گیرنده نوری: نیروی محرکه اصلی در زمینه ارتباطات نوری

در سیلاب جامعه اطلاعاتی مدرن، داده ها مانند خون در هر رگ شبکه جریان دارند گیرنده نوری (ماژول نوری)، دستگاه اصلی در زمینه ارتباطات نوری، موتور پرسرعتی است که این جریان اطلاعات را هدایت می کند. ماژول نوری یا ماژول یکپارچه فرستنده گیرنده نوری، وسیله ای کلیدی برای تحقق تبدیل بین سیگنال های نوری و سیگنال های الکتریکی است. در لایه فیزیکی (لایه پایین مدل OSI) نقش غیر قابل جایگزینی دارد.

اصل کار ماژول نوری تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری در انتهای فرستنده و انتقال آن از طریق فیبر نوری است. در انتهای دریافت، سیگنال نوری دوباره به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. این فرآیند ساده به نظر می رسد، اما شامل فناوری های متعددی مانند مدولاسیون، دمدولاسیون، تقویت و خاموشی است. ماژول نوری عمدتا از سه بخش تشکیل شده است: رابط فیبر نوری، واحد پردازش سیگنال و رابط مدار. این قطعات با هم کار می کنند تا از انتقال سیگنال نوری با سرعت بالا و پایدار اطمینان حاصل کنند.

با پیشرفت سریع علم و فناوری، زمینه های کاربردی ماژول های نوری، از جمله مراکز داده (ابرها)، شبکه های مخابراتی (لوله ها) و پایانه های دسترسی (انتها) روز به روز گسترده تر می شوند. ماژول‌های نوری به‌ویژه تحت گرایش «ورود فیبر نوری و خروج فیبر مسی» به تدریج جایگزین روش‌های سنتی ارتباط کابل مسی با ویژگی‌های سرعت بالا، انتقال از راه دور و تلفات کم شده‌اند و به زیرساخت شبکه‌های ارتباطی مدرن تبدیل شده‌اند.

تکامل ماژول های نوری مملو از نشانه های نوآوری تکنولوژیکی و ارتقاء صنعتی است. از ماژول های اولیه GBIC تا SFP، SFP، XFP، QSFP، CFP و غیره بعدی، ماژول های نوری پیشرفت های مداومی در اندازه، سرعت انتقال، فاصله انتقال و سازگاری داشته اند. به طور خاص، ماژول‌های SFP و SFP با اندازه کوچک، سازگاری بالا و ویژگی‌های قابل تعویض داغ، در بازار به رسمیت شناخته شده‌اند. این نوآوری ها نه تنها توسعه سریع صنعت ماژول های نوری را ارتقا داده اند، بلکه تضمینی قوی برای عملکرد کارآمد شبکه های ارتباطی مدرن ارائه کرده اند.

در عصر 5G، ماژول های نوری به یک جزء کلیدی ضروری تبدیل شده اند. شبکه 5G از سه بخش تشکیل شده است: شبکه بی سیم، شبکه حامل و شبکه اصلی. به عنوان واحد اصلی لایه فیزیکی، عملکرد ماژول های نوری به طور مستقیم بر راندمان انتقال و پوشش شبکه 5G تأثیر می گذارد. به خصوص در ساخت ایستگاه های پایه 5G، تقاضا برای ماژول های نوری همچنان در حال گسترش است. از ماژول‌های نوری fronthaul بین AAU و DU، تا ماژول‌های نوری midhaul بین DU و CU، تا ماژول‌های نوری backhaul شبکه حامل، تقاضا برای ماژول‌های نوری در سطوح مختلف شبکه‌های حامل متفاوت است، اما همه آنها بالاتر را ارائه می‌کنند. الزامات نرخ انتقال، پایداری و سازگاری ماژول های نوری.

با گسترش مداوم مقیاس مراکز داده و توسعه سریع محاسبات ابری، ماژول های نوری نیز نقش مهمی را در انتقال داده در مراکز داده ایفا می کنند. گسترش، ساخت و ساز جدید و بهینه سازی عملکرد شبکه مراکز داده بزرگ از پشتیبانی ماژول های نوری جدا نیست. ادغام نزدیک ماژول‌های نوری و تراشه‌های الکترونیکی که به‌ویژه توسط بسته‌بندی مشترک فناوری اپتوالکترونیک (CPO) هدایت می‌شود، راندمان انتقال و بهره‌وری انرژی مراکز داده را بیشتر بهبود می‌بخشد.