Miten 1550nm suoraan moduloitu optinen lähetin eroaa ulkoisesti moduloiduista järjestelmistä?

Nykyaikaisessa kuituoptisessa viestinnässä optiset lähettimet ovat tärkeitä komponentteja tiedon siirtämisessä pitkiä matkoja minimaalisella häviöllä. Näistä 1550 nm aallonpituusjärjestelmiä käytetään laajalti alhaisen kuituvaimennuksen ja yhteensopivuuden vuoksi tavallisten yksimuotokuitujen kanssa. Optiset lähettimet voidaan luokitella suoraan moduloituihin tai ulkoisesti moduloituihin, joilla kullakin on omat toimintaperiaatteet ja sovellusetuja.

Suoraan ja ulkoisesti moduloitujen 1550 nm:n lähettimien välisten erojen ymmärtäminen on välttämätöntä verkkosuunnittelijoille, insinööreille ja järjestelmäintegraattoreille, jotka pyrkivät optimoimaan optisten verkkojen suorituskyvyn, luotettavuuden ja kustannukset.

Suoran modulaation periaatteet

A 1550nm suoraan moduloitu optinen lähetin (DM-OTX) moduloi laservalon intensiteettiä suoraan muuttamalla laserdiodin injektiovirtaa. Sähköinen datasignaali ohjaa laseria ja tuottaa optisia pulsseja, jotka vastaavat digitaalisia nollia ja 1:itä. Tämä lähestymistapa yksinkertaistaa suunnittelua, vähentää komponenttien määrää ja alentaa kustannuksia, mikä tekee DM-lähettimistä sopivia lyhyen ja keskipitkän matkan sovelluksiin.

Suoraan moduloidut laserit kohtaavat kuitenkin luontaisia ​​rajoituksia, kuten chirp - intensiteettimodulaatioon liittyvä taajuusvaihtelu, mikä voi johtaa signaalin hajaannukseen pitkiä matkoja, mikä rajoittaa tehollista lähetysaluetta ilman ylimääräistä dispersion kompensointia.

Ulkoisen modulaation periaatteet

Ulkoisesti moduloidut optiset lähettimet (EM-OTX) käyttävät jatkuvan aallon (CW) laseria ja ulkoista modulaattoria, tyypillisesti Mach-Zehnder-modulaattoria (MZM), tietojen koodaamiseksi optiseen kantoaaltoon. Tämä lähestymistapa erottaa laserin generoinnin modulaatioprosessista, minimoi sirkutuksen ja mahdollistaa suuremman nopeuden lähetyksen pienemmillä dispersiorangaistuksilla.

Ulkoinen modulaatio tarjoaa ylivertaisen signaalin eheyden kaukoliikenteen verkkoihin, tiheään aallonpituusjakoisiin multipleksointijärjestelmiin (DWDM) ja nopeisiin metro- ja runkoverkkoihin verrattuna, mutta se on korkeampi hinta ja monimutkaisempi kuin suora modulaatio.

Suorituskyvyn vertailu

Sovellukset ja käyttötapaukset

Suoraan moduloituja 1550 nm lähettimiä käytetään yleisesti liityntäverkoissa, CATV-järjestelmissä ja lähimetroyhteyksissä, joissa kustannustehokkuus ja kohtuulliset lähetysetäisyydet ovat etusijalla. Ne soveltuvat passiivisiin optisiin verkkoihin (PON) ja yksinkertaisiin point-to-point-linkkeihin.

Ulkoisesti moduloidut lähettimet puolestaan ​​ovat ihanteellisia kaukoliikenteen televiestintäverkkoihin, DWDM-runkoverkkoihin, sukellusvenejärjestelmiin ja nopeisiin datakeskusten yhteenliitäntöihin. Vähentynyt sirkutus ja parempi signaalin laatu mahdollistavat laajemman ulottuvuuden ja paremman spektrin tehokkuuden.

Edut ja rajoitukset

Suoran modulaation edut

• Kustannustehokas ja kompakti rakenne, jossa on vähemmän komponentteja.
• Helppo integrointi liityntäverkkoihin ja PON-järjestelmiin.
• Alhainen virrankulutus sopii pienempiin asennuksiin.

Suoran modulaation rajoitukset

• Korkea sirkutus johtaa rajoitettuun lähetysetäisyyteen.
• Pienemmät maksimidatanopeudet verrattuna ulkoiseen modulaatioon.
• Herkempi kuitudispersiovaikutuksille.

Ulkoisen modulaation edut

• Minimaalinen sirkutus mahdollistaa pitkän matkan lähetyksen.
• Tukee runkoverkkojen suuria tiedonsiirtonopeuksia (≥40 Gbps).
• Parempi signaalin laatu ja spektrinen tehokkuus DWDM-sovelluksiin.

Ulkoisen modulaation rajoitukset

• Korkeammat kustannukset ja monimutkaisempi suunnittelu.
• Edellyttää modulaattorin esijännityksen ja lämpötilan tarkkaa säätöä.
• Suurempi jalanjälki verrattuna suoraan moduloituihin järjestelmiin.

Verkon käyttöönoton suunnittelunäkökohdat

Verkkoinsinöörien on otettava huomioon kustannusten, lähetysetäisyyden, tiedonsiirtonopeuden ja ympäristöolosuhteiden väliset kompromissit valitessaan suoraan tai ulkoisesti moduloituja 1550 nm lähettimiä. Keskeisiä tekijöitä ovat kuitutyyppi, kromaattinen dispersio, tarvittava optinen teho ja järjestelmän skaalautuvuus.

Suoraa modulaatiota suositellaan kustannusherkille, lyhyemmille linkeille, kun taas ulkoinen modulaatio on valinta pitkän matkan, nopeille ja DWDM-yhteensopiville verkoille, joissa suorituskykyä ei voida vaarantaa.

Johtopäätös

1550 nm suoraan moduloidut ja ulkoisesti moduloidut optiset lähettimet palvelevat erilaisia rooleja kuituoptisissa verkoissa. Suora modulaatio tarjoaa yksinkertaisuuden, kustannustehokkuuden ja sopivan suorituskyvyn lyhyillä ja keskipitkillä etäisyyksillä, kun taas ulkoinen modulaatio tarjoaa erinomaisen signaalin eheyden, pitkän matkan kyvyn ja nopean tuen runkoverkoille.

Oikean lähettimen valinta riippuu sovellusvaatimuksista, verkon suunnittelusta ja budjettinäkökohdista. Teknisten erojen ymmärtäminen varmistaa järjestelmän optimaalisen suorituskyvyn, minimaalisen signaalin heikkenemisen ja nykyaikaisten kuituoptisten viestintäverkkojen tehokkaan käyttöönoton.