Was befindet sich in einem optischen Modul?

Als Basiskomponente in optischen Kommunikationsnetzwerken arbeiten optische Transceiver als Medien zwischen verschiedenen Arten von Geräten, um Daten zu empfangen und zu übertragen. Heute verfügen wir über eine Fülle von Online- und Offline-Informationen über Transceivermodule unter dem Gesichtspunkt ihrer Konstruktion und Verpackung. Wir glauben jedoch, dass viele Menschen immer noch nur begrenzte Informationen über die häufigsten, internen Elemente haben. In diesem Artikel werden wir Ihnen einige grundlegende, aber dennoch nützliche und interessante Informationen über verschiedene Komponenten geben, die normalerweise in optischen Transceivern zu finden sind.

Optische Transceiver - Interne Komponenten
Wir können die Grundkomponenten optischer Transceiver in drei Teile einteilen: PCBA, optoelektronische Geräte und das externe Gehäuse.

Optoelektronische Vorrichtungen
Optoelektronische Bauelemente gelten als Kernkomponenten von Transceivern. Für verschiedene Anwendungen von optischen Transceivern wird ein anderer Typ von optoelektronischen Bauelementen verwendet.

ROSA und TOSA in optischen Transceivern für allgemeine Anwendungen
ROSA und TOSA sind die beiden am weitesten verbreiteten Arten von optoelektronischen Bauelementen. Eine Kombination dieser Bauelemente wird in Allzweck-Transceivern verwendet. In den folgenden Abschnitten werden Sie die Funktionen von ROSA und TOSA verstehen können.

TOSA bedeutet Transmit Optical Sub-Assembly (Optische Unterbaugruppe übertragen). TOSA wandelt das elektrische Signal in ein äquivalentes optisches Signal um. Ein typischer TOSA besteht aus einer Lichtquelle (Laserdiode oder lichtemittierende Diode), einer Monitor-Fotodiode, einer optischen Schnittstelle, einem Kunststoff- oder Metallgehäuse und einer elektrischen Schnittstelle. Je nach den Anwendungen des optischen Host-Moduls oder der Übertragungsstrecke können beim TOSA auch zusätzliche Komponenten wie ein Filterelement verwendet werden.

Als Lichtquelle in optischen Modulen wird heutzutage bevorzugt eine Laserdiode (LD) eingesetzt. Im Vergleich zu LEDs verbrauchen LDs weniger Strom bei höherer Leistung und höherer Kopplungseffizienz. Allerdings werden LEDs auch heute noch aufgrund ihrer langen Lebensdauer und der geringen Kosten bei kurzen Distanzen und langsamer Übertragungshardware eingesetzt.

ROSA ist eine optische Empfänger-Baugruppe. Die Hauptfunktion von ROSA ist die Umwandlung des optischen Signals in ein elektrisches Signal. Eine typische ROSA besteht aus einer optischen Schnittstelle, einer Fotodiode (PD), einem Kunststoff- und/oder Metallgehäuse und einer elektrischen Schnittstelle.

Wie beim TOSA können auch beim ROSA je nach den Übertragungsanforderungen zusätzliche Filter oder Verstärker verwendet werden. Es gibt zwei mögliche Arten von Verstärkern: Vorverstärker und Nachverstärker. Der Vorverstärker wandelt das Stromsignal in das Spannungssignal um und verstärkt es. Der Nachverstärker hingegen empfängt das verstärkte Signal und gibt ein für die nachgeschaltete digitale Schaltung geeignetes Signal aus.

Eine Kombination aus TOSA und ROSA wird in einem optischen Transceiver eingesetzt, der dessen Kernelemente bildet und ihn zum Senden und Empfangen von Daten befähigt.

BOSA bedeutet Bi-Directional Optical Sub-Assembly (Bidirektionale optische Baugruppe). BOSAs werden bei der Konstruktion von Transceivern vom Typ BiDi verwendet. BOSAs ist mit einem WDM-Filter, ROSA und einem TOSA integriert, wodurch mehrere Wellenlängen auf einer einzigen Faser durch bidirektionale Technologie unterstützt werden können.

PCBA steht für Printed Circuit Board Assembly und ist auch als Printed Circuit Assembly oder PCB Assembly bekannt. Dual-in-line Package (DIP) und Surface Mounted Technology (SMT) sind zwei der gebräuchlichsten Methoden, die bei der Leiterplattenbestückung verwendet werden. Die aktiven und passiven elektronischen oder optoelektronischen Komponenten eines Transceivers werden auf PCBs gelötet. Kurz gesagt, Printed Circuit Board Assemblies hilft bei der Integration verschiedener elektronischer Komponenten eines optischen Transceivers.

Nun, diese beiden Begriffe werden oft synonym verwendet. Der grundlegende Unterschied zwischen PCBA und PCB besteht darin, dass PCBA eine fertige Platine ist und PCB sich auf eine unbestückte Platine bezieht. PCB kann als eine leere Platine betrachtet werden, die als Träger für elektrische Komponenten verwendet werden kann. Dagegen stellt das PCBA eine fertige Baugruppe dar. Eine PCB wird unter Verwendung der Surface Mounted Technology (SMT) oder einer anderen geeigneten Technologie zusammengebaut, um in einen PCBA umgewandelt zu werden.

Optische Transceiver bestehen aus verschiedenen Komponenten. Der Außenmantel dieser Transceiver wird für die Verpackung empfindlicher elektronischer und optoelektronischer Komponenten verwendet. Allzweckmodule sind mit einem ROSA und einem TOSA ausgestattet. In Transceivern vom Typ Bidi wird BOSA verwendet. Alle in einem optischen Transceiver enthaltenen elektronischen Komponenten werden auf eine Leiterplatte gelötet. Die Lichtquelle ist eine weitere wichtige Komponente, die in optischen Transceivern verwendet wird.