ตัวรับส่งสัญญาณแสง: แรงผลักดันหลักของการสื่อสารไฟเบอร์ออปติก

ในเครือข่ายการสื่อสารความเร็วสูงที่ทันสมัยเครื่องรับส่งสัญญาณแบบออพติคอลมีบทบาทสำคัญ ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบการสื่อสารใยแก้วนำแสงผู้รับส่งสัญญาณออพติคอลไม่เพียง แต่ตระหนักถึงการแปลงระหว่างสัญญาณไฟฟ้าและสัญญาณแสง แต่ยังส่งเสริมการปรับปรุงที่สำคัญในอัตราการส่งข้อมูลและความน่าเชื่อถือ

ตัวรับส่งสัญญาณแสง นั่นคือโมดูลตัวรับส่งสัญญาณแบบออพติคอลแบบบูรณาการส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวส่งสัญญาณแสง (เครื่องส่งสัญญาณออปติคัล) และตัวรับแสง (ตัวรับแสง) เครื่องส่งสัญญาณแบบออพติคอลมีหน้าที่ในการแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณออปติคัลและส่งผ่านเส้นใยแสง ในขณะที่ตัวรับแสงมีหน้าที่ในการแปลงสัญญาณออปติคัลที่ได้รับกลับมาเป็นสัญญาณไฟฟ้า กระบวนการนี้ดูง่าย แต่จริง ๆ แล้วเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการแปลง Optoelectronic ที่ซับซ้อนและการออกแบบเส้นทางแสงที่แม่นยำ

เครื่องส่งสัญญาณออปติคัลมีชิปไดรเวอร์และเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ (เช่น LD หรือ LED) หลังจากที่สัญญาณไฟฟ้าอินพุตถูกประมวลผลโดยชิปไดรเวอร์เลเซอร์จะถูกขับเคลื่อนเพื่อปล่อยสัญญาณออปติคัลในอัตราที่สอดคล้องกัน ตัวรับสัญญาณออพติคอลใช้ไดโอดการตรวจสอบโฟโตไดเมีย (เช่น PIN หรือ APD) เพื่อแปลงสัญญาณออปติคัลเป็นสัญญาณไฟฟ้าซึ่งจะถูกขยายโดยเครื่องตรวจสอบและเอาต์พุต ส่วนประกอบหลักของตัวรับส่งสัญญาณแบบออพติคอล ได้แก่ Tosa (การส่งส่วนประกอบออปติคัล), Rosa (ส่วนประกอบออปติคัลตัวรับสัญญาณ) และ Bosa (การส่งส่วนประกอบออปติคัล) และค่าใช้จ่ายของส่วนประกอบเหล่านี้คิดเป็นมากกว่า 60% ของค่าใช้จ่ายทั้งหมดของโมดูลออปติคัล

ตัวรับส่งสัญญาณแบบออพติคอลจัดอยู่ในหลาย ๆ ด้านเช่นรูปแบบบรรจุภัณฑ์อัตราการส่งและทอพอโลยีเครือข่าย ตามแบบฟอร์มบรรจุภัณฑ์ตัวรับส่งสัญญาณแสงสามารถแบ่งออกเป็น 1 × 9, GBIC, SFF, SFP, XFP, SFP, SFP28, CFP4, QSFP และประเภทอื่น ๆ ในหมู่พวกเขาโมดูล SFP (รูปแบบขนาดเล็กที่สามารถเสียบได้) ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์เช่นสวิตช์และเราเตอร์เนื่องจากขนาดเล็กและความหนาแน่นของพอร์ตสูง

ตามอัตราการส่งสัญญาณตัวรับส่งสัญญาณแสงมีตั้งแต่ 155MB/s ถึง 400GB/s และความเร็วสูงเป็นแนวโน้มที่สำคัญในการพัฒนาตัวรับส่งสัญญาณแสง ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของศูนย์ข้อมูลและคลาวด์คอมพิวติ้งความต้องการอัตราการส่งข้อมูลจะเพิ่มขึ้นและ 400GB/s หรือแม้แต่ 1Tbps ออปติคัลเครื่องรับส่งสัญญาณจะค่อยๆได้รับการแนะนำให้รู้จักกับตลาด

ตัวรับส่งสัญญาณแสงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์การสื่อสารที่หลากหลายและได้กลายเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของเครือข่ายการสื่อสารที่ทันสมัย ในศูนย์ข้อมูลตัวรับส่งสัญญาณแบบออพติคอลใช้ในการเชื่อมต่อเซิร์ฟเวอร์อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลและอุปกรณ์เครือข่ายเพื่อให้ได้การส่งข้อมูลความเร็วสูงและการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่าย ในเครือข่ายองค์กรตัวรับส่งสัญญาณแบบออพติคอลใช้เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์เครือข่ายภายในองค์กรขยายความครอบคลุมเครือข่ายและเพิ่มอัตราการส่งข้อมูล ในเครือข่ายผู้ให้บริการโทรคมนาคมตัวรับส่งสัญญาณแบบออพติคอลใช้เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์เครือข่ายในภูมิภาคต่าง ๆ เพื่อให้ได้การส่งข้อมูลความเร็วสูงทั่วทั้งภูมิภาค

เครื่องรับส่งสัญญาณแบบออพติคอลยังใช้ในสถานีโทรทัศน์และสถานีวิทยุเพื่อส่งสัญญาณเสียงและวิดีโอคุณภาพสูงเพื่อให้แน่ใจว่าส่งสัญญาณแบบไม่สูญเสียสัญญาณ ในระบบการสื่อสารทางทหารเครื่องรับส่งสัญญาณแบบออพติคอลให้การรับประกันการสื่อสารที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้สูงสำหรับการส่งข้อมูลที่ละเอียดอ่อนและคำแนะนำในการสั่งการ

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่เช่น 5G และ Internet of Things ข้อกำหนดสำหรับอัตราการส่งข้อมูลและความน่าเชื่อถือจะสูงขึ้นเรื่อย ๆ ตัวรับส่งสัญญาณแสงในอนาคตจะสนับสนุนอัตราการส่งที่สูงขึ้นเช่น 400Gbps หรือแม้แต่ 1Tbps เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการส่งข้อมูล ในขณะเดียวกันการใช้พลังงานของเครื่องรับส่งสัญญาณแบบออพติคอลจะลดลงอีกต่อไปเพื่อตอบสนองความต้องการของศูนย์ข้อมูลสีเขียวและการคำนวณขอบ