随着网际网路的出现,人们不断发现新的应用方法,例如资料传输、视讯会议等。这些应用都需要更快的传输速度,因此光纤通讯以其超快的频宽与极低的传输损耗,一直是满足这些需求的终极解决方案。光通讯的原理是利用光纤(fiber)来传递光讯号,如(表一)所示是光通讯和其它不同的通讯方法比较表。由表中可明显看出,光通讯的频宽可达百亿位元(10Gbs),远大于其余各种通讯方法,而且其损耗也很低,每公里只有0.2dB。事实上,由于光纤本身的频宽可达500亿赫兹(50GHz)以上,因此光通讯的频宽是被电子零件的频宽所限制住,但是随着近年来制程进步与电晶体速度的提升,光通讯电路也变得越来越重要。现在市面上的宽频上网大部份都是利用ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line),它的好处是只要用现有的电话线路即可,但是它的损耗相当大,因此频宽没办法作到很高,尤其是对于像视讯会议这种须要双向都很快的应用是没有办法的。是故,未来光纤到家(fiber to the home;FTTH)会成为必然的趋势,台湾地小人稠,正好适合这种光纤到家的终极解决方案,光通讯电路势必会成为下一代网路通讯的骨干。另外,由于光通讯电路接收端是整个光通讯电路当中最困难的部份,因此本文将针对光通讯电路接收端进行深入的探讨,并针对矽锗技术的应用作详细说明与分析。
光通讯电路接收端架构简介
光通讯电路接收端架构如(图一)所示,光信号经由光纤传送,先到达光侦测器(Photodetector;PD),将光信号转换为光电流。接下来再由转阻放大器(Transimpedance Amplifier;TIA)将光电流转换为电压信号,再经限制放大器(Limiting Amplifier;LA)将电压信号放大到可以当作数位信号的程度。接下来再将此信号送给数据时脉回复电路(Clock and Data Recovery;CDR),判断资料为0或1,并顺便以资料的速度产生一固定时脉的方波信号,让后级的数位电路可以使用这个转换出来的信号。 ... ...