گیرنده نوری: نیروی محرک اصلی ارتباط فیبر نوری

در شبکه های ارتباطی پر سرعت مدرن ، فرستنده نوری نقش مهمی ایفا می کند. به عنوان یک مؤلفه اصلی سیستم های ارتباطی فیبر نوری ، فرستنده های نوری نه تنها تبدیل بین سیگنال های الکتریکی و سیگنال های نوری را درک می کنند ، بلکه پیشرفت قابل توجهی در نرخ انتقال داده ها و قابلیت اطمینان نیز دارند.

گیرنده نوری ، یعنی یک ماژول گیرنده نوری یکپارچه ، عمدتاً از یک فرستنده نوری (فرستنده نوری) و یک گیرنده نوری (گیرنده نوری) تشکیل شده است. فرستنده نوری مسئول تبدیل سیگنال های الکتریکی به سیگنال های نوری و انتقال آنها از طریق الیاف نوری است. در حالی که گیرنده نوری مسئول تبدیل سیگنال های نوری دریافت شده به سیگنال های الکتریکی است. این فرآیند ساده به نظر می رسد ، اما در واقع شامل فناوری پیچیده تبدیل نوری و طراحی مسیر نوری دقیق است.

فرستنده نوری حاوی تراشه درایور و لیزر نیمه هادی (مانند LD یا LED) است. پس از پردازش سیگنال الکتریکی ورودی توسط تراشه درایور ، لیزر برای انتشار سیگنال نوری با سرعت مربوطه هدایت می شود. گیرنده نوری برای تبدیل سیگنال نوری به یک سیگنال الکتریکی ، از یک دیود نوری (مانند پین یا APD) استفاده می کند ، که سپس توسط یک پیش تقویت کننده و خروجی تقویت می شود. اجزای اصلی فرستنده نوری شامل TOSA (انتقال اجزای نوری) ، ROSA (اجزای نوری گیرنده) و BOSA (انتقال اجزای نوری) و هزینه این مؤلفه ها بیش از 60 ٪ از کل هزینه ماژول های نوری را تشکیل می دهد.

فرستنده های نوری از جهات مختلفی مانند فرم بسته بندی ، نرخ انتقال و توپولوژی شبکه طبقه بندی می شوند. با توجه به فرم بسته بندی ، فرستنده های نوری می توانند به 9 × 9 ، GBIC ، SFF ، SFP ، XFP ، SFP ، SFP28 ، CFP4 ، QSFP و انواع دیگر تقسیم شوند. در میان آنها ، ماژول های SFP (فاکتور فاکتور کوچک) به دلیل اندازه کوچک و چگالی پورت بالا ، در دستگاه هایی مانند سوئیچ و روتر استفاده می شوند.

با توجه به میزان انتقال ، فرستنده نوری از 155MB/s تا 400 گیگابایت در ثانیه متغیر است و سرعت بالا یک روند مهم در توسعه فرستنده های نوری است. با توسعه سریع مراکز داده و محاسبات ابری ، تقاضا برای نرخ انتقال داده در حال افزایش است و 400 گیگابایت بر ثانیه یا حتی انتقال دهنده های نوری 1TBPS به تدریج به بازار معرفی می شوند.

فرستنده نوری به طور گسترده در سناریوهای مختلف ارتباطی مورد استفاده قرار می گیرد و به بخشی ضروری از شبکه های ارتباطی مدرن تبدیل شده است. در مراکز داده ، از فرستنده نوری برای اتصال سرورها ، دستگاههای ذخیره سازی و دستگاههای شبکه برای دستیابی به انتقال داده های پر سرعت و اتصال شبکه استفاده می شود. در شبکه های سازمانی ، از فرستنده نوری برای اتصال دستگاه های شبکه در شرکت ، گسترش پوشش شبکه و افزایش نرخ انتقال داده استفاده می شود. در شبکه های اپراتور از راه دور ، از فرستنده نوری برای اتصال دستگاه های شبکه در مناطق مختلف برای دستیابی به انتقال داده های پر سرعت در مناطق استفاده می شود.

فرستنده نوری نیز در ایستگاه های تلویزیونی و رادیویی برای انتقال سیگنال های صوتی و تصویری با کیفیت بالا استفاده می شود تا از انتقال بی ضرر سیگنال ها اطمینان حاصل شود. در سیستم های ارتباطی نظامی ، فرستنده نوری ضمانت های ارتباطی بسیار ایمن و قابل اعتماد برای انتقال اطلاعات حساس و دستورالعمل های فرمان ارائه می دهد.

با توسعه فن آوری های نوظهور مانند 5G و اینترنت اشیاء ، الزامات مربوط به نرخ انتقال داده ها و قابلیت اطمینان بیشتر و بیشتر می شود. گیرنده های نوری آینده از نرخ انتقال بالاتر مانند 400 گیگابیت بر ثانیه یا حتی 1TBPS پشتیبانی می کنند تا تقاضای رو به رشد برای انتقال داده را برآورده کنند. در عین حال ، مصرف برق فرستنده های نوری برای پاسخگویی به نیازهای مراکز داده سبز و محاسبات لبه کاهش می یابد .