光纤通讯产品介绍

1、2021-12-3112021-12-312Fiber-to-the-x （FTTx ） (FTTx, x = H for home, P for premises, C for curb and N for node or neighborhood) 2021-12-313主要内容主要内容光纤通信系统光纤通信系统缩略语缩略语LD的基本工作原理及其关键性能指标的基本工作原理及其关键性能指标TOSA分类及其基本结构分类及其基本结构TOSA生产工艺生产工艺TOSA测试原理测试原理PD的基本工作原理及其关键性能指标的基本工作原理及其关键性能指标ROSA的分类及基本结构的分类及基本结构ROSA的生产工

2、艺的生产工艺ROSA测试原理测试原理TOSA/ROSA常见问题常见问题P2P BOSA 基本结构、生产工艺及其常见问题基本结构、生产工艺及其常见问题模块封装种类模块封装种类补充：功率换算（百分比换算）补充：功率换算（百分比换算）2021-12-314光纤通信系统基本链路框图光纤通信系统基本链路框图电子电子发射器发射器光光发射器发射器光光接收器接收器电子电子接收器接收器信息信息信息信息语音语音视频视频数据数据调制调制复用复用电信号电信号光信号光信号电信号电信号解调解调解复解复用用语音语音视频视频数据数据光纤光纤传输传输幅度幅度时间时间幅度幅度时间时间光发射器光发射器+传输光纤传输光纤+光接收器光

3、接收器=基本的光纤通信系统基本的光纤通信系统2021-12-315光纤通信系统中的器件光纤通信系统中的器件 波分复用波分复用薄膜滤波器薄膜滤波器光纤光柵光纤光柵列阵波导光柵列阵波导光柵全息光柵全息光柵光环行器光环行器光交错复用器光交错复用器分波分波/合波摸合波摸块块增益放大增益放大光纤放大器光纤放大器光隔离器光隔离器分路耦合器分路耦合器泵浦激光器泵浦激光器光增益平衡器光增益平衡器光衰减器光衰减器半导体光放大半导体光放大器器光开关光开关光插分复用光插分复用器器光交叉联接光交叉联接器器波长变换器波长变换器可调滤波器可调滤波器可调激光器可调激光器开关交换开关交换发送接收发送接收信号激光器信号激光器光

4、调制器光调制器光电探测器光电探测器锁波器锁波器光发送摸块光发送摸块光接收摸块光接收摸块光收发摸块光收发摸块产品超过产品超过 9000 品种品种系统管理系统管理光性能监控光性能监控管理管理摸块摸块色散补偿器色散补偿器偏振模色散偏振模色散管理管理摸块摸块2021-12-316缩略语缩略语TOSA: Transmitting Optical Sub-Assembly, 光发射组件光发射组件ROSA: Receiving Optical Sub-Assembly, 光接收组件光接收组件BOSA: Bi-Directional Optical Sub-Assembly, 光发射接收组件光发射接收组件LD

5、: Laser Diode, 激光二极管激光二极管PD: Photo-Diode, 光电二极管光电二极管MD: Monitor Diode, 监控光电二极管监控光电二极管FP: Fabry-Perot, 法布里法布里-珀罗激光二极管珀罗激光二极管DFB: Distributed Feedback Laser, 分布反馈式激光二极管分布反馈式激光二极管VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser, 垂直腔面发射激光器垂直腔面发射激光器PIN: Positive Intrinsic Negative, 同质同质PN结光电二极管结光电二极管APD: Av

6、alanche Photo-Diode, 雪崩光电二极管雪崩光电二极管TIA: Transimpedance Amplifier, 跨阻放大器跨阻放大器SDH: Synchronous Digital Hierarchy, 同步数字体系同步数字体系SONET: Synchronous Optical Network, 光同步网络光同步网络GBE: Gigabit Ethernet, 千兆以太网千兆以太网WDM: Wave Division Multiplexing, 波分复用波分复用2021-12-317LD基本工作原理基本工作原理-三种的三种的LD的主要特性与区别的主要特性与区别Wavele

7、ngthPowerFP SpectrumWavelengthPowerDFB SpectrumWavelengthPowerVCSEL Spectrum单横模单横模多纵模多纵模单纵模单纵模单纵模单纵模中心波长：中心波长：1310nm, 1550nm光谱宽度：光谱宽度：12nm发射模式：单横模，多纵模发射模式：单横模，多纵模中心波长：中心波长：1310nm, 1550nm光谱宽度：光谱宽度：0.1nm发射模式：单纵模发射模式：单纵模中心波长：中心波长：850nm光谱宽度：光谱宽度：1nm发射模式：单纵模发射模式：单纵模2021-12-318LD基本工作原理基本工作原理-激光器的偏置与调制激光器的

