Ricetrasmettitore ottico: la forza trainante nel campo delle comunicazioni ottiche

Nella moderna società dell'informazione, la trasmissione dati stabile e ad alta velocità è diventata una pietra miliare indispensabile per tutti gli ambiti della vita. In questo torrent di dati, il ricetrasmettitore ottico (modulo ottico) è diventato un componente importante per la costruzione di una moderna rete di informazioni ad alta velocità con la sua capacità unica di conversione fotoelettrica. Essendo il dispositivo principale per realizzare le funzioni di conversione fotoelettrica e di conversione elettro-ottica della trasmissione del segnale ottico nelle apparecchiature di comunicazione in fibra ottica, il modulo ottico non solo trasporta la trasmissione di informazioni, ma costituisce anche una potente forza trainante per il continuo sviluppo della tecnologia di comunicazione .

La funzione di base del modulo ottico è convertire i segnali elettrici in segnali ottici per la trasmissione e ripristinare i segnali ottici in segnali elettrici all'estremità ricevente. Questo processo di conversione sembra semplice, ma contiene principi tecnici complessi. Il trasmettitore ottico (TOSA) all'estremità trasmittente modula il segnale elettrico in un segnale ottico attraverso un laser a semiconduttore (LD), quindi lo trasmette su lunghe distanze attraverso la fibra ottica. Il ricevitore ottico (ROSA) all'estremità ricevente utilizza un diodo di fotorilevamento (PD) per convertire il segnale ottico ricevuto in un segnale elettrico, che viene quindi emesso dopo essere stato elaborato da un preamplificatore. In questo processo, il modulo ottico non solo deve avere un'elevata efficienza di conversione fotoelettrica, ma deve anche garantire la stabilità e l'integrità del segnale per far fronte all'ambiente di comunicazione complesso e mutevole.

La storia dello sviluppo dei moduli ottici è piena di innovazioni e cambiamenti. Dai primi telefoni su linea fissa alle comunicazioni wireless 2G e 3G, lo sviluppo della tecnologia di comunicazione ha sempre ruotato attorno ai segnali elettrici. Con l'aumento della distanza di trasmissione e l'aumento della frequenza del segnale, la perdita e la deformazione della trasmissione del segnale elettrico sono diventate sempre più evidenti, limitando l'ulteriore miglioramento della velocità e della qualità della comunicazione. Per superare questo collo di bottiglia, sono nati i moduli ottici, che convertono i segnali elettrici in segnali ottici per la trasmissione, realizzando così la trasmissione di informazioni a lunga distanza, ad alta velocità e con poche perdite.

Anche le tipologie e le funzioni dei moduli ottici sono in continua evoluzione. Dai primi moduli collegabili in package piccolo SFP (Small Form-Factor Pluggable) ai successivi XFP, SFP e altri moduli miniaturizzati ad alta velocità, i moduli ottici non solo hanno migliorato continuamente la loro velocità, ma hanno anche forme di packaging più flessibili e diversificate. Questi moduli supportano hot-swap e plug-and-play, semplificando notevolmente il processo di manutenzione e aggiornamento delle apparecchiature di rete. Con il continuo sviluppo della tecnologia fotonica del silicio, i moduli fotonici del silicio sono diventati un'importante direzione di sviluppo nel futuro campo delle comunicazioni ottiche con i loro vantaggi di basso consumo energetico, basso costo, ampia larghezza di banda e alta velocità di trasmissione.

I moduli ottici sono sempre più utilizzati nei data center, nelle reti di telecomunicazioni, nei terminali di accesso e in altri campi. Soprattutto nella costruzione delle reti 5G, i moduli ottici, come componenti di base dello strato fisico, svolgono un ruolo fondamentale. La rete di accesso radio (RAN) delle reti 5G è suddivisa in unità di antenna attive (AAU), unità di distribuzione (DU) e unità centralizzate (CU), il che impone requisiti più elevati ai moduli ottici. Nella stazione base sul lato della rete wireless, il modulo ottico fronthaul tra AAU e DU sarà aggiornato da 10G a 25G ed è stata recentemente aggiunta la domanda di moduli ottici di medio raggio tra DU e CU. Questi cambiamenti non solo promuovono il continuo aggiornamento della tecnologia dei moduli ottici, ma forniscono anche un forte supporto per la commercializzazione delle reti 5G.

In futuro, i moduli ottici continueranno a svilupparsi nella direzione dell'alta velocità, delle dimensioni ridotte, del basso consumo energetico, delle lunghe distanze e dell'hot plug. Con il continuo aumento della domanda di larghezza di banda delle reti di comunicazione ottica da parte degli utenti, l'industria dei moduli ottici accelererà il ritmo dell'innovazione tecnologica e promuoverà lo sviluppo di prodotti nella direzione di una maggiore velocità, una maggiore integrazione e un minore consumo energetico. Allo stesso tempo, l’emergere di nuove tecnologie come il co-packaging optoelettronico (CPO) accorcerà ulteriormente il percorso di trasmissione del segnale, migliorerà le prestazioni e porterà nuove possibilità nel campo delle comunicazioni ottiche.