、折射率、腔长度决定。
L=mλ/2n(L腔长度,m模数,λ波长,n折射率),通过设置腔长,折射率和选择激光模数即可筛选出所要的波长。
调谐:调谐波长靠的是光栅折射率的变化实现的,△λ=λ/n*△n,当折射率变化的时候,DFB激光器的输出波长也随着变化,折射率的变化1)靠改变光栅的温度实现,比较慢,2)靠改变输入电流改变,比较快。 个人陋见,请指点。
4. dfb光源什么意思
光器件分为有源器件和无源器件。其作用:
1. 光有源器件
光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件,需要外加能源驱动工作,是光传输系统的心脏。包括:半导体光源(LD,LED,DFB,QW,SQW,VCSEL);半导体光探测器(PD,PIN,APD);光纤激光器(OFL:单波长、多波长);光放大器(SOA、EDFA);光调制器(EA)等。
光源器件:光纤通信设备的核心,其作用是将电信号转换成光信号送入光纤。光纤通信中常用的光源器件主要有,半导体激光器(LD)和半导体发光二级管(LED)。
半导体光电检测器:是将光信号转换成电信号的器件,主要有光电二极管(PIN)和雪崩光电二极管(APD)。
光放大器:近年来,光纤放大器成为光有源器件的新秀,当前大量应用的是掺铒光纤放大器(EDFA),此外,还有很有应用前景的拉曼光放大器。
2. 光无源器件
无源器件是光通信系统中需要消耗一定的能量、具有一定功能而没有光—电或电—光转换的器件,不需要外加能源驱动工作。包括光纤连接器、光纤耦合器、波分复用器、光开关、光滤波器、光衰减器、光隔离器与环形器等,是光传输系统的关节。
5. DFB原理
分析的主要目的是为了更好的区分和分析
方差分析的基本原理是认为不同处理组的均数间的差别基本来源有两个:
(1) 实验条件,即不同的处理造成的差异,称为组间差异。用变量在各组的均值与总均值之偏差平方和的总和表示,记作SSb,组间自由度dfb。
6. dfb激光器原理
DFB激光器的谱宽一般都比较窄,10MHz左右,甚至KHz量级的 而FP激光器的谱宽相对比较宽,是一个多纵模的激光器,谱宽一般都在nm级别,也就是几百GHz了北京中讯光普科技有限公司
7. dfb半导体激光器原理
向半导体PN结注入电流,实现粒子数反转分布,产生受激辐 射,再利用谐振腔的正反馈,实现光放大而产生的激光振荡 LD-TO产品简介 二.LD-TO工作原理 ●LD-TO结构 PD芯片指背光监测芯片,即监视光电二极管,作用是监测LD输出光功率 的变化 LD-TO产品简介 三.LD-TO产品分类 ●按LD芯片类型: F-P型( Fabry-Perot,法布里-珀罗) 用F-P谐振腔两端的反射镜,对激活物质发出的辐射光进行反馈 DFB型(Distributed Feed Back,分布反馈) 用靠近有源层沿长度方向制作的周期性结构(波纹状)衍射光栅实现光 波长选择性反馈