8、偏置与调制If(mA)P(mW)Ith逻辑逻辑1逻辑逻辑0输入电脉冲输入电脉冲IbImIo=Ib+ImPo=(Ib+Im-Ith)/2Po数字调制数字调制If(mA)P(mW)Ith输入电信号输入电信号Io=Ib+ImPo=(Ib-Ith)Po模拟调制模拟调制IbIm输出光脉冲输出光脉冲输出光脉冲输出光脉冲2021-12-3192021-12-3110LD基本工作原理基本工作原理-TOSA结构等效图结构等效图LDPDVcc共阳型激光二极管共阳型激光二极管LDPDGND共阴型激光二极管共阴型激光二极管2021-12-3111TOSA关键性能指标关键性能指标 LD光谱特性光谱特性 中心波长中心波长

9、(p): 激光器发射出的所有光谱线的峰值波长。激光器发射出的所有光谱线的峰值波长。(nm) 光谱宽度光谱宽度(): 半高全宽，即光功率下降至峰值波长一半时光谱宽度。半高全宽，即光功率下降至峰值波长一半时光谱宽度。(nm) 光谱移动光谱移动(p): 峰值波长随着温度变化的程度。峰值波长随着温度变化的程度。(nm/) LD驱动特性驱动特性 阈值电流阈值电流(Ith): 为达到阈值增益所需的注入电流为达到阈值增益所需的注入电流。(mA)(mA) 阈值电流漂移阈值电流漂移( (Ith) ): 阈值电流随温度变化的程度。阈值电流随温度变化的程度。(mA/) 输出光功率输出光功率(Pf): 典型工作电流下

10、的输出光功率。典型工作电流下的输出光功率。(mW or dBm) 斜率效率斜率效率(SE): 激光器将电流转化为光功率的效率。激光器将电流转化为光功率的效率。(mW/mA) 斜率效率漂移斜率效率漂移(SE/ T): 斜率效率随温度变化的程度。斜率效率随温度变化的程度。(%/) 正向电压正向电压(Vf): 驱动电流维持额定输出光功率时激光器管两端的压降。驱动电流维持额定输出光功率时激光器管两端的压降。(V) 光上升光上升/下降时间下降时间: 光功率从光功率从20%上升至上升至80%的时间，反之为下降时间。的时间，反之为下降时间。(ps) 监控光电二极管监控光电二极管(MD)特性特性 背光电流背光

11、电流(Im): 额定输出光功率时监控光电二极管输出电流。额定输出光功率时监控光电二极管输出电流。(uA) 监控光电二极管暗电流监控光电二极管暗电流(Id): 在额定反偏电压下监控光电二极管输出电流。在额定反偏电压下监控光电二极管输出电流。(nA) 跟踪误差跟踪误差(TE): 衡量输出光功率在规定工作温度范围内稳定性。衡量输出光功率在规定工作温度范围内稳定性。(dB)2021-12-3112查阅数据表单查阅数据表单-TOSA2021-12-3113TOSA分类分类TOSA分类应用工作速率工作波长芯片类型光接口形式管脚定义类型SDH/SONET155M622M1.244G2.488G850nmVC

12、SELLC/SC共阴/共阳1310nmFP/DFB1550nmGBE1.0625G850nmVCSEL1310nmFP/DFB1550nmFC1.0625/2.125G850nmVCSEL1310nmFP/DFB1550nmCWDM155M2.67G12701610nmFP/DFBDWDM155M2.67G1563.05 1528.77nmDFB10G (SDH, Ethernet, FC shared)9.95310.709G850nmVCSEL1310nmFP/DFB1550nm2021-12-3114TOSA主要类型介绍主要类型介绍SC FP/DFB TOSATOP VIEWLC FP/

13、DFB TOSATOP VIEWSC VCSEL TOSATOP VIEWLC VCSEL TOSATOP VIEW2021-12-3115TOSA基本结构基本结构SiOBLens cap with 8O facetHeaderZ-BushingReceptacleIsolatorLensWindow-capPD ChipLD ChipFiber StubSplit SleevePD SubmountPD ChipLD ChipLD SubmountHeader+SiOB+LD Chip+PD Chip+Cap=To-CanTo-Can+Isolator+Z-Bushing+Receptacl

14、e=TOSATo-Can2021-12-3116TOSA部件装配演示部件装配演示2021-12-3117TOSA生产工艺流程生产工艺流程TOSA To-Can制造流程制造流程Die Mount LD&PD Chip To Submount贴贴LD&PD芯片到芯片到陶瓷片上陶瓷片上Die Mount COC To Header贴贴COC到到HeaderWire Bonding金线焊接金线焊接Tack Weld预封盖焊接预封盖焊接Cap Weld封盖焊接封盖焊接Gross Leak Test粗检漏粗检漏Visual Inspection贴片、金线目检贴片、金线目检Fine Leak

