Bagaimanakah pemancar optik termodulat terus 1550nm berbeza daripada sistem termodulat luaran?

Dalam komunikasi gentian optik moden, pemancar optik adalah komponen penting untuk menghantar data pada jarak jauh dengan kehilangan yang minimum. Antaranya, sistem panjang gelombang 1550nm digunakan secara meluas kerana pengecilan gentian yang rendah dan keserasian dengan gentian mod tunggal standard. Pemancar optik boleh dikelaskan sebagai termodulat secara langsung atau termodulat luaran, masing-masing mempunyai prinsip operasi dan kelebihan aplikasi yang berbeza.

Memahami perbezaan antara pemancar 1550nm termodulat secara langsung dan luaran adalah penting untuk pereka rangkaian, jurutera dan penyepadu sistem yang bertujuan untuk mengoptimumkan prestasi, kebolehpercayaan dan kos dalam rangkaian optik.

Prinsip Modulasi Langsung

A Pemancar optik termodulat terus 1550nm (DM-OTX) memodulasi keamatan cahaya laser secara langsung dengan mengubah arus suntikan diod laser. Isyarat data elektrik memacu laser, menghasilkan denyutan optik yang sepadan dengan digital 0s dan 1s. Pendekatan ini memudahkan reka bentuk, mengurangkan kiraan komponen dan mengurangkan kos, menjadikan pemancar DM sesuai untuk aplikasi jarak pendek hingga sederhana.

Walau bagaimanapun, laser yang dimodulasi secara langsung menghadapi had intrinsik seperti kicauan—variasi frekuensi yang dikaitkan dengan modulasi intensiti—yang boleh membawa kepada penyebaran isyarat pada jarak jauh, mengehadkan rentang penghantaran yang berkesan tanpa pampasan penyebaran tambahan.

Prinsip Modulasi Luaran

Pemancar optik termodulat luaran (EM-OTX) beroperasi dengan menggunakan laser gelombang berterusan (CW) dan modulator luaran, biasanya modulator Mach-Zehnder (MZM), untuk mengekod data pada pembawa optik. Pendekatan ini memisahkan penjanaan laser daripada proses modulasi, meminimumkan kicauan dan membolehkan penghantaran berkelajuan tinggi dengan penalti penyebaran yang dikurangkan.

Modulasi luaran memberikan integriti isyarat unggul ke atas rangkaian jarak jauh, sistem pemultipleksan pembahagian panjang gelombang padat (DWDM), dan rangkaian metro dan tulang belakang berkelajuan tinggi, tetapi ia datang pada kos yang lebih tinggi dan peningkatan kerumitan berbanding dengan modulasi langsung.

Perbandingan Prestasi

Aplikasi dan Kes Penggunaan

Pemancar 1550nm termodulat terus biasanya digunakan dalam rangkaian capaian, sistem CATV dan pautan metro jarak dekat di mana kecekapan kos dan jarak penghantaran sederhana menjadi keutamaan. Ia sesuai untuk rangkaian optik pasif (PON) dan pautan titik-ke-titik yang mudah.

Pemancar termodulat luaran, sebaliknya, sesuai untuk telekom jarak jauh, rangkaian tulang belakang DWDM, sistem dasar laut dan sambung pusat data berkelajuan tinggi. Kicauan yang dikurangkan dan kualiti isyarat yang dipertingkatkan membolehkan jangkauan yang lebih panjang dan kecekapan spektrum yang lebih tinggi.

Kelebihan dan Had

Kelebihan Modulasi Langsung

• Reka bentuk yang kos efektif dan padat dengan komponen yang lebih sedikit.
• Penyepaduan mudah dalam rangkaian capaian dan sistem PON.
• Penggunaan kuasa yang rendah sesuai untuk pemasangan yang lebih kecil.

Had Modulasi Langsung

• Kicauan yang tinggi membawa kepada jarak penghantaran terhad.
• Kadar data maksimum yang lebih rendah berbanding modulasi luaran.
• Lebih sensitif kepada kesan penyebaran gentian.

Kelebihan Modulasi Luaran

• Kicauan minimum, membolehkan penghantaran jarak jauh.
• Menyokong kadar data berkelajuan tinggi (≥40 Gbps) untuk rangkaian tulang belakang.
• Kualiti isyarat yang lebih baik dan kecekapan spektrum untuk aplikasi DWDM.

Had Modulasi Luaran

• Kos yang lebih tinggi dan reka bentuk yang lebih kompleks.
• Memerlukan kawalan yang tepat terhadap bias dan suhu modulator.
• Jejak yang lebih besar berbanding sistem termodulat terus.

Pertimbangan Reka Bentuk untuk Penerapan Rangkaian

Jurutera rangkaian mesti mempertimbangkan pertukaran antara kos, jarak penghantaran, kadar data dan keadaan persekitaran apabila memilih antara pemancar 1550nm termodulat secara langsung dan luaran. Faktor utama termasuk jenis gentian, penyebaran kromatik, kuasa optik yang diperlukan dan kebolehskalaan sistem.

Modulasi langsung diutamakan untuk pautan yang sensitif kos, lebih pendek, manakala modulasi luaran ialah pilihan untuk rangkaian jarak jauh, berkelajuan tinggi dan DWDM yang membolehkan prestasi tidak boleh terjejas.

Kesimpulan

Pemancar optik termodulat terus 1550nm dan termodulat luaran berfungsi dengan peranan yang berbeza dalam rangkaian gentian optik. Modulasi langsung menawarkan kesederhanaan, keberkesanan kos dan prestasi yang sesuai untuk jarak pendek hingga sederhana, manakala modulasi luaran memberikan integriti isyarat yang unggul, keupayaan jarak jauh dan sokongan berkelajuan tinggi untuk rangkaian tulang belakang.

Memilih pemancar yang betul bergantung pada keperluan aplikasi, reka bentuk rangkaian dan pertimbangan belanjawan. Memahami perbezaan teknikal memastikan prestasi sistem yang optimum, kemerosotan isyarat yang minimum dan penggunaan rangkaian komunikasi gentian optik moden yang cekap.