Transceptor Óptico: A principal força motriz no campo das comunicações ópticas

Na moderna sociedade da informação, a transmissão de dados estável e de alta velocidade tornou-se uma pedra angular indispensável para todas as esferas da vida. Nesta torrente de dados, o transceptor óptico (módulo óptico) tornou-se um componente importante para a construção de uma rede moderna de informações de alta velocidade com sua capacidade única de conversão fotoelétrica. Como o dispositivo principal para realizar as funções de conversão fotoelétrica e conversão eletro-óptica da transmissão de sinal óptico em equipamentos de comunicação de fibra óptica, o módulo óptico não apenas transporta a transmissão de informações, mas também é uma poderosa força motriz para o desenvolvimento contínuo da tecnologia de comunicação .

A função básica do módulo óptico é converter sinais elétricos em sinais ópticos para transmissão e restaurar sinais ópticos em sinais elétricos na extremidade receptora. Este processo de conversão parece simples, mas contém princípios técnicos complexos. O transmissor óptico (TOSA) na extremidade de transmissão modula o sinal elétrico em um sinal óptico através de um laser semicondutor (LD) e então o transmite por longas distâncias através de fibra óptica. O receptor óptico (ROSA) na extremidade receptora usa um diodo de fotodetecção (PD) para converter o sinal óptico recebido em um sinal elétrico, que é então emitido após ser processado por um pré-amplificador. Neste processo, o módulo óptico não só precisa ter alta eficiência de conversão fotoelétrica, mas também garantir a estabilidade e integridade do sinal para lidar com o ambiente de comunicação complexo e mutável.

A história de desenvolvimento de módulos ópticos está repleta de inovações e mudanças. Desde os primeiros telefones fixos até as comunicações sem fio 2G e 3G, o desenvolvimento da tecnologia de comunicação sempre girou em torno de sinais elétricos. Com o aumento da distância de transmissão e o aumento da frequência do sinal, a perda e a deformação da transmissão do sinal elétrico tornaram-se cada vez mais proeminentes, limitando a melhoria adicional da velocidade e qualidade da comunicação. Para superar esse gargalo, surgiram módulos ópticos, convertendo sinais elétricos em sinais ópticos para transmissão, realizando assim a transmissão de informações de longa distância, alta velocidade e baixa perda.

Os tipos e funções dos módulos ópticos também estão em constante evolução. Desde os primeiros módulos conectáveis ​​de pacote pequeno SFP (Small Form-Factor Pluggable) até os posteriores XFP, SFP e outros módulos miniaturizados de alta velocidade, os módulos ópticos não apenas melhoraram continuamente sua velocidade, mas também têm formas de embalagem mais flexíveis e diversificadas. Esses módulos suportam hot-swap e plug-and-play, o que simplifica muito o processo de manutenção e atualização de equipamentos de rede. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia fotônica de silício, os módulos fotônicos de silício tornaram-se uma importante direção de desenvolvimento no futuro campo da comunicação óptica, com suas vantagens de baixo consumo de energia, baixo custo, grande largura de banda e alta taxa de transmissão.

Os módulos ópticos são cada vez mais utilizados em data centers, redes de telecomunicações, terminais de acesso e outras áreas. Especialmente na construção de redes 5G, os módulos ópticos, como componentes básicos da camada física, desempenham um papel vital. A rede de acesso rádio (RAN) das redes 5G é redividida em unidades de antena ativa (AAU), unidades de distribuição (DU) e unidades centralizadas (CU), o que impõe requisitos mais elevados aos módulos ópticos. Na estação base do lado da rede sem fio, o módulo óptico fronthaul entre AAU e DU será atualizado de 10G para 25G, e a demanda por módulos ópticos intermediários entre DU e CU foi adicionada recentemente. Estas mudanças não só promovem a atualização contínua da tecnologia de módulos ópticos, mas também proporcionam um forte apoio à comercialização de redes 5G.

No futuro, os módulos ópticos continuarão a se desenvolver na direção de alta velocidade, tamanho pequeno, baixo consumo de energia, longa distância e hot plug. Com o aumento contínuo da demanda dos usuários por largura de banda de redes de comunicação óptica, a indústria de módulos ópticos acelerará o ritmo da inovação tecnológica e promoverá o desenvolvimento de produtos na direção de maior velocidade, maior integração e menor consumo de energia. Ao mesmo tempo, o surgimento de novas tecnologias, como a co-embalagem optoeletrônica (CPO), encurtará ainda mais o caminho de transmissão do sinal, melhorará o desempenho e trará novas possibilidades ao campo das comunicações ópticas.