ตัวบ่งชี้ของมอดูเลเตอร์ Mach-Zehnder

ตัวชี้วัดของเครื่องปรับโมดูเลเตอร์ Mach-Zehnder

เครื่องปรับสัญญาณ Mach-Zehnder (เรียกย่อๆ ว่าโมดูเลเตอร์ MZM) เป็นอุปกรณ์หลักที่ใช้ในการมอดูเลตสัญญาณแสงในสาขาการสื่อสารด้วยแสง เป็นส่วนประกอบสำคัญของตัวปรับคลื่นไฟฟ้าออปติกและตัวชี้วัดประสิทธิภาพส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการส่งข้อมูลและเสถียรภาพของระบบสื่อสาร ต่อไปนี้คือบทนำเกี่ยวกับตัวชี้วัดหลัก:

พารามิเตอร์ทางแสง

1. แบนด์วิดท์ 3dB: หมายถึงช่วงความถี่เมื่อแอมพลิจูดของสัญญาณเอาต์พุตของมอดูเลเตอร์ลดลง 3dB โดยหน่วยเป็น GHz ยิ่งแบนด์วิดท์สูง อัตราการส่งสัญญาณที่รองรับก็จะสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น แบนด์วิดท์ 90GHz สามารถรองรับการส่งสัญญาณ PAM4 ได้ถึง 200Gbps

2. อัตราส่วนการสูญเสียสัญญาณ (ER): อัตราส่วนของกำลังแสงเอาต์พุตสูงสุดต่อกำลังแสงเอาต์พุตต่ำสุด มีหน่วยเป็นเดซิเบล ยิ่งอัตราส่วนการสูญเสียสัญญาณสูงเท่าใด ความแตกต่างระหว่าง "0" และ "1" ในสัญญาณก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้น และความสามารถในการป้องกันสัญญาณรบกวนก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น

3. การสูญเสียการแทรก: การสูญเสียพลังงานแสงที่เกิดจากตัวปรับสัญญาณ มีหน่วยเป็นเดซิเบล ยิ่งการสูญเสียการแทรกต่ำ ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบก็จะสูงขึ้น

4. การสูญเสียการสะท้อนกลับ: อัตราส่วนของกำลังแสงที่สะท้อนกลับที่ปลายด้านอินพุตต่อกำลังแสงที่อินพุต มีหน่วยเป็นเดซิเบล การสูญเสียการสะท้อนกลับที่สูงสามารถลดผลกระทบของแสงที่สะท้อนกลับต่อระบบได้

พารามิเตอร์ทางไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่น (Vπ): แรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการสร้างความแตกต่างของเฟส 180° ในสัญญาณออปติคัลเอาต์พุตของมอดูเลเตอร์ วัดเป็น V ยิ่ง Vπ ต่ำ ความต้องการแรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์ก็จะยิ่งน้อยลง และการใช้พลังงานก็จะยิ่งลดลง

2. ค่า VπL: ผลคูณของแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่นและความยาวของตัวปรับสัญญาณ ซึ่งสะท้อนถึงประสิทธิภาพการมอดูเลต ตัวอย่างเช่น VπL = 2.2V·cm (L=2.58mm) แสดงถึงแรงดันไฟฟ้ามอดูเลตที่ต้องการที่ความยาวเฉพาะ

3. แรงดันไบอัส DC: ใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพจุดการทำงานของตัวปรับเปลี่ยนและป้องกันการดริฟต์แบบอคติที่เกิดจากปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิและการสั่นสะเทือน

ตัวชี้วัดสำคัญอื่นๆ

1. อัตราข้อมูล: ตัวอย่างเช่น ความสามารถในการส่งสัญญาณ PAM4 200Gbps สะท้อนถึงความสามารถในการสื่อสารความเร็วสูงที่รองรับโดยตัวมอดูเลเตอร์

2. ค่า TDECQ: ตัวบ่งชี้สำหรับวัดคุณภาพของสัญญาณที่ถูกมอดูเลต มีหน่วยเป็นเดซิเบล ยิ่งค่า TDECQ สูง ความสามารถในการป้องกันสัญญาณรบกวนของสัญญาณก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น และอัตราความผิดพลาดของบิตก็จะยิ่งต่ำลง

สรุป: ประสิทธิภาพของโมดูเลเตอร์ March-Zendl ถูกกำหนดโดยตัวบ่งชี้ต่างๆ เช่น แบนด์วิดท์ออปติคัล อัตราส่วนการสูญเสียสัญญาณ การสูญเสียสัญญาณแทรก และแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่น แบนด์วิดท์สูง การสูญเสียสัญญาณแทรกต่ำ อัตราส่วนการสูญเสียสัญญาณสูง และ Vπ ต่ำ เป็นคุณสมบัติหลักของโมดูเลเตอร์ประสิทธิภาพสูง ซึ่งส่งผลโดยตรงต่ออัตราการส่งข้อมูล ความเสถียร และการใช้พลังงานของระบบสื่อสารด้วยแสง