發展方向之壹:小型化
光收發模塊作為光纖接入網的核心設備,推動了幹線光傳輸系統向低成本方向發展,使光網絡的配置更加完善和合理。光收發模塊由光電器件、功能電路、光接口和其他結構部件組成。光電器件包括發射和接收部分,發射部分包括LED、VCSEL、FP LD、DFB LD等光源。接收部分包括兩種光電探測器:PIN和APD。
目前,光通信市場的競爭越來越激烈,通信設備所需的體積越來越小,接口板所包含的接口密度越來越高。傳統的激光器和探測器分離的光模塊已經難以滿足現代通信設備的要求。為了滿足通信設備對光器件的要求,光模塊正在向高度集成的小封裝發展。高度集成的光電模塊使用戶無需處理高速模擬光電信號,縮短了R&D和生產周期,減少了采購的元器件種類,降低了生產成本,因此越來越受到設備制造商的青睞。
目前,光收發模塊中光電器件的封裝已經從大規模雙列直插式封裝發展到同軸封裝。光接口等結構組件從ST、FC發展到SC和更小的LC、MT-RJ連接器,相應的光收發模塊封裝形式也從金屬封裝發展到塑料封裝,從單接口分離模塊發展到雙接口收發壹體模塊。引腳排列和封裝已從20引腳、16引腳分離模塊發展到單排9引腳(1X9)、雙排9引腳(2X9)以及未來的雙排10引腳和雙排20引腳收發器模塊。SFF(Small Form Factor)小封裝光模塊采用先進的精密光學和電路集成技術,尺寸僅為普通雙工SC(1X9)光纖收發模塊的壹半,可在相同空間內增加壹倍的光端口數量,增加線端口密度,降低每個端口的系統成本。而且SFF小封裝模塊采用類似銅線網絡的MT-RJ接口,尺寸與普通計算機網絡銅線接口相同,有利於現有以銅纜為主的網絡設備向更高速的光纖網絡過渡,滿足快速增長的網絡帶寬需求。
小封裝光收發模塊憑借封裝尺寸小的優勢,使網絡設備的光纖接口數量翻倍,單端口速率達到千兆級別,能夠滿足互聯網時代快速增長的網絡帶寬需求。可以說,小封裝光收發模塊技術代表了新壹代光通信器件的發展趨勢,是下壹代高速網絡的基石。
海外主要光模塊供應商已經生產了各種不同速度和距離的小型封裝光模塊,國內壹些光器件供應商(像上海大亞光電)也開始研發和生產不同速度的SFF小型封裝光模塊。
第二個發展方向:低成本低功耗。
通信設備的體積越來越小,接口板所包含的接口密度越來越高,這就要求光電器件向低成本、低功耗方向發展。
目前光學器件壹般采用混合集成工藝和氣密封裝工藝,下壹步發展將是非氣密封裝,需要依靠無源光耦合(非X-Y-Z方向調整)等技術,進壹步提高自動化生產程度,降低成本。隨著光收發模塊市場需求的快速增長,壹些功能電路專用集成電路的供應商逐漸增多。供應商在規模化、系列化方面的積極投入,使得這類IC的性能越來越完善,成本越來越低,從而縮短了光收發模塊的開發周期,降低了成本。特別是,GaAs技術和技術用於高速,小信號和高增益的前置放大器。SiGe技術的發展使得這類芯片的成品率和制造成本得到很好的控制,並且可以進壹步降低功耗。此外,非制冷激光器的使用進壹步降低了光學模塊的制造成本。目前小封裝光模塊全部采用低壓3.3v供電,保證了端口的增加不會增加系統的功耗。
第三個發展方向:高速
人們要求越來越多的信息和更快的信息傳輸速率。作為現代信息交換、處理和傳輸的主要支柱,光通信網絡壹直在向超高頻、超高速、超大容量發展。傳輸速率和容量越高,傳輸每個信息的成本就越低。目前10 Gbit/s和40Gbit/s是長距離大容量的熱點。根據ElectroniCast最新的市場研究,10 Gbit/s數據通信收發模塊的全球總消費將從2001的1.57億美元增長到201的90億美元。在2001的早期,10 Gbit/s數據通信收發模塊的數量還不到65438+萬,但到2003年,10 Gbit/s數據通信收發模塊的數量將增加到200萬。在接下來的幾年裏,它將繼續迅猛增長,2005年將達到700萬部。在整個消費領域,繼10千兆光纖通道之後,10千兆以太網將產生強大的沖擊。
目前SDH單通道光系統正在沖擊40Gbit/s,在高速系統和器件方面,今年已經有很多公司推出了40Gbit/s系統。目前40Gbit/s的關鍵產品技術有:高功率波長可調諧/固定激光器、40Gbit調制器(Inp EAM、LiNbO3EOM、聚合物EOM)、高速電路(Inp、GeSi材料)、波長鎖定器、低色散濾波器、動態均衡器、拉曼放大器、低色散開關、40Gbit/sPD(PIN、APD)、可調色散補償器模塊(APD)。
從目前的電路技術來看,40Gbit/s已經接近“電子瓶頸”的極限。再高的速度也很難解決信號損耗、功耗、電磁輻射(幹擾)、阻抗匹配等問題,即使解決了也要花很多錢。
第四個發展方向:長距離
光收發模塊的另壹個發展方向是長距離。現在光網絡鋪設的越來越遠,需要遠端收發機與之匹配。壹個典型的遠程收發信機信號在不放大的情況下至少可以傳輸100公裏,主要是為了節省昂貴的光放大器,降低光通信的成本。考慮到傳輸距離,很多遠程收發機選擇1550波段(波長範圍約為1530 ~ 1565nm)作為工作波段,因為在該波段傳輸時光波損耗最小,所有可用的光放大器都工作在該波段。
第五個發展方向:熱插拔
未來的光模塊必須支持熱插拔,即模塊可以在不切斷電源的情況下與設備連接或斷開。由於光模塊是熱插拔的,網絡管理員可以在不關閉網絡的情況下對系統進行升級和擴展,不會影響在線用戶。熱插拔還簡化了整體維護工作,使最終用戶能夠更好地管理他們的收發器模塊。同時,由於這種熱交換性能,該模塊使網絡管理人員能夠根據網絡升級的要求,對收發器成本、鏈路距離和所有網絡拓撲進行整體規劃,而無需更換所有系統板。目前,有GBIC和SFP(小型可插拔)光模塊支持這種熱插拔。由於SFP和SFF的尺寸相近,可以直接插在電路板上,節省了封裝的空間和時間,應用廣泛。因此,其未來發展值得期待,甚至可能威脅到SFF的市場。
我來說說他們的類型:
1X9單模光收發模塊產品性能;
1X9封裝單模模塊
單電源+3.3V或+5V。
LVPECL/PECL/TTL數據接口,DC耦合。
符合ITU-TG957/958規範的要求。
1類產品符合IEC 60825-1的要求。
符合GR-468-CORE要求。
可以供應無鉛產品。
& gt1X9多模光收發器集成模塊
850納米VCSEL或1310納米FP-LD
1X9封裝多模模塊,雙SC/ST光學接口。
單電源+3.3V或+5V。
LVPECL/PECL數據接口,DC耦合
完全符合ITU-TG957/958規範的要求。
滿足Telcordia(Bellcore)GR-468-CORE的要求。
低成本和低功耗
能夠提供符合RoHS規範要求的產品。
& gtGBIC光收發器集成模塊
單電源+3.3V或+5V電源,帶熱插拔功能的雙SC接口。
850納米/1310納米/1550納米VCSEL/FP/DFB,單模或多模。
基於千兆以太網1000基礎-SX/LX/XD/ZX
Class1產品符合IEC60825-1的要求。
滿足Telcordia (Bellcore) GR-468-CORE的要求。
符合IEEE-802.3和ANSI規範的要求。
滿足千兆接口轉換規範Rev.5.5(1)的要求。
可以供應無鉛產品。
& gtSFF光收發器集成模塊
2X5小型SFF封裝
雙LC光學接口,單模或多模模塊
單電源+3.3V電源,低壓PECL數據接口。
Class1產品符合IEC60825-1的要求。
工作溫度:-40℃~ +85℃
滿足MSA要求
滿足Telcordia (Bellcore) GR-468-CORE的要求。
可以供應無鉛產品。
& gt具有熱插拔功能和雙LC光接口的SFP光收發器。
單電源+3.3V電源,低壓PECL數據接口。
Class1產品符合IEC60825-1的要求。
工作溫度:-40℃~ +85℃
滿足Telcordia (Bellcore) GR-468-CORE的要求。
可以供應無鉛產品。
體積模塊
安捷倫、深圳歐寧貝、宇舶通都是這麽做的。