آپٹیکل فرنٹ اینڈ: TOSA، ROSA، BOSA

ہاؤسنگ، مائیکرو کنٹرولر اور EEPROM ہٹا دیں تو ٹرانسیور دو چیزیں ہے: ایک روشنی کا ماخذ جسے تیزی سے سوئچ کیا جا سکے اور ایک روشنی کا ڈیٹیکٹر جو اسے واپس پڑھ سکے۔ رینج، طول موج، فائبر قسم اور لاگت، سب اس ماخذ اور ڈیٹیکٹر سے نکلتے ہیں جو ماڈیول میں موجود ہوں۔ یہ صفحہ آپٹیکل فرنٹ اینڈ متعارف کراتا ہے؛ اگلے صفحات لیزرز، ریسیورز، ان کا فارم فیکٹر کے لحاظ سے ارتقا اور انہیں بنانے کا چپ-آن-بورڈ طریقہ بتاتے ہیں۔

سگنل راستہ

 host SerDes ──► laser driver ──► LASER ──► fibre ──► PHOTODIODE ──► TIA ──► LA / CDR ──► host SerDes
                 (bias + modulation)                   (current)     (voltage) (clean data)

• ٹرانسمٹ سائیڈ۔ ڈرائیور ہوسٹ کے الیکٹریکل بٹس کو ایسے کرنٹ میں بدلتا ہے جو لیزر کو سوئچ یا موڈیولیٹ کرتا ہے؛ لیزر کرنٹ کو ایک طول موج کی روشنی میں بدلتا ہے؛ لینس اس روشنی کو فائبر کور میں جوڑتا ہے۔
• ریسیو سائیڈ۔ لینس آنے والی روشنی کو فوٹو ڈائیوڈ پر مرکوز کرتا ہے، جو معمولی کرنٹ پیدا کرتا ہے؛ TIA (ٹرانس امپیڈنس ایمپلیفائر) اسے وولٹیج میں بدلتا ہے؛ LA (لمٹنگ ایمپلیفائر) اسے ڈیجیٹل سطحوں میں بدلتا ہے، یا PAM4 ماڈیولز پر لینیئر ایمپلیفائر ADC اور DSP کو فیڈ کرتا ہے؛ CDR نتیجے کو دوبارہ ٹائم کرتا ہے۔

ذیلی اسمبلیاں

روایتی طور پر ہر OSA ایک ہرمیٹک TO-can (ٹرانزسٹر آؤٹ لائن دھاتی پیکیج) یا سیرامک باکس ہوتا ہے؛ زیادہ پیداواری حجم والی متوازی آپٹکس اب بڑھتی ہوئی تعداد میں بورڈ پر ننگی ڈائز — چپ-آن-بورڈ — استعمال کرتے ہیں، اور جدید ترین ڈیزائن موڈیولیٹرز اور ڈیٹیکٹرز کو سیلیکون فوٹونکس چپ پر مربوط کرتے ہیں۔

اہم اعداد

لنک بجٹ = لانچ پاور − حساسیت − مارجن؛ یہی ایک تفریق بتاتی ہے کہ ماڈیول کا لیزر اور فوٹو ڈائیوڈ اس کی رینج کلاس کیوں طے کرتے ہیں۔ CWDM ملٹی پلیکسر/ڈی ملٹی پلیکسر اور لنک بجٹ دیکھیں۔

فعال کولنگ والا یا فعال کولنگ کے بغیر

لیزر کی طول موج درجہ حرارت کے ساتھ سرکتی ہے (DFB کے لیے ~0.1 nm/°C)۔ جہاں طول موج درست ہونا ضروری ہے — DWDM، LAN-WDM LR4، EML پر مبنی طویل رینج — TOSA میں تھرمو الیکٹرک کولر (TEC) اور تھرمسٹر شامل ہوتا ہے۔ جہاں 20 nm چینل فاصلہ یا واحد طول موج ڈرفٹ برداشت کرے — SR، LR، CWDM — ماڈیول فعال کولنگ کے بغیر، کم قیمت اور کم پاور ہوتے ہیں۔ DDM کا temperature ماڈیول کیس ہے؛ کچھ فعال کولنگ والے ماڈیول laser temperature بھی ضمنی مانیٹر کے طور پر رپورٹ کرتے ہیں (DDM پیرامیٹرز)۔

