Mạch Thu Phát Quang Hạt Nhân Dùng Để Chuyển Đổi Tín Hiệu Điện Quang

Các giải pháp về bộ thu phát quang và sự tương thích của cáp quang đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy tối ưu cho mạng cáp quang, bởi các thành phần không tương thích có thể dẫn đến suy hao tín hiệu, tỷ lệ lỗi bit (BER) gia tăng và khoảng cách truyền dẫn giảm. Các giải pháp này bao gồm việc lựa chọn các bộ thu phát và cáp quang tương thích với nhau về kích thước lõi, chế độ truyền (đơn mốt hay đa mốt), bước sóng và loại đầu nối, được lựa chọn phù hợp với yêu cầu ứng dụng cụ thể. Cáp đơn mốt (SMF) có lõi nhỏ (9μm) và được thiết kế cho việc truyền dẫn khoảng cách xa (lên đến 100km hoặc hơn) sử dụng các bộ thu phát hoạt động ở bước sóng 1310nm, 1550nm hoặc 1610nm. SMF thường được ghép nối với các bộ thu phát sử dụng diode laser (ví dụ như laser DFB hoặc EML) phát ra chùm tia hẹp và tập trung, giúp giảm thiểu hiện tượng tán sắc. Ví dụ, bộ thu phát 10G SFP+ hoạt động ở bước sóng 1550nm sẽ tương thích tốt nhất với cáp SMF G.652D trong các mạng đô thị hoặc đường dài, tận dụng mức suy hao thấp tại bước sóng này. Cáp đa mốt (MMF), với lõi lớn hơn (50μm hoặc 62.5μm), được sử dụng cho các khoảng cách ngắn (lên đến 550m) và ghép nối với các bộ thu phát sử dụng nguồn sáng VCSEL hoặc LED ở bước sóng 850nm hoặc 1300nm. MMF loại OM3 và OM4, được tối ưu hóa cho bước sóng 850nm, thường được ghép với các bộ thu phát 10G, 40G hoặc 100G (ví dụ: QSFP28) cho các kết nối liên trung tâm dữ liệu, nhờ tích số liệu băng thông và khoảng cách cho phép truyền tốc độ cao trên các đoạn ngắn. Tính tương thích về đầu nối cũng là một yếu tố quan trọng. Các bộ thu phát có đầu nối LC thường được ghép với cáp quang đầu nối LC, đảm bảo mức suy hao chèn thấp, trong khi các đầu nối SC hoặc ST có thể được dùng trong một số hệ thống công nghiệp hoặc hệ thống cũ. Đầu nối mài nghiêng (APC) thường được ưu tiên cho các kết nối SMF sử dụng bước sóng nhạy cảm với phản xạ ngược (ví dụ: 1550nm), vì chúng giảm mức suy hao phản xạ so với đầu nối tiếp xúc vật lý cao cấp (UPC). Việc khớp bước sóng là rất cần thiết để tránh suy hao quá mức. Ví dụ, các bộ thu phát 850nm không nên sử dụng với cáp SMF, vì cáp MMF mới là tối ưu cho bước sóng này, và ngược lại. Các bộ thu phát WDM (Wavelength Division Multiplexing) yêu cầu sự tương thích chính xác với cáp quang hỗ trợ lưới bước sóng cụ thể (ví dụ: ITU T G.694.1 cho dải C), đảm bảo các kênh không gây nhiễu lẫn nhau. Phân tích ngân sách công suất cũng là một phần trong giải pháp ghép nối, tính toán tổng mức suy hao cho phép (công suất đầu ra bộ thu phát trừ đi độ nhạy đầu thu) và đảm bảo rằng suy hao cáp, suy hao đầu nối và suy hao mối hàn không vượt quá ngân sách này. Ví dụ, bộ thu phát 40G QSFP+ với ngân sách công suất 10dB cần được ghép với cáp quang có tổng suy hao ≤10dB, tính đến các yếu tố như chiều dài cáp và số lượng đầu nối. Yếu tố môi trường cũng ảnh hưởng đến sự tương thích. Các bộ thu phát công nghiệp có dải nhiệt hoạt động từ -40°C đến 85°C sẽ được ghép với cáp quang được bọc thép hoặc có vỏ cứng dùng ngoài trời hoặc trong môi trường khắc nghiệt, trong khi các bộ thu phát dùng trong trung tâm dữ liệu (0°C đến 70°C) sử dụng cáp MMF hoặc SMF tiêu chuẩn. Việc ghi chép đầy đủ và kiểm tra (ví dụ như sử dụng OTDR hoặc máy đo công suất) sẽ xác nhận rằng sự tương thích giữa bộ thu phát và cáp đáp ứng các thông số kỹ thuật, đảm bảo hiệu suất mạng và giảm thời gian khắc phục sự cố.