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光纤通信与光互连元件库技术.docx
资料介绍
光纤通信与光互连元件库技术
1 光纤通信元件概述
光纤通信利用光波在光纤中传输信息,通过电光转换将电信号调制为光信号、光纤传输、光电转换还原为电信号的链路完成数据通信。全球光纤通信市场规模在2025年约210亿美元,中国约占45%的市场份额。AI数据中心和5G前传是增长最快的两大驱动力。
光纤通信链路的核心光学元件包括光发射次模块TOSA、光接收次模块ROSA、光收发一体模块和光放大器和光复用器等。高速光模块的单通道速率从25G向100G和200G演进,800G和1.6T光模块在AI数据中心中批量部署。硅光子集成技术在高速光模块中整合光学器件。
2 光发射器与激光器
光发射器将电信号转换为光信号,以半导体激光器为核心器件。FP法布里珀罗激光器在短距离传输中成本较低。DFB分布反馈激光器在长距离传输中以单纵模优势满足传输距离和速率的更高要求。EML电吸收调制激光器在高速长距离传输中将激光器和调制器集成在单芯片上。VCSEL垂直腔面发射激光器在短距离数据中心内部互连中以低成本和低功耗的优势占据主导地位。
3 光接收器与探测器
PIN光电二极管在短距离探测中结构最简单。雪崩光电二极管APD在长距离探测中以内部倍增机制提供更高的信噪比。APD的偏压控制电路在增益调节中补偿温度变化。跨阻放大器TIA将探测器输出的微弱电流信号转换为电压信号,其带宽和灵敏度直接影响接收链路的动态范围。
4 光无源器件
光纤连接器在光纤链路的各个分段接口实现可重复插拔连接。光分路器在一根光纤中分配光功率到多路输出,在PON无源光网络的FTTH光纤到户光分配网络中大量部署。光隔离器防止反向反射光干扰激光器稳定工作。波分复用器在一根光纤中复用和解复用多个波长以倍增单纤传输容量。
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