15、 Test细检漏细检漏Weld Inspection封盖目检封盖目检Pre-Purge Test老化前测试老化前测试Burn-In老化老化Post-Purge Test老化后测试老化后测试Visual Inspection外观检查外观检查TOSA 制造流程制造流程Attach Isolator To To-Can Cap贴光隔离器贴光隔离器Laser Marking激光打标激光打标Align & Laser Welding耦合及激光焊接耦合及激光焊接Inspection Of Weld Spot焊点检查焊点检查Final Test终测终测Final Inspection外观检查外观检查

16、TC ScreeningTC老化筛选老化筛选Package包装包装EndTOSA关键工艺简介关键工艺简介Cap (Aspherical/ ball Lens)Header (Stem)ChipMonitor PDSubmount2021-12-3119TOSA关键工艺简介关键工艺简介 Die Attach芯片粘贴芯片粘贴(焊料覆盖大于焊料覆盖大于50%)Wire Bonding金线焊接金线焊接(焊点、高度、弧度焊点、高度、弧度)Cap Weld封盖焊接封盖焊接(焊带、接缝、位置焊带、接缝、位置)Laser Welding激光焊接激光焊接(位置、裂纹、接合、颜色位置、裂纹、接合、颜色)2021-

17、12-3120TOSA测试原理简介测试原理简介L-I CurveTOSA输出光功率与驱输出光功率与驱动电流间的曲线特性动电流间的曲线特性 V-I CurveTOSA激光二极管电压激光二极管电压与驱动电流间的曲线特与驱动电流间的曲线特特性特性 M-I CurveTOSA监控光电二极管监控光电二极管电流与驱动电流间的曲电流与驱动电流间的曲线特性线特性 Optical SpectrumTOSA光谱特性光谱特性 +2021-12-3121PD基本工作原理基本工作原理-输入输出特性输入输出特性输入输出特性输入输出特性P(mW)Ip(mA)8001600(nm)R(A/W)响应度和波长的关系响应度和波长的

18、关系Ip=RP。R=Ip/P(A/W)称为称为响应度响应度。该特性表明光电二极管将光信号转该特性表明光电二极管将光信号转换为电信号的效率。当输出光功率换为电信号的效率。当输出光功率达到一定值时，光电转换效果将趋达到一定值时，光电转换效果将趋于于饱和饱和。R(/1248)(nm)。响应度与波长在。响应度与波长在一定范围内呈一定范围内呈线性正比关系线性正比关系。说明。说明波长越长，相同数量的光能产生的波长越长，相同数量的光能产生的电流就越大。电流就越大。长截止波长长截止波长，短截止短截止波长波长。2021-12-3122PD基本工作原理基本工作原理-PD等效电路图等效电路图PD+-光光+-Rf反馈

19、电阻反馈电阻前置放大器前置放大器TIAVout=IpRzRz: 前置放大器等效输入阻抗前置放大器等效输入阻抗(互阻抗互阻抗)Ip: 光电二极管输出光电流光电二极管输出光电流ROSA=PD+TIAHousing2021-12-31232021-12-3124ROSA关键性能指标关键性能指标 PD特性特性 响应度响应度(R): 单位输入光功率下所产生的光电流。单位输入光功率下所产生的光电流。(A/W) 工作波长工作波长(): 有效工作波长范围。有效工作波长范围。 暗电流暗电流(Id): 正常反向偏压下，无光输入时正常反向偏压下，无光输入时PD输出电流。输出电流。(nA) 带宽带宽(BW): 在无重

20、大错误情况下，光电二极管所能检测到的最大频率，或在无重大错误情况下，光电二极管所能检测到的最大频率，或比特率比特率(Hz或或bps)。 击穿电压击穿电压(Vbr): APD芯片反向偏压到达饱和状态时的电压。芯片反向偏压到达饱和状态时的电压。(V) 增益增益(M): APD芯片雪崩增益。芯片雪崩增益。 ROSA特性特性 灵敏度灵敏度(Psen): 在规定的误码率要求下所能检测到的最小光功率。在规定的误码率要求下所能检测到的最小光功率。(dBm) 饱和功率饱和功率 (Psat): 在规定的误码率要求下所能检测到的最大光功率。在规定的误码率要求下所能检测到的最大光功率。(dBm) -3dB带宽带宽(

