Optische
OptischeCommunicationCHip
Optische Chips und elektrische Chips sind die wichtigsten Geräte, die die Leistung von optischen Modulen bestimmen.
Optische Chips und elektrische Chips sind die Kernkomponenten optischer Geräte.
In optischen Geräten werden optische Chips für die Umwandlung von photoelektrischen Signalen verwendet. Je nach Art kann es in aktive optische Chips und passive optische Chips unterteilt werden.
Aktive optische Chips werden in Laserchips (Sender) und Detektorchips (Empfänger) unterteilt. Am Sendeende (Laserchip) wandelt das optische Sendemodul das elektrische Signal in ein optisches Signal um; am Empfangsende (Detektorchip) wird das optische Signal auf ein elektrisches Signal wiederhergestellt und in ein elektronisches Gerät eingebracht. Die Leistung und Übertragungsrate des optischen Chips bestimmen direkt die Übertragungseffizienz des Glasfaser-Kommunikationssystems.
Der Wert von Laserchips ist groß, und die technischen Barrieren sind hoch. Es ist die "Perle" der optischen Chips. Je nach Art der Lichtemission ist sie in Oberflächen- und Seitenemissionen unterteilt. Unter ihnen sind oberflächenemitende Laser hauptsächlich VCSEL (vertikale Hohlraum-Oberflächenemittierungslaser); Es gibt viele Arten von kantenemittierenden Lasern, darunter FP (Fabry-Pérot, Fabry-Perot Laser), DFB (Distributed Feedback Laser, Distributed Feedback Laser) Laser) und EML (Electroabsorption Modulated Laser), traditionelle FP-Laserchips haben ihre Anwendungen im Bereich der optischen Kommunikation aufgrund großer Verluste und kurzer Übertragungswege allmählich eingeschränkt. Es gibt drei Haupttypen von Kernlaserchips: DFB und EML und VCSEL.
(1) Der DFB ist der am häufigsten verwendete direkte Modulationslaser, der durch das eingebaute Bragg-Gitter auf dem RP basiert, so dass der Laser hochmonochromatisch ist, Verlust reduziert und den Übertragungsabstand erhöht. Derzeit werden DFB-Laser vor allem für die Mittel- und Fernübertragung eingesetzt. Die wichtigsten Anwendungsszenarien umfassen: FTTx-Zugriffsnetzwerk, Übertragungsnetzwerk, drahtlose Basisstation und interne Zusammenschaltung von Rechenzentren.
(2) EML-Laser fügen ein Elektroabsorptionsblech (EAM) als externen Modulator auf Basis des DFB hinzu. Die Zwitscher- und Dispersionsleistung ist besser als die des DFB und eignet sich besser für die Fernübertragung. Die wichtigsten Anwendungsszenarien von EML sind: Hochgeschwindigkeits-Telekommunikations-Backbone-Netzwerk, Metropolnetz und Rechenzentrumsverbund (DCI-Netzwerk).
(3) VCSEL hat die Eigenschaften des Single-Längsmodus, kreisförmigen Ausgangspunkt, niedrigen Preis und einfache Integration, aber der lichtende Übertragungsabstand ist kurz, geeignet für Kurzstreckenübertragung innerhalb von 500m. Die wichtigsten Anwendungsszenarien sind: internes Rechenzentrum, Unterhaltungselektronik (3D). Eine
Es gibt zwei Arten von Detektorchips: PIN (PN Diodendetektor) und APD (Lawinendiodendetektor). Erstere hat eine relativ geringe Empfindlichkeit, die in kurzen und mittleren Entfernungen verwendet wird, und letztere hat eine hohe Empfindlichkeit, die in mittleren und langen Entfernungen verwendet wird.
Einerseits unterstützt der Elektrochip den Betrieb des optischen Chips, wie LD (Lasertreiber), TIA (Transimpedanzverstärker), CDR (Uhr- und Datenrückgewinnungsschaltung), zum einen die Leistungseinstellung des elektrischen Signals, wie MA (Hauptverstärker ), Andererseits, um eine komplexe digitale Signalverarbeitung wie Modulation, kohärente Signalsteuerung, serielle Parallel-/Parallel-Seriell-Konvertierung zu erreichen. Es gibt auch einige optische Module mit DDM (Digital Diagnostic Function), die mcU und EEPROM entsprechen. Elektrische Chips werden in der Regel zusammen verwendet, und Mainstream-Chip-Hersteller werden in der Regel eine Reihe von Produkten für eine bestimmte Art von optischen Modul einführen.
Unabhängig davon, ob es sich um einen optischen Chip oder einen elektrischen Chip handelt, kann er je nach Substratmaterial (Substrat) in folgende Kategorien eingeteilt werden: Indiumphosphid (InP), Galliumarsenid (GaAs), Siliziumbasis (Si), etc.:
Passender Einsatz von optischem Chip und elektrischem Chip: Am Sendeende wird das elektrische Signal intern oder extern durch CDR, LD und andere Signalverarbeitungschips moduliert, wodurch der Laserchip angetrieben wird, um die elektrooptische Umwandlung abzuschließen; am Empfangsende wird das optische Signal durch den Detektorchip in elektrische Impulse umgewandelt, und dann wird die Amplitudenmodulation durch Leistungsverarbeitungschips wie TIA und MA durchgeführt, und schließlich wird ein kontinuierliches elektrisches Signal ausgegeben, das von der Klemme verarbeitet werden kann. Die Zusammenarbeit zwischen dem optischen Chip und dem elektronischen Chip realisiert die Realisierung der wichtigsten Leistungsindikatoren wie Übertragungsrate, Aussterbeverhältnis und übertragene optische Leistung und ist das wichtigste Gerät, das die Leistung des optischen Moduls bestimmt.
Optische Gerätechips weisen extrem hohe technische Barrieren und komplizierte Prozessabläufe auf und sind daher der größte Teil der Stücklistenkostenstruktur des optischen Moduls. Die Kosten für optische Chips beträgt in der Regel 40% -60%, und die Kosten für elektrische Chips ist in der Regel 10% -30%. Je höher die Geschwindigkeit, desto höher die Kosten für High-End-Optikmodul elektrische Chips.