کیا ناکام ہوتا ہے، اور کیسے دکھائی دیتا ہے

• لیزر کی عمر بڑھنا — پاور رکھنے کے لیے بایس کرنٹ بڑھتا ہے، پھر آؤٹ پٹ گر جاتا ہے (خرابیاں)۔
• ریسیور زوال — حساسیت خراب ہوتی ہے؛ Rx درست پڑھتا ہے جبکہ غلطیاں بڑھتی ہیں۔
• کپلنگ لاس — ریسیپٹیکل پر گندگی یا غلط الائنمنٹ دونوں طرف ڈیسی بل گھٹاتی ہے (لنک فلیپنگ)۔
• فعال کولنگ والے ماڈیولز پر TEC ناکامی — طول موج فلٹر پاس بینڈ سے سرک جاتی ہے۔

CodingBox میں

آپٹیکل فرنٹ اینڈ DDM سے رپورٹ ہوتا ہے — Tx پاور، Tx بایس (لیزر کی صحت)، Rx پاور (مقامی فوٹو ڈائیوڈ کی دور سرے سے آنے والی روشنی کا مشاہدہ) اور درجہ حرارت — جسے CodingBox DDM اسکرین پر پڑھتا اور رجحان بناتا ہے۔ فرنٹ اینڈ کو بیان کرنے والے شناخت بائٹس (طول موج، رینج، مطابقت کوڈز) EEPROM editor میں پڑھے اور کوڈ کیے جاتے ہیں؛ انہیں ماڈیول کے حقیقی لیزر اور ریسیور کے ساتھ مطابقت میں رکھیں۔

مزید مطالعہ

• آپٹیکل پیکیجنگ — TO-cans، باکس TOSAs، لینسز، آئسولیٹرز، ریسیپٹیکلز اور اسٹبز؛ الائنمنٹ لاگت کہاں جاتی ہے۔
• ماڈیول کے اندر WDM — TFF اور AWG ملٹی پلیکسرز، BiDi فلٹرز، TEC اور طول موج لاکرز؛ LR4 فعال کولنگ والا اور CWDM4 فعال کولنگ کے بغیر کیوں ہے۔
• ماڈیول الیکٹرانکس — ڈرائیور، TIA/LA، DSP، کنٹرولر اور پاور تقسیم، بلاک بہ بلاک۔
• موڈیولیشن اور DSP — NRZ بمقابلہ PAM4، DSP کیا کرتا ہے، گیئر باکسز، LPO اور کوہیرنٹ ماڈیولز۔
• کنٹرولر اور فرم ویئر — DDM، APC اور میموری میپ کے پیچھے MCU؛ تحفظ کیسے نافذ ہوتا ہے۔
• مینوفیکچرنگ اور ٹیسٹنگ — ویفر سے کوڈ شدہ ماڈیول تک: الائنمنٹ، کیلیبریشن، برن اِن، ٹیسٹس۔
• کیبل کے اندرونی اجزاء — DAC، ACC/AEC اور AOC کے اندر کیا ہے اور دونوں سروں کی کوڈنگ کیسے ہوتی ہے۔

یہ اجزاء وسیع ایکٹیو انفراسٹرکچر میں کہاں ہیں — ٹرانسیورز، میڈیا کنورٹرز، ٹرانسپونڈرز، ایمپلیفائرز، ROADMs، PON آلات اور نگرانی: ایکٹیو آپٹیکل انفراسٹرکچر۔