Откройте дверь центра обработки данных, и среди гудящих серверных стоек вы увидите бесчисленные тонкие оптические волокна, передающие огромные объемы данных. В источнике этих волокон находится компонент размером с ноготь. — оптический чип — определяет предельные возможности всей системы связи.

Сегодня мы обсудим наиболее важный выбор для оптических модулей: лазеры с прямой модуляцией (DML) или лазеры с электроабсорбционной модуляцией (EML).

I. DML: Простой и прямой подход

Путем прямого изменения тока инжекции лазера интенсивность света увеличивается при более высоком токе и уменьшается при более низком. Таким образом, колебания оптической мощности передают информацию в оптическое волокно.

Этот " непосредственно к использованию «Модель обладает неотъемлемыми преимуществами:» Простая конструкция, низкая стоимость и низкое энергопотребление. . На коротких дистанциях (SR, Short Reach; одноканальный) 50 Гбэнд LR В сценариях передачи данных, таких как соединения сервер-коммутатор в центрах обработки данных, DML неизменно удерживает звание лидера по экономической эффективности благодаря низкому энергопотреблению и высокому соотношению цены и качества. Для традиционных приложений с дальностью передачи от нескольких сотен метров до 10 километры и скорости 10G/25G DML демонстрирует более чем адекватную производительность.

II. EML: «Точный» подход «разделяй и властвуй»

Но когда мы обращаем внимание на сети 5G Fronthaul, городские сети и даже магистральные сети, ситуация совершенно иная. По мере увеличения дальности передачи до 10, 40 или даже 80 километров, «простота» технологии DML начинает создавать проблемы.

Основная проблема заключается в «эффекте частотной модуляции». Проще говоря, при прямой модуляции тока изменение тока не только меняет интенсивность света, но и непреднамеренно изменяет температуру лазера и показатель преломления активной области, вызывая сдвиг длины волны. Этот сдвиг, под влиянием дисперсии волокна, приводит к расширению светового импульса, что вызывает резкое ухудшение качества сигнала.

Затем в дело вступила компания EML.

В EML применяется принцип «разделяй и властвуй». В нем лазер (DFB, лазер с распределенной обратной связью) и модулятор (EAM, электроабсорбционный модулятор) объединены на одном чипе. Лазерная секция просто стабильно излучает свет с постоянным током и неизменной длиной волны; задача загрузки сигнала возложена на модулятор, который контролирует количество поглощаемого света путем изменения напряжения.

Такое разделение труда принесло два революционных преимущества. : чрезвычайно низкий уровень частотной модуляции и более высокие частоты модуляции. По этой причине, Технология EML стала идеальным выбором для сценариев передачи данных на большие расстояния со скоростью выше 25 Гбит/с. Когда вам нужно передать 10G и выше передача сигналов на расстояние более 10 километров или увеличение скорости до 100 Гбит/с. за волну , EML будет хорошим вариантом .

III. Игра, лежащая в основе выбора: компромисс между стоимостью и производительностью.

С точки зрения инженеров оптической связи, выбор между DML и EML никогда не является простым техническим соревнованием, а игрой системной инженерии.

Привлекательность D ML отличается предельной простотой. Для работы всего оптического модуля может потребоваться всего лишь один драйверный чип в сочетании с лазером, что приводит к относительно простой схемотехнике. Однако, компромисс заключается в том, что для подавления эффекта частотной модуляции часто требуется более сложная оптическая конструкция или использование специальных оптических волокон.

Пока Хотя технология EML может показаться идеальной, она подразумевает более высокие требования к управляющему напряжению (обычно требующие отрицательного напряжения), более сложную схему контроля температуры и более высокую стоимость микросхем. Цена EML-лазера может быть в несколько раз выше, чем цена DML-лазера той же мощности.

Стоит отметить, что с развитием кремниевой фотоники традиционные границы размываются. Кремниевые фотонные модуляторы также основаны на электропоглощении или эффекте Маха-Цендера, и в сегодняшнем стремлении к максимальной энергоэффективности и интеграции рыночная доля EML оспаривается решениями на основе кремниевой фотоники.

Между DML и EML нет абсолютного лидера, есть лишь наиболее подходящее поле боя.

Если вы работаете с межсоединениями в центре обработки данных на расстоянии всего нескольких сотен метров и для вас приоритетны крайне низкое энергопотребление и низкая стоимость, DML — ваш идеальный партнер. Однако, если вы выполняете задачи по передаче сигнала на большие расстояния через города и вам необходимо обеспечить точность сигнала, несмотря на проблемы, связанные с рассеиванием и шумом, то EML — очевидный выбор.