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Trasmissione ottica di dati

La richiesta sempre crescente di velocità di trasmissione più alte a costi più bassi e con un minor consumo di corrente impone l’adozione di metodi di comunicazione all’avanguardia. Le connessioni ottiche sono dunque fondamentali. La tecnologia della fibra ottica è la più affidabile e permette di trasmettere i dati nel range dei GHz a grandi distanze e senza interferenze elettromagnetiche.

L’utilizzo della trasmissione ottica dei dati è aumentato in scala esponenziale: può essere considerata l’elemento che ha dato la maggiore spinta all’ulteriore sviluppo di Internet, dei sistemi di rete, della televisione via cavo e della telecomunicazione. I Multi Mode VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Lasers) giocano un ruolo determinante per molte applicazioni che richiedono distanze fino a 300 metri. Questo perché offrono vantaggi inequivocabili, come una bassa corrente di polarizzazione e un’elevata resa, con il conseguente abbassamento del consumo di corrente e dei costi. TRUMPF è il fornitore ottimale per un rapporto commerciale a lungo termine e offre soluzioni con VCSEL e fotodiodi.

Cos’è la trasmissione ottica di dati?

Nella moderna tecnica di trasmissione ottica viene inviato un segnale ottico codificato con una sorgente di luce, come un VCSEL; tale segnale viene ricevuto all’altro capo da un fotorilevatore e qui viene decodificato per poter trasmettere le informazioni. I cavi a fibre ottiche sono il mezzo più diffuso per instaurare una connessione per la trasmissione ottica dei segnali.

Come funziona la trasmissione ottica di dati?

Una connessione di comunicazione in fibra ottica comprende un transceiver ad ogni capo di un cavo a fibre ottiche di una determinata lunghezza. Il trasmettitore del transceiver codifica e invia il segnale luminoso sul cavo a fibre ottiche, mentre il ricevitore del transceiver riceve e decodifica tale segnale luminoso in un segnale elettrico.

Per velocità di trasmissione basse il segnale ottico viene modulato come segnale NRZ. Per velocità di trasmissione più elevate, in genere superiori a 25 Gbit/s, viene utilizzata la modulazione PAM4. Le prestazioni dell’intera connessione e dei singoli componenti vengono valutate sulla base di parametri differenti, come lo strumento ottico, il bit error rate (BER) e la potenza per segnali piccoli e grandi. Un parametro importante è anche la potenza dissipata. Anche i componenti ottici della comunicazione devono soddisfare determinati standard.

Come vengono utilizzati i VCSEL e i fotodiodi nella tecnica di trasmissione su fibra ottica

Transceiver

Un transceiver ottico è un dispositivo con doppia funzione di invio e ricezione di un segnale ottico e di conversione di un segnale elettrico in un segnale ottico. Nella trasmissione il ruolo cruciale è svolto dai VCSEL, in cui il segnale elettrico viene convertito in segnale ottico, prima che venga trasmesso sulla fibra ottica. Per quanto riguarda la ricezione, il processo è invertito e il ruolo principale è svolto da un fotodiodo. I transceiver di regola vengono inseriti in uno switch, un router o un modulo con scheda NIC; i transceiver sono dunque una parte di un sistema più ampio.

AOC

Un cavo ottico attivo (AOC) è formato da una fibra ottica di una determinata lunghezza; su ciascuna delle sue due estremità è predisposto un transceiver. Questa connessione è già ottimizzata per la rispettiva lunghezza. Il lavoro dell’utente risulta quindi semplificato, poiché non servono ulteriori ottimizzazioni dopo l’inserimento.

Cavi consumer

Per la trasmissione di dati su un cavo a fibre ottiche sono previsti cavi consumer e porte I/O che permettono di collegare le utenze, come televisori e computer desktop. A seconda dell’applicazione finale, per lo sviluppo di cavi HDMI, Thunderbolt, USB o micro USB vengono utilizzati VCSEL e fotodiodi.

Quali sono le applicazioni e i vantaggi della comunicazione su fibra ottica?

La telecomunicazione su fibra ottica offre però un’opportunità sicura, di alta qualità ed economica per trasmettere grandi quantità di dati su distanze brevi e lunghe. Nei centri di calcolo, per la trasmissione dei dati tra memorie, server, switch e router vengono utilizzati cavi a fibre ottiche. I laser e i fotodiodi sono inoltre gli attivatori della crescita esplosiva di applicazioni per utenti finali come Internet a banda larga, la televisione HD, i servizi di streaming video, le videoconferenze live, la telemedicina e il telelavoro.

VCSEL e fotodiodi di TRUMPF per la comunicazione ottica

Le moderne applicazioni per la comunicazione dati richiedono l’utilizzo di componenti ottici allo stato della tecnica.

TRUMPF Photonic Components è un rinomato fornitore di VCSEL e fotodiodi per la comunicazione dati su cavi a fibre ottiche. TRUMPF ha già fornito più di 2 miliardi di dispositivi ottici nei settori comunicazione dati, sistemi a sensori e sistemi di riscaldamento industriali. Disponiamo della conoscenza tecnica e dell’esperienza di produzione che ci permettono non soltanto di fornire prodotti di alta qualità, ma anche di supportare i nostri clienti nel loro utilizzo.

Prodotti su misura

Oltre alle soluzioni standard, si possono sviluppare anche soluzioni personalizzate per ogni cliente, ad es. per quanto riguarda il formato degli array, il layout dei chip, la lunghezza d’onda d’emissione, i contatti saldati o l’emissione superficiale.

Prodotti superiori agli standard industriali

Le nostre soluzioni basate su VCSEL e fotodiodi sono conformi agli standard industriali in vigore, ad esempio l’IEEE. I componenti garantiscono resa e affidabilità eccellenti.

Elevata affidabilità

I nostri componenti vengono testati per garantire un’eccellente affidabilità. Test applicativi confermano la lunga durata utile di VCSEL e fotodiodi in condizioni estreme.

Il nostro ingegnere applicativo Jeroen Dragt presenta un’applicazione con VCSEL da 56 G e fotodiodo di TRUMPF.

Il diagramma a occhio mostra l’alta qualità della trasmissione dati di un VCSEL di TRUMPF, che funziona a una velocità di 25 Gbit/s a 90 °C.

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