21、BW): 在指定输入光功率时，当输出信号辐度降为峰值一半时的在指定输入光功率时，当输出信号辐度降为峰值一半时的频率宽度。频率宽度。(Hz) 差分输出阻抗差分输出阻抗(Ro): 差分输出的等效电阻。差分输出的等效电阻。(ohm) 差分输出电平差分输出电平(Vp-p): 指定输入光功率点的指定输入光功率点的TIA差分输出电平。差分输出电平。(mV)2021-12-3125查看数据表单查看数据表单-ROSA2021-12-3126ROSA分类分类ROSA分类应用工作速率工作波长芯片类型光接口形式管脚定义类型SDH/SONET155M622M1.244G2.488G850nmGaAs For 850n

22、m InGaAs For 1310/1550PIN-TIAFor Short DistanceAPD-TIAFor Long Distance LC/SC4pin For PIN-TIA5pins For APD-TIA1310nm1550nmGBE1.0625G850nm1310nm1550nmFC1.0625/2.125G850nm1310nm1550nmCWDM155M2.67G12701610nmDWDM155M2.67G1563.05 1528.77nm10G (SDH, Ethernet, FC shared)9.95310.709G850nm1310nm1550nm2021-12

23、-3127ROSA主要类型介绍主要类型介绍SC InGaAs ROSATOP VIEWLC InGaAs ROSATOP VIEWSC GaAs ROSATOP VIEWLC GaAs ROSATOP VIEW2021-12-31ROSA基本结构基本结构DataDataVccGNDPD1nFIN1nFFilter2021-12-3129ROSA基本结构基本结构HeaderWindow CapPlastic BarrelTIAPDCeramic SubmountCapacitorResistor2021-12-3130ROSA生产工艺流程生产工艺流程ROSA To-Can制造流程制造流程Die

24、Mount CPT RES CER贴电容电阻陶瓷片贴电容电阻陶瓷片Die Mount PD Chip To CER贴贴PD芯片到芯片到CERWedge Bonding金线焊接金线焊接Tack Weld预封盖焊接预封盖焊接Cap Weld封盖焊接封盖焊接Gross Leak Test粗检漏粗检漏Visual Inspection贴片、金线目检贴片、金线目检Fine Leak Test细检漏细检漏Weld Inspection封盖目检封盖目检Pre-Purge Test老化前测试老化前测试Burn-In老化老化Post-Purge Test老化后测试老化后测试Visual Inspection外观

25、检查外观检查Die Mount AMP贴放大器芯片贴放大器芯片Ball Bonding金线球焊接金线球焊接Pre-cap Test封盖前测试封盖前测试ROSA 制造流程制造流程Align & Apply Epoxy/Cure外观检查外观检查Final Test终测终测Final Inspection外观检查外观检查Package包装包装End2021-12-3131ROSA关键工艺简介关键工艺简介 Die Attach芯片粘贴芯片粘贴(焊料覆盖大于焊料覆盖大于50%)Wire Bonding金线焊接金线焊接(焊点、高度、弧度焊点、高度、弧度)Cap Weld封盖焊接封盖焊接(焊带、接缝

26、、位置焊带、接缝、位置)Align & Apply Epoxy/Cure耦合、点胶、固化耦合、点胶、固化(胶量均匀覆盖、固化时间胶量均匀覆盖、固化时间)2021-12-3132ROSA测试原理简介测试原理简介SensitivityROSA灵敏度测试灵敏度测试 Breakdown VoltageAPD芯片击穿电压测芯片击穿电压测试试GainAPD芯片增益测试芯片增益测试 APD Dark CurrentAPD芯片暗电流测试芯片暗电流测试 +2021-12-3133TOSA/ROSA常见问题介绍常见问题介绍(To-Can)镀金层划伤、缺镀金层划伤、缺损或粘有焊锡等损或粘有焊锡等管脚粘有焊锡或管脚粘有焊锡或镀金层缺损镀金层缺损镀金层氧化镀金层氧化To-Can封盖开缝封盖开缝To-Can封盖焊带封盖焊带缺陷缺陷To-Can Cap玻璃玻璃开裂开裂BATo-Can玻璃封装玻璃封装碎裂或脱落碎裂或脱落To-Can玻璃封装玻璃封装碎裂或脱落碎裂或脱落2021-12-3134TOSA/ROSA常见问题介绍常见问题介绍激光焊点开裂激光焊点开裂激光焊点位激光焊点位置过低置过低激光焊点位激光焊点位置过高置过高激光焊点开缝激光焊点开缝激光焊点离激光焊点离Z-Bushing太近太近穿透焊点过浅穿透焊点过浅穿透焊点过深穿透焊点过深焊点变色焊点变色2021-12-31