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光模块内部结构详解

2021年07月15日 77

光模块作为光通信系统中的关键器件,在网络设备之间充当传输介质的角色,用来发送和接收数据。目前,市面上光模块文章众多,但只有较少一部分提及了光模块内部结构,本文将详细介绍光模块内部结构,让您更加清楚了解光模块组成结构。

光模块的内部结构

光模块主要是由外壳、光器件以及集成电路板三个部分组成。揭开光模块的金属外壳,您会发现内部组件之间相互连接在一起。下面将为您重点介绍光器件和集成电路板。

光器件

光器件是光模块的核心组件。不同类型的光模块,采用的光器件各不相同。

1.常见光模块中的TOSA和ROSA

对于普通的光模块而言,拥有两种光器件,分别为TOSA和ROSA,两者作用相反。

(1)TOSA是什么?

TOSA是指光发射组件,主要的作用是将电信号转化为光信号。由光源(半导体发光二极管或激光二极管)、光学接口、监测光电二极管、金属或塑料外壳以及电气接口组成。但,TOSA组成结构并不是一层不变的,不同传输距离或应用的光模块,TOSA可能存在其他组件,如滤光片。

如今,大多数光模块都是使用的激光二极管(LD)作为光源,与半导体发光二极管(LED)不同的是,激光二极管具备更低的功耗、更高的输出功率和更高的耦合效率。但,目前仍有低速率和短距离传输使用的是半导体发光二极管,因为其成本低、使用寿命长。下图为采用激光二极管的TOSA结构。

TOSA是什么

(2)ROSA是什么?

ROSA是指光接收组件,主要作用是将从TOSA传输过来的光信号转化为电信号。ROSA由光电二极管、光学接口、金属或塑料外壳及电气接口组成。与TOSA相同的是,ROSA具体的组件取决于光模块的特定功能和应用,它还可能存在放大器之类的其他组件,旨在恢复由于长距离传输而劣化的输入信号。其中,前置放大器将电流信号转化为电压信号,并将其放大为高电压增益,而后置放大器则是将前置放大器输出的信号均衡到适合于输出到后续数字电路的幅度电平。

ROSA是什么

这样一对ROSA和TOSA组件组合形成光模块的主要元件,用于发送和接收信号。

2.BiDi光模块中的BOSA

BOSA是指光双向收发组件。正如其名,BOSA与BiDi光模块有关。BOSA随着光模块制造技术的发展而产生。由于光模块趋于小尺寸发展,因此光模块在耦合过程中需要集成TOSA和ROSA。BOSA则是将TOSA、ROSA和WDM滤光片集成在一起,利用波分复用技术将两个波长耦合到同一根光纤中传输。

集成电路板

1.PCBA是什么?

PCBA是指集成电路板,也称为印刷电路板,SMT贴片和DIP插件是PCBA制作过程经常使用的方法。PCB空板经过SMT贴片上件或DIP插件的整个过程被称为PCBA。将有源和无源电子组件焊接到集成电路板上,然后将其置于光模块内部。简单来说,PCBA其实就是置有集成电路和其他电子组件的薄板,可固定集成电路和其他电子组件,确保电子设备的质量、功能性等。

2.PCBA与PCB的区别

简要来说,PCBA与PCB的主要区别在于,PCB属于裸板(空板),PCBA是成品板。PCB即印刷电路板,是电子元器件电气连接的载体,PCBA则是PCB加工制作的流程。也就是说,PCB是一块空的印刷线路板,上面没有任何零件,经过SMT贴片或DIP插件等工序后,才有了PCBA。

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