Как важная часть системы связи по оптическому волокну, оптический модуль выполняет функцию фотоэлектрического преобразования. Но многие люди не знают: какие основные компоненты находятся внутри оптического модуля? Как TOSA, ROSA, CDR, LDD и TIA работают вместе? В этой статье объясняются функции, структура и принцип работы каждого компонента, чтобы помочь вам полностью понять конструкцию оптического модуля.

1. Что такое TOSA и какую функцию он выполняет?

TOSA(оптический передающий субмодуль): Его основная функция — преобразование электрических сигналов в оптические сигналы, включая лазеры, MPD, TEC, изолятор, Mux, соединительные линзы и другие устройства, включая TO-CAN, Gold-BOX, COC (чип на чипе), COB (чип на плате) и другие формы упаковки.В оптических модулях, используемых для центров обработки данных, для снижения затрат TEC, MPD и изоляторы не являются обязательными элементами. Mux также используется только в оптических модулях, требующих мультиплексирования с разделением по длинам волн. Кроме того, LDD некоторых оптических модулей также размещается внутри TOSA. В процессе производства микросхем пластины эпитаксиально изготавливаются в виде лазерных диодов. Затем лазерный диод вместе с соответствующим фильтром, металлической крышкой и другими компонентами упаковывается в TO-корпус (корпус передающего устройства), после чего этот TO-корпус и керамическая втулка с другими компонентами собираются в оптический субмодуль (OSA), и наконец соединяются с электронным субмодулем.

Распространенные лазеры внутри TOSA: VCSEL (для коротких расстояний), FP (для низких скоростей), DFB (для средних/дальних расстояний), EML (для высокоскоростной дальней передачи).

2.Что такое LDD и какую функцию он выполняет?

LDD (драйвер лазерного диода): Преобразует выходной сигнал CDR в соответствующий модулирующий сигнал для управления лазером и излучения света. Для разных типов лазеров необходимо выбирать разные типы микросхем LDD. В короткодистанционных многомодовых оптических модулях (например, 100G SR4) обычно CDR и LDD интегрированы на одной микросхеме.

3. Что такое ROSA и какую функцию он выполняет?
ROSA(оптический приемный субмодуль): Его основная функция — преобразование оптических сигналов в электрические сигналы. Встроенные устройства в основном включают PD/APD, DeMux, соединительные компоненты и т. д. Тип корпуса обычно такой же, как у TOSA. PD используется для коротких и средних расстояний в оптических модулях, тогда как APD в основном используется для оптических модулей дальнего действия.

PD (PIN): низкая стоимость, для коротких/средних расстояний.
APD: высокая чувствительность, для сценариев дальнего действия и слабых сигналов.

4.Что такое CDR и какую функцию он выполняет?

CDR (восстановление тактового сигнала и данных): Функция микросхемы COR заключается в извлечении тактового сигнала из входного сигнала и определении фазового соотношения между тактовым сигналом и данными, то есть в простом восстановлении тактового сигнала. Одновременно CDR может компенсировать потери сигналов в линиях и разъемах. Обычно используются оптические модули с CDR, большинство из которых являются высокоскоростными оптическими модулями для дальней передачи. Например, 10G-ER/ZR. Оптический модуль с микросхемой CDR будет заблокирован по скорости передачи и не может использоваться при снижении частоты.

5.Что такое TIA и какую функцию он выполняет?

TIA (трансимпедансный усилитель) : используется вместе с детекторами. Детектор преобразует световой сигнал в токовый сигнал, а TIA обрабатывает токовый сигнал в сигнал напряжения определенной амплитуды. Его можно просто понимать как большое сопротивление. Оптический приемник PIN-TIA — это детекторное устройство, используемое в системах оптической связи для преобразования слабых оптических сигналов в электрические сигналы и усиления сигналов с определенной интенсивностью и низким уровнем шума. Принцип его работы заключается в следующем: фоточувствительная поверхность PIN-элемента обнаруживает воздействие света; из-за обратного смещения p-n-перехода фотогенерированные носители заряда перемещаются под действием электрического поля, и во внешней цепи возникает фототок; фототок усиливается и выводится трансимпедансным усилителем, тем самым реализуется преобразование оптического сигнала в электрический, а затем выполняется функция предварительного усиления электрического сигнала.

6.Что Iс LA и какую функцию он выполняет?

LA (ограничивающий усилитель): Выходная амплитуда TIA будет изменяться в зависимости от изменения принимаемой оптической мощности. Роль LA заключается в обработке изменившейся выходной амплитуды в электрический сигнал с одинаковой амплитудой для обеспечения стабильного напряжения для CDR и схемы принятия решений. В высокоскоростных модулях LA обычно интегрирован с TIA или CDR.

7.Что Что такое MCU и что он делает?
MCU(микроконтроллерный блок): Отвечает за работу базового программного обеспечения, мониторинг функций DDM, связанных с оптическим модулем, и некоторых специальных функций.

Вышеуказанное является частью оптических модулейустройств, представленных ETU-LINK. Выбор и использование оптических модулей полностью отличаются в зависимости от различных сценариев. Одним из наиболее важных факторов является выбор типа лазера и модуляции в соответствии со скоростью передачи, расстоянием передачи и различной длиной волны.

Последнее обновление: мая 21, 2026