광모듈의 가장 기본적인 기능은 광신호의 광-전기/전기-광 변환 기능을 완성하는 것으로 그 내부는 광소자, 기능회로, 광인터페이스로 구성된다. 광소자는 광모듈의 주요 구성요소이며, 광모듈은 광소자를 기반으로 몇 가지 기능적 회로와 구조적 구성요소를 추가한다.
광 모듈의 광학 장치부터 시작하겠습니다. 광모듈의 광소자 중에서 광신호 변환에 사용되는 광소자를 각각 TOSA, ROSA라고 한다. 자세히 소개하겠습니다.
TOSA(Transmitting Optical Sub-Assembley) 광 송신기 모듈의 주요 구성 요소는 주로 전기 신호를 광 신호로 변환합니다. 그 중 광원(반도체 발광다이오드 또는 레이저다이오드)이 핵심이고, LD칩, 모니터 포토다이오드(MD) 및 기타 부품들이 콤팩트한 구조로 패키징(TO 동축패키지 또는 버터플라이패키지)되어 TOSA가 형성.
TOSA에서 LD 레이저 다이오드는 현재 가장 일반적으로 사용되는 광 모듈용 반도체 발광 장치입니다. 임계값 전류(Ith)와 슬로프 효율(S)의 두 가지 주요 매개변수가 있습니다. LD가 빠르게 작동하도록 하기 위해서는 LD에 임계 전류(위 그림의 DC Bias)보다 약간 큰 DC 바이어스 전류 IBIAS를 제공해야 합니다. 즉, 순방향 전류가 임계 전류를 초과할 때 레이저가 방출됩니다. .
ROSA(Receiveing Optical Sub-Assembly) 광 수신 어셈블리는 고속 광섬유 모듈에서 일반적으로 PIN 또는 ADP 포토다이오드와 TIA가 밀봉된 금속 케이스에 조립되어 광 수신 어셈블리를 형성합니다.
광 모듈 ROSA는 광검출기(PIN/APD), TIA 전치 증폭기, 제한 증폭기 등으로 구성됩니다.
먼저 수신 부품 ROSA(위 그림에서 사용된 광검출기는 APD)의 주요 장치인 광검출기를 살펴보겠습니다. 이 광검출기의 주요 기능은 광전 효과를 통해 광 신호를 전자 신호로 변환하는 것입니다. 광통신에서 일반적인 광검출기는 PIN 광다이오드와 애벌런치 광다이오드(APD)입니다. 이전 기사에서 언급한 바와 같이 APD는 눈사태 증배 효과를 사용하여 광전류를 두 배로 증가시키는 고감도 광검출기로서 PIN 광다이오드에 비해 APD 수신기 감도를 6~10dB 높일 수 있습니다.
광검출기에서 생성된 미약한 신호전류는 전치증폭기 TIA(Trans-Impedance Amplifier)에 의해 충분한 크기의 신호전압으로 변환되어 출력된다. TIA는 실제로 전기 광학 전류를 전압으로 변환하는 V 변환기입니다.
이때 TIA에서 생성된 전압 신호는 여전히 아날로그 신호이므로 신호 처리 회로에서 인식하기 전에 디지털 신호로 변환해야 합니다. TIA 뒤에 있는 제한 증폭기 포스터 증폭기의 기능은 진폭이 다른 신호를 진폭이 같은 디지털 신호로 변환하는 것입니다.
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