En nuestras aplicaciones prácticas, hemos descubierto un fenómeno: la mayoría de los módulos SFP de fibra de 1.25 G utilizan detectores PIN en lugar de detectores APD. ¿Por qué?
Hay principalmente dos razones:
- La sensibilidad de los receptores PIN es suficiente para cumplir con los estándares de transmisión de 1.25 G (como distancias cortas a medias).
- El APD tiene un costo más elevado y requiere circuitos de polarización complejos, por lo que no resulta rentable usarlo a bajas velocidades. Se utiliza principalmente para comunicaciones de larga distancia con velocidades de transmisión de 10G o superiores.
A continuación se muestra la comparación de las principales diferencias:
| Tipo de receptor | PIN (fotodiodo) | APD (Fotodiodo de avalancha) |
| Sensibilidad del receptor | Baja (suficiente para distancias cortas de 1.25 G) | Extremadamente alta (capaz de amplificar señales luminosas débiles) |
| Tensión de trabajo | Bajo (normalmente 3.3 V son suficientes) | Alto (de decenas a cientos de voltios) |
| Costo | Artesanía barata y de calidad. | Proceso de fabricación costoso y complejo |
| Complejidad del circuito | Sencillo (simplemente haz zoom) | Complejo (requiere un circuito de compensación de sesgo APC/ATC adicional) |
Diferencias específicas entre PIN y APD
Costo y diferencias estructurales
- Receptor PIN: estructura simple, tecnología madura y muy baja productcosto del ión.
- Receptor APDLa estructura es compleja, requiere un control de proceso extremadamente riguroso y el chip en sí es caro.
- Circuito periférico: El funcionamiento del APD requiere una polarización de alto voltaje de decenas o incluso cientos de voltios, lo que exige el diseño adicional de un circuito elevador de alto voltaje y un circuito de compensación de temperatura, lo que aumenta significativamente el coste total del hardware.
Coincidencia de requisitos de rendimiento
- La demanda de 1.25 G: Módulos ópticos 1.25G (como Gigabit Ethernet, Fiber Channel) se utilizan normalmente para transmisiones de corta distancia o intermedias dentro de un rango de 20 kilómetros.
- Sensibilidad suficiente: Dentro de este rango de distancia, la sensibilidad del receptor PIN (normalmente alrededor de -20 dBm) cumple plenamente con los requisitos de recepción de la señal.
- Uso excesivo: La principal ventaja del APD radica en su altísima sensibilidad (hasta -30 dBm o menos), que se utiliza para transmisiones de larga distancia (más de 40 kilómetros). El uso de APD en distancias cortas se considera un rendimiento excesivo.
Potencia óptica saturada y riesgo de quemaduras
- Punto de sobrecarga bajo: El fotodiodo de avalancha (APD) es muy delicado, y una potencia óptica de entrada ligeramente superior (generalmente entre -6 dBm y -10 dBm) puede provocar su saturación o incluso su quemado. Si se utiliza para transmisiones de corta distancia, es necesario añadir un atenuador de fibra óptica.
- El PIN es más duradero: La potencia óptica de saturación del receptor PIN suele ser superior a 0 dBm, lo que le confiere una gran resistencia a las perturbaciones ópticas. No requiere atenuadores ópticos adicionales en redes de corta distancia, lo que lo hace más seguro y cómodo de usar.
Consumo de energía y calor
- PIN: Bajo voltaje de funcionamiento (normalmente 3.3 V), consumo de energía extremadamente bajo y baja generación de calor.
- APDEl funcionamiento a alto voltaje aumenta significativamente el consumo total de energía y la generación de calor del módulo, lo que no favorece la miniaturización ni el despliegue de alta densidad de los módulos ópticos.
¿Cuándo utilizará también APD el módulo SFP de 1.25 G?
Solo cuando el módulo óptico de 1.25 G necesita lograr una transmisión de ultra larga distancia (como 40 km, 80 km o más) , debido a la enorme pérdida de fibra, la señal óptica que llega al extremo receptor es muy débil, y se utiliza un receptor APD para obtener una "ganancia de avalancha", mejorando así la sensibilidad de recepción a entre -30 dBm y -37 dBm.
Conclusión
Como empresa madura y sensible a los costos product, eligiendo un receptor PIN con Circuito sencillo, de bajo costo y que no se quema fácilmente. es la solución óptima para la selección de mercado y tecnología de módulos ópticos de 1.25 G, Sin dejar de cumplir con los estándares de rendimiento, los detectores APD se convierten en una opción necesaria únicamente en velocidades de transmisión más altas, como 10G/40G/100G, o en enlaces de ultra larga distancia (más de 40 km), donde la sensibilidad del receptor disminuye debido al aumento de la velocidad.
Preguntas Frecuentes
El módulo SFP-1.25G-ZX100 que compré tiene un detector PIN, como se indica en la hoja de datos. Su potencia de transmisión es de 0 a +5 dB y su sensibilidad de recepción es de -28 a -3 dBm. ¿Utiliza un receptor PIN? ¿Hay algún error en la descripción?
Según su descripción, es muy probable que se haya utilizado un receptor APD para 100 km, ya que con los receptores PIN convencionales es prácticamente imposible alcanzar los -28 dBm sin una costosa amplificación óptica o procesos extremos. Esto ya supera el límite de funcionamiento de los receptores APD.
¿Necesito un detector PIN o APD para un módulo óptico gigabit de 120 km?
A una velocidad de 1.25 G gigabit, la sensibilidad típica de los APD oscila entre -28 dBm y -32 dBm, mientras que el límite de los receptores PIN se sitúa entre -20 dBm y -24 dBm, por lo que deben utilizarse detectores APD.
Para un transceptor de fibra óptica de 1.25 Gbps y 40 km, ¿se recomienda utilizar detectores PIN o APD?
Para transceptores de fibra óptica con un alcance de 40 km, se recomienda encarecidamente utilizar detectores PIN en lugar de APD. Dado que el presupuesto de enlace se duplica, no es necesario añadir atenuación óptica y el coste es menor.
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