¿Qué hay dentro de un módulo óptico?

Como componente básico de las redes de comunicaciones ópticas, los transceptores ópticos funcionan como medios entre distintos tipos de dispositivos para recibir y transmitir datos. Hoy en día, disponemos de abundante información en línea y fuera de línea sobre los módulos transceptores desde el punto de vista de su diseño y embalaje. Sin embargo, creemos que mucha gente sigue teniendo poca información sobre los elementos internos más comunes. En este artículo, le daremos información básica, aunque útil e interesante, sobre varios componentes que suelen encontrarse en los transceptores ópticos.

Transceptores ópticos - Componentes internos
Podemos dividir los componentes básicos de los transceptores ópticos en tres partes: PCBA, dispositivos optoelectrónicos y la carcasa externa.

Dispositivos optoelectrónicos
Los dispositivos optoelectrónicos se consideran componentes básicos de los transceptores. Para las distintas aplicaciones de los transceptores ópticos se utiliza un tipo diferente de componente optoelectrónico.

ROSA y TOSA en transceptores ópticos para aplicaciones generales
ROSA y TOSA son los dos tipos de dispositivos optoelectrónicos más utilizados. En los transceptores de propósito general se utiliza una combinación de estos dispositivos. En las siguientes secciones podrá comprender las funciones de ROSA y TOSA.

TOSA significa Transmit Optical Sub-Assembly (subconjunto óptico de transmisión). El TOSA convierte la señal eléctrica en una señal óptica equivalente. Un TOSA típico consta de una fuente de luz (diodo láser o diodo emisor de luz), un fotodiodo monitor, una interfaz óptica, una carcasa de plástico o metal y una interfaz eléctrica. Dependiendo de las aplicaciones del módulo anfitrión óptico o del enlace de transmisión, también se pueden utilizar componentes adicionales con el TOSA, como un elemento filtrante.

Hoy en día, la fuente de luz preferida en los módulos ópticos es un diodo láser (LD). En comparación con los LED, los LD consumen menos energía con mayor rendimiento y eficacia de acoplamiento. Sin embargo, los LED se siguen utilizando hoy en día para distancias cortas y hardware de transmisión lenta debido a su larga vida útil y bajo coste.

ROSA es un conjunto receptor óptico. La función principal del ROSA es convertir la señal óptica en una señal eléctrica. Un ROSA típico consta de una interfaz óptica, un fotodiodo (PD), una carcasa de plástico y/o metal y una interfaz eléctrica.

Al igual que con la TOSA, se pueden utilizar filtros o amplificadores adicionales con la ROSA en función de los requisitos de transmisión. Hay dos tipos posibles de amplificadores: preamplificador y postamplificador. El preamplificador convierte la señal de corriente en señal de tensión y la amplifica. El postamplificador, por su parte, recibe la señal amplificada y emite una señal adecuada para el circuito digital posterior.

En un transceptor óptico se utiliza una combinación de TOSA y ROSA, que forman sus elementos centrales y le permiten transmitir y recibir datos.

BOSA significa subconjunto óptico bidireccional. Los BOSA se utilizan en el diseño de transceptores de tipo BiDi. Los BOSA se integran con un filtro WDM, un ROSA y un TOSA, lo que permite admitir varias longitudes de onda en una sola fibra mediante tecnología bidireccional.

PCBA son las siglas de Printed Circuit Board Assembly (montaje de circuitos impresos) y también se conoce como Printed Circuit Assembly (montaje de circuitos impresos) o PCB Assembly (montaje de placas de circuito impreso). El encapsulado doble en línea (DIP) y la tecnología de montaje en superficie (SMT) son dos de los métodos más comunes utilizados en el montaje de PCB. Los componentes electrónicos u optoelectrónicos activos y pasivos de un transceptor se sueldan en las placas de circuito impreso. En resumen, el montaje de placas de circuito impreso ayuda a integrar varios componentes electrónicos de un transceptor óptico.

Estos dos términos suelen utilizarse indistintamente. La diferencia básica entre PCBA y PCB es que PCBA es una placa acabada y PCB se refiere a una placa sin rellenar. La PCB puede considerarse una placa en blanco que puede utilizarse como soporte de componentes eléctricos. Por el contrario, el PCBA representa un ensamblaje acabado. Una PCB se ensambla utilizando tecnología de montaje superficial (SMT) u otra tecnología adecuada para convertirla en una PCBA.

Los transceptores ópticos constan de varios componentes. La cubierta exterior de estos transceptores se utiliza para embalar componentes electrónicos y optoelectrónicos sensibles. Los módulos de propósito general están equipados con una ROSA y una TOSA. En los transceptores de tipo bidi se utiliza una BOSA. Todos los componentes electrónicos contenidos en un transceptor óptico se sueldan en una placa de circuito impreso. La fuente de luz es otro componente importante utilizado en los transceptores ópticos.