เครื่องรับส่งสัญญาณแสง: แรงผลักดันหลักในด้านการสื่อสารด้วยแสง

ในสังคมข้อมูลยุคใหม่ การส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงและมีเสถียรภาพกลายเป็นรากฐานสำคัญที่ขาดไม่ได้สำหรับทุกสาขาอาชีพ ในข้อมูลทอร์เรนต์นี้ไฟล์ ตัวรับส่งสัญญาณแสง (โมดูลออปติคัล) ได้กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับการสร้างเครือข่ายข้อมูลความเร็วสูงที่ทันสมัย ​​พร้อมด้วยความสามารถในการแปลงโฟโตอิเล็กทริคที่เป็นเอกลักษณ์ ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์หลักในการตระหนักถึงฟังก์ชั่นการแปลงโฟโตอิเล็กทริกและการแปลงแสงไฟฟ้าของการส่งสัญญาณแสงในอุปกรณ์สื่อสารใยแก้วนำแสง โมดูลแสงไม่เพียงแต่ส่งผ่านข้อมูลเท่านั้น แต่ยังเป็นแรงผลักดันอันทรงพลังสำหรับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการสื่อสาร .

ฟังก์ชันพื้นฐานของโมดูลออปติคัลคือการแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณออปติคัลสำหรับการส่ง และคืนค่าสัญญาณออปติคัลเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ปลายรับสัญญาณ กระบวนการแปลงนี้ดูเหมือนง่าย แต่มีหลักการทางเทคนิคที่ซับซ้อน ตัวส่งสัญญาณแสง (TOSA) ที่ปลายส่งสัญญาณจะปรับสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณแสงผ่านเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ (LD) จากนั้นส่งสัญญาณในระยะทางไกลผ่านใยแก้วนำแสง ตัวรับแสง (ROSA) ที่ส่วนรับจะใช้ไดโอดตรวจจับแสง (PD) เพื่อแปลงสัญญาณแสงที่ได้รับให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งจะถูกส่งออกหลังจากประมวลผลโดยปรีแอมพลิฟายเออร์ ในกระบวนการนี้ โมดูลออปติคัลไม่เพียงแต่ต้องมีประสิทธิภาพในการแปลงโฟโตอิเล็กทริกสูงเท่านั้น แต่ยังต้องมั่นใจในความเสถียรและความสมบูรณ์ของสัญญาณเพื่อรับมือกับสภาพแวดล้อมการสื่อสารที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงไป

ประวัติการพัฒนาโมดูลออปติคัลเต็มไปด้วยนวัตกรรมและการเปลี่ยนแปลง ตั้งแต่โทรศัพท์พื้นฐานในยุคแรกไปจนถึงการสื่อสารไร้สาย 2G และ 3G การพัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสารมักหมุนรอบสัญญาณไฟฟ้าอยู่เสมอ ด้วยการเพิ่มระยะการส่งสัญญาณและความถี่ของสัญญาณที่เพิ่มขึ้น การสูญเสียและการเสียรูปของการส่งสัญญาณไฟฟ้าจึงมีความโดดเด่นมากขึ้น ซึ่งจำกัดการปรับปรุงความเร็วและคุณภาพการสื่อสารต่อไป เพื่อเอาชนะปัญหาคอขวดนี้ โมดูลออปติคอลจึงถือกำเนิดขึ้นมา โดยแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณออปติคัลสำหรับการส่ง ดังนั้นจึงทำให้เกิดการรับส่งข้อมูลทางไกล ความเร็วสูง และสูญเสียต่ำ

ประเภทและฟังก์ชันของโมดูลออปติคัลก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเช่นกัน ตั้งแต่โมดูลเสียบแพ็คเกจขนาดเล็ก SFP (Small Form-Factor Pluggable) รุ่นแรกๆ ไปจนถึง XFP, SFP และโมดูลย่อส่วนความเร็วสูงอื่นๆ โมดูลออปติคัลไม่เพียงแต่ปรับปรุงความเร็วอย่างต่อเนื่องเท่านั้น แต่ยังมีรูปแบบบรรจุภัณฑ์ที่ยืดหยุ่นและหลากหลายมากขึ้นอีกด้วย โมดูลเหล่านี้รองรับ Hot-swap และ Plug-and-Play ซึ่งช่วยให้การบำรุงรักษาและกระบวนการอัปเกรดอุปกรณ์เครือข่ายง่ายขึ้นอย่างมาก ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีซิลิคอนโฟโตนิกส์ โมดูลโฟโตนิกซิลิคอนได้กลายเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญในสาขาการสื่อสารด้วยแสงในอนาคต โดยมีข้อดีคือใช้พลังงานต่ำ ต้นทุนต่ำ แบนด์วิธขนาดใหญ่ และอัตราการส่งข้อมูลสูง

โมดูลออปติคัลมีการใช้กันมากขึ้นในศูนย์ข้อมูล เครือข่ายโทรคมนาคม สถานีปลายทาง และสาขาอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสร้างเครือข่าย 5G โมดูลออปติคัลซึ่งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของชั้นกายภาพจึงมีบทบาทสำคัญ เครือข่ายการเข้าถึงวิทยุ (RAN) ของเครือข่าย 5G ถูกแบ่งใหม่เป็นหน่วยเสาอากาศแบบแอกทีฟ (AAU) หน่วยกระจายสัญญาณ (DU) และหน่วยรวมศูนย์ (CU) ซึ่งทำให้มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับโมดูลออปติคัล ในสถานีฐานทางฝั่งเครือข่ายไร้สาย โมดูลออปติคัลส่วนหน้าระหว่าง AAU และ DU จะได้รับการอัปเกรดจาก 10G เป็น 25G และความต้องการโมดูลออปติคัลระยะกลางระหว่าง DU และ CU ได้ถูกเพิ่มเข้ามาใหม่ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ไม่เพียงแต่ส่งเสริมการอัปเกรดเทคโนโลยีโมดูลออปติคอลอย่างต่อเนื่อง แต่ยังให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการใช้เครือข่าย 5G ในเชิงพาณิชย์อีกด้วย

ในอนาคต โมดูลออปติคอลจะยังคงพัฒนาไปในทิศทางของความเร็วสูง ขนาดเล็ก การใช้พลังงานต่ำ ระยะทางไกล และปลั๊กร้อนได้ ด้วยความต้องการแบนด์วิดท์ของเครือข่ายการสื่อสารแบบออปติคอลของผู้ใช้ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง อุตสาหกรรมโมดูลออปติคัลจะเร่งก้าวของนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและส่งเสริมผลิตภัณฑ์เพื่อพัฒนาในทิศทางที่ความเร็วสูงขึ้น การบูรณาการที่สูงขึ้น และการใช้พลังงานที่ลดลง ในเวลาเดียวกัน การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น optoelectronic co-packaging (CPO) จะทำให้เส้นทางการส่งสัญญาณสั้นลง ปรับปรุงประสิทธิภาพ และนำความเป็นไปได้ใหม่ๆ มาสู่ด้านการสื่อสารด้วยแสง