光模塊是實現光信號輸入中光電轉換和電光轉換功能的光電子器件。所有的信息通信信號初始狀態(tài)都是電信號，否則IC芯片無法處理。在光纖通信中，信號發(fā)射端將電信號轉換為光信號，通過光纖傳輸到遠端。信號接收端，光探測器接收到光信號，并將其轉換為可處理的電信號。光模塊可以根據速率、距離、封裝方式等多種類型進行分類。從封裝的角度來看，光模塊有多種封裝形式，適應不同尺寸、功耗和速率的需求。目前，光模塊主要采用可插拔的封裝形式，具有小尺寸、低功耗的優(yōu)勢，而在某些長距離高速相干領域，仍然采用不可插拔的封裝形式。隨著交換容量的增加、端口密度的增加和功耗的增加等挑戰(zhàn)日益嚴峻，LPO/CPO技術成為行業(yè)的重要技術創(chuàng)新。
光模塊的結構使其具備光電轉換的功能，通常由光發(fā)射器件（TOSA）、光接受器件（ROSA）、功能電路、光（電）接口、導熱架和金屬外殼等組成。在發(fā)射端，驅動芯片處理原始電信號，并驅動半導體激光器發(fā)射調制光信號。在接收端，光信號經過光探測二極管轉換為電信號，并通過前置放大器放大后輸出。功能電路集成了時鐘、數據恢復芯片和激光器驅動芯片等。
電芯片、主控芯片、TOSA和ROSA在光/電轉換過程中起著重要作用。以4x25Gbps光模塊通信方案為例，MCU控制芯片與電接口通過I2C引腳進行數據交互，將4路25Gbps的電信號傳送給時鐘和數據恢復芯片CDR。然后MCU控制芯片將經過CDR處理后的4路電信號發(fā)送給驅動激光器，使得4通道的驅動激光器能夠驅動TOSA組件發(fā)出一路速率為100Gbps的光信號。通過光纖傳輸，光接口的100Gbps光信號進入ROSA組件中。MCU控制芯片與電接口進行數據交換，讓ROSA組件將這一路100Gbps光信號轉換成4路25Gbps的電信號發(fā)送給TIA。TIA將這4路電流信號處理成一定幅度的電壓信號，經過CDR處理后通過電接口輸出。
光模塊是一種具備光電轉換功能的設備，通常由多個部分組成，包括功能電路、光（電）接口、導熱架和金屬外殼等。在光模塊的發(fā)射端，驅動芯片會對原始電信號進行處理，并驅動半導體激光器發(fā)射調制光信號。而在接收端，光信號經過光探測二極管轉換為電信號，并通過前置放大器放大后輸出。
其中，功能電路是一個重要的部分，它集成了時鐘、數據恢復芯片和激光器驅動芯片等功能。通過與電接口的數據交互，驅動芯片將4路25Gbps的電信號傳送給時鐘和數據恢復芯片CDR。接著，驅動芯片將經過CDR處理后的電信號發(fā)送給驅動激光器，使得激光器能夠發(fā)出一路速率為100Gbps的光信號。
在光信號經過光纖傳輸后，進入接收端的ROSA組件中。MCU控制芯片與電接口進行數據交換，讓ROSA組件將這一路100Gbps光信號轉換成4路25Gbps的電信號發(fā)送給TIA。TIA將這4路電流信號處理成一定幅度的電壓信號，并經過CDR處理后通過電接口輸出。
綜上所述，光模塊的結構和組成部分使其能夠實現光電轉換的功能。通過驅動芯片、主控芯片、TOSA和ROSA等關鍵元件的協(xié)同作用，光模塊能夠實現高速率的光信號傳輸和轉換。這些技術的應用為光通信領域提供了重要的支持和發(fā)展。
