Ulike typer mottakere brukt i fiberoptiske transceivere

Fiberoptiske transceivere spiller en avgjørende rolle i moderne kommunikasjonsnettverk ved å konvertere elektriske signaler til lys og omvendt. En viktig komponent i disse transceiverne er mottakeren, som fanger opp lyssignalet og konverterer det tilbake til et elektrisk signal.

"Mottaker" forkortes ofte til "Rx", ut fra det engelske ordet receiver.

Det finnes flere typer mottakere som brukes i fiberoptiske transceivere, inkludert PIN, APD, SOA+PIN, IPD og koherente mottakere. La oss se nærmere på hver av disse.

PIN (P-i-N) Fotodioder

PIN-fotodioder er en av de mest brukte typene mottakere i fiberoptiske transceivere. De består av et lag med intrinsisk (i) materiale mellom p- og n-dopede lag. Denne strukturen gir høy følsomhet og lav mørkestrøm, noe som gjør dem ideelle for bruk i høyhastighetskommunikasjon. PIN-fotodioder er kjent for sin enkelhet og pålitelighet, og de brukes ofte i applikasjoner som krever lav til moderat følsomhet.

APD (Avalanche Photodiode)

APD-er er en annen type fotodioder som brukes i fiberoptiske transceivere. De fungerer ved å bruke en høyspenningsforspenning for å skape en lavineeffekt, som forsterker det mottatte lyssignalet. Dette gir APD-er høyere følsomhet sammenlignet med PIN-fotodioder, noe som gjør dem egnet for lange avstander og lavt lysnivå. Imidlertid krever de mer kompleks drift og har høyere mørkestrøm.

Det er viktig å merke seg at APD-er kan bli skadet av for sterkt lys, så det er avgjørende å sikre at lyssignalet som sendes inn på en APD, ikke er for sterkt. Derfor kan man for eksempel ikke loope en transceiver med APD-mottaker uten å legge inn demping i form av for eksempel et dempeledd.

SOA+PIN (Semiconductor Optical Amplifier + PIN)

SOA+PIN-mottakere kombinerer en halvlederoptisk forsterker (SOA) med en PIN-fotodiode. SOA forsterker det optiske signalet før det når PIN-fotodioden, noe som forbedrer mottakerens følsomhet og ytelse. Denne kombinasjonen er spesielt nyttig i applikasjoner der signalet er svakt eller må forsterkes for å oppnå tilstrekkelig signal-til-støy-forhold.

Dette faller inn under det som i blant også kalles for "IPD" (Integrated Photodiode). Dette er generelt enheter som kombinerer flere funksjoner. De kan inkludere forsterkning, filtrering og andre funksjoner som forbedrer ytelsen og reduserer behovet for eksterne komponenter.

Koherente mottakere

Koherente mottakere er en avansert form for optisk kommunikasjonsteknologi som benytter koherent dataoverføring. I motsetning til tradisjonelle transceivere som benytter intensitetsmodulering med direkte deteksjon (IM-DD), som kun bruker lysets amplitude, bruker koherente mottakere tre parametere i lyset til å kode inn datainformasjon: amplitude, fase og polarisering. Dette gjør det mulig å overføre mer data med høyere hastighet og over lengre avstander. Koherente mottakere er spesielt nyttige i applikasjoner som krever høy båndbredde og pålitelighet