Ujung depan optik: TOSA, ROSA, BOSA

Lepaskan housing, mikrokontroler, dan EEPROM-nya, dan sebuah transceiver menjadi dua hal: sumber cahaya yang dapat disaklar dengan cepat dan detektor cahaya yang dapat membacanya kembali. Segala hal tentang jangkauan, panjang gelombang, jenis serat optik, dan biaya mengikuti dari sumber dan detektor mana yang dibawa sebuah modul. Halaman ini memperkenalkan front end optik; halaman-halaman berikutnya membahas laser, penerima, evolusinya menurut faktor bentuk, dan cara membangunnya dengan chip-on-board.

Jalur sinyal

 SerDes host ──► driver laser ──► LASER ──► serat optik ──► FOTODIODA ──► TIA ──► LA / CDR ──► SerDes host
                 (bias + modulasi)                     (arus)      (tegangan) (data bersih)

• Sisi pemancar. Driver mengubah bit elektrik dari host menjadi arus yang menyaklar atau memodulasi laser; laser mengubah arus menjadi cahaya pada satu panjang gelombang; sebuah lensa menggandengkan cahaya itu ke dalam inti serat optik.
• Sisi penerima. Sebuah lensa memfokuskan cahaya yang masuk ke fotodioda, yang menghasilkan arus kecil; TIA (penguat trans-impedansi) mengubahnya menjadi tegangan; LA (penguat pembatas) meratakannya menjadi level digital, atau — pada modul PAM4 — sebuah penguat linier memasok ADC dan DSP; CDR melakukan retiming pada hasilnya.

Sub-rakitan

Secara tradisional setiap OSA adalah TO-can hermetik (kemasan logam transistor-outline) atau kotak keramik; optik paralel bervolume tinggi makin sering memakai die telanjang di atas papan — chip-on-board — dan desain terbaru mengintegrasikan modulator dan detektor pada chip fotonika silikon.

Angka-angka yang penting

Link budget = daya pancar − sensitivitas, dikurangi margin; pengurangan tunggal inilah yang membuat laser dan fotodioda sebuah modul menentukan kelas jangkauannya. Lihat Mux/demux CWDM & link budget.

Berpendingin atau tidak

Panjang gelombang laser bergeser seiring suhu (~0,1 nm/°C untuk DFB). Di tempat panjang gelombang harus presisi — DWDM, LAN-WDM LR4, jangkauan jauh berbasis EML — TOSA menyertakan pendingin termoelektrik (TEC) dan termistor. Di tempat penspasian kanal 20 nm atau panjang gelombang tunggal mentoleransi pergeseran — SR, LR, CWDM — modul bersifat tidak berpendingin, lebih murah, dan berdaya lebih rendah. Suhu pada DDM adalah suhu case modul; beberapa modul berpendingin juga melaporkan suhu laser sebagai monitor tambahan (Parameter DDM).

Apa yang gagal, dan bagaimana ia terlihat

• Penuaan laser — arus bias naik untuk mempertahankan daya, lalu keluarannya runtuh (Kegagalan).
• Degradasi penerima — sensitivitas memburuk; Rx terbaca normal sementara error meningkat.
• Redaman penggandengan — kotoran atau ketidaksejajaran pada receptacle memakan decibel di kedua sisi (Link flapping).
• Kegagalan TEC pada modul berpendingin — panjang gelombang bergeser keluar dari passband filter.

Di CodingBox

Front end optik dilaporkan lewat DDM — daya Tx, bias Tx (kesehatan laser), daya Rx (pandangan fotodioda terhadap ujung jauh), dan suhu — yang dibaca dan ditren oleh CodingBox pada layar DDM. Byte identitas yang mendeskripsikan front end (panjang gelombang, jangkauan, kode kepatuhan) dibaca dan dikodekan di EEPROM editor; jagalah agar tetap konsisten dengan laser dan penerima yang sesungguhnya dibawa modul.

Bacaan lebih lanjut

• Kemasan optik — TO-can, box TOSA, lensa, isolator, receptacle, dan stub; ke mana biaya penyelarasan pergi.
• WDM di dalam modul — multiplekser TFF dan AWG, filter BiDi, TEC, dan wavelength locker; sebabnya LR4 berpendingin dan CWDM4 tidak.
• Elektronik modul — driver, TIA/LA, DSP, kontroler, dan distribusi daya, blok demi blok.
• Modulasi & DSP — NRZ vs PAM4, apa yang dilakukan DSP, gearbox, LPO, dan modul koheren.
• Kontroler & firmware — MCU di balik DDM, APC, dan peta memori; cara proteksi diimplementasikan.
• Produksi & pengujian — dari wafer hingga modul terkodekan: penyelarasan, kalibrasi, burn-in, pengujian.
• Internal kabel — apa yang ada di dalam DAC, ACC/AEC, dan AOC serta cara kedua ujungnya dikodekan.

Di mana komponen-komponen ini berada dalam infrastruktur aktif yang lebih luas — transceiver, media converter, transponder, penguat, ROADM, perangkat PON, dan pemantauan: Infrastruktur optik aktif.