٣. أنواع الليزر في المرسلات الضوئية: دليل شامل

١. تعد وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية مكونات بالغة الأهمية في أنظمة الاتصالات الليفية الحديثة، حيث تعمل كجسر بين الإشارات الكهربائية والإشارات الضوئية. وفي قلب هذه الأجهزة تكمن ٨. ديود الليزر, ٢.‏، التي تحدد الأداء والكفاءة ومدى ملاءمتها للتطبيقات. ويستعرض هذا المقال أنواع الليزر المستخدمة في الوحدات الضوئية، ومبادئ عملها، وتصنيفاتها، والاختلافات الجوهرية بينها، مع التعريف بكيفية استفادة ٤٠. LINK-PP ٣.‏ من هذه التقنيات.

٤.‏ ١. ما هو ديود الليزر في وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية؟

٥.‏ ديود الليزر هو جهاز شبه موصل يحوّل الإشارات الكهربائية إلى نبضات ضوئية متماسكة لإرسالها عبر الكابلات الليفية. وعلى عكس ثنائيات الإضاءة (LED)، فإن ديودات الليزر تُنتج ضوءًا مركزًا عالي الشدة وبأطوال موجية دقيقة، مما يمكّن من إرسال البيانات بسرعات عالية على مسافات طويلة. وهذه التقنية أساسية في ٣. وحدات الإرسال والاستقبال البصرية, ٦.‏، التي تُنصَب في مراكز البيانات وشبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية والبنية التحتية المؤسسية.

---

٧.‏ ٢. كيف تعمل ديودات الليزر؟

٨.‏ تعمل ديودات الليزر من خلال ٩.‏ الانبعاث المحفَّز. ١٠.‏. وعند مرور تيار كهربائي عبر المