فناوری‌های که در ماژول‌های فیبر نوری 100G/200G/400G/800G استفاده می‌شوند، لیزرهای EML و DMLها هستند. این دو نوع لیزر هر کدام دارای مزایا و معایب خاصی است که بسته به کاربرد مورد نظر، یکی بر دیگری ترجیح داده می‌شود. در این مقاله، اصول عملکرد، مزایا و معایب هر یک از این لیزرها مورد بررسی قرار خواهد گرفت و تفاوت‌های اساسی بین آنها توضیح داده می‌شود.
لیزر DML
DML مخفف عبارت Directly Modulated Laser است و به معنای لیزر مدولاسیون مستقیم می‌باشد. با توجه به ساختار استفاده شده در ساخت آن، این لیزر به عنوان بازخورد توزیعی DFB هم شناخته می‌شود. DML از یک تراشه واحد با طراحی مدار الکتریکی ساده استفاده می‌کند، به همین علت می‌تواند یک انتخاب مناسب برای پیکربندی مدار فشرده با مصرف انرژی کم باشد.
ویژگی لیزر DML
- لیزرهای DML اغلب پایدارتر از لیزرهای FP و DBR هستند زیرا Grating و Reflection نه تنها در دو انتهای حفره لیزر هستند بلکه، تقریباً در طول حفره به طور پیوسته هستند.
- DMLها دارای یک تراشه واحد هستند که مدار آنها به شکل ساده طراحی شده‌اند؛ این طراحی ساده آنها را فشرده و مناسب برای پیکربندی‌های کوچک‌تر می‌کند.
- لیزرهای DML به طور کلی هزینه نسبتاً کمتر و مصرف انرژی کمتری دارند زیرا سیگنال‌های نوری توسط تغییر جریان در یک DML مدوله می‌شوند.
معایب لیزر DML
- لیزرهای DML پراکندگی رنگی بالایی وجود دارد زیرا مدولاسیون مستقیم خواص لیزر را مستقیماً تغییر می دهد.
- تغییرات فرکانس مرتبط، همراه با پراکندگی در فیبر نوری، باعث کاهش عملکرد یک DML در مسافت‌های بلند (>10 کیلومتر) می‌شود.
لیزر EML
EML به لیزر مدولاسیون الکترو-جذبی اشاره دارد و مخفف عبارت Electro-Absorption-Modulated Laser است. دیود EML از نظر ساختاری مشابه دیود DML است و تفاوت این دو لیزر در این است که یک مدولاتور الکترو-جذبی (EAM) در یک تراشه واحد یکپارچه شده‌اند. دیود لیزری تحت شرایط موج پیوسته (CW) کار می‌کند.
در یک دیود EML، مدولاسیون سیگنال در بخش EAM انجام می‌شود نه در بخش الکتریکی. این بدان معناست که سیگنال‌های خروجی نوری زمانی تولید می‌شوند که سیگنال‌های ورودی روشن/خاموش به بخش EAM اعمال شوند.
لیزر مدوله شده الکترو جذبی EML یک دستگاه یکپارچه از مدولاتور الکترو جذبی EAM و لیزر DFB (LD) است. این متشکل از یک مدولاتور الکترو جذب است که از اثر استارک محصور شدن کوانتومی QCSE و یک DFB که از جفت شبکه داخلی برای تعیین طول موج استفاده می کند، تشکیل شده است. منبع نور با کارایی بالا یکپارچه لیزری برای ارتباطات نوری با اندازه کوچک و صدای بلند با طول موج کم، یک منبع نور ایده آل جهانی برای حامل‌های انتقال اطلاعات در شبکه‌های انتقال فیبر نوری با سرعت بالا در داخل و خارج از کشور است. کاربردهای زیادی در شبکه دسترسی وجود دارد، مانند منبع نور برای انتقال فیبر نوری در شبکه‌های شهری و شبکه‌های محلی، و منبع نور برای تبدیل سیگنال الکتریکی-اپتیکی و انتقال از راه دور در ایستگاه‌های پایه رادار آرایه فازی. در مقایسه با لیزرهای DFB مدوله شده مستقیم، ویژگی‌های انتقال و اثرات انتقال EML بهتر از لیزرهای DFB است، بخصوص در مدولاسیون فرکانس بالا یا انتقال از راه دور. محصولات EML همچنین به محصولات تراشه، محصولات جزء و محصولات ماژول تقسیم می شوند .
محصولات ماژول شامل محصولات جزء و محصولات جزء شامل محصولات تراشه هستند. بنابراین، هسته کلیدی EML تراشه EML است که هسته لیزر مدوله شده الکترو جذبی است. مدولاتور الکترو جذب InP را می توان با لیزر روی یک تراشه ادغام کرد. EML معمولاً به لیزرهای مدوله شده الکترو جذبی اشاره دارد. علاوه بر مدولاتور الکترو جذبی ، یکی دیگر از مدولاتورهای رایج مورد استفاده، مدولاتور Mach-Zehnder بر اساس اثر الکترواپتیک است.
ویژگی لیزر EML
- لیزرهای EML ها دارای پراکندگی رنگی کمتری هستند چرا که فرآیند مدولاسیون به طور مداوم خواص لیزر را تغییر نمی‌دهند.
- EMLها می‌توانند با سرعت مدولاسیون بالاتر کار کنند و دارای یک Chirp بسیار کمتری نسبت به DMLها می‌باشند.
- لیزرهای EMLها به دلیل پراکندگی کمتر در فیبر نوری، یک انتخاب ایده آل برای انتقال اطلاعات با سرعت بالا و مسافت طولانی‌تری هستند.
معایب لیزر EML
- EMLها انرژی بیشتری مصرف می کنند زیرا یک مدولاتور الکترو-جذبی (EAM) در تراشه یکپارچه شده است.
- EMLها به پیکربندی الکتریکی و طرح دیود پیچیده تر نیاز دارند.
- لیزرهای EML به علت جذب الکتریکی برای مدولاسیون سیگنال‌ها معمولاً هزینه بیشتری دارند.
ماژول‌های فیبر نوری 100G/200G/400G با لیزرهای DML یا EML تجهیز شده‌اند تا امکان انتقال داده با سرعت بالا در فواصل مختلف از 500 متر تا حدود 80 کیلومتر را فراهم کنند. برای افزایش سهولت ماژول‌های فیبر نوری 800G از لیزرهای EML بهره می‌برند تا با فواصل 500 متر تا 10کیلومتر سر و کار داشته باشند. آنها انتخاب انعطاف‌پذیر و قابل اعتمادی برای کاربردهای مختلف در شبکه‌های مرکز داده 100G/200G/400G/800G شما محسوب می‌شوند.
نظر خود را وارد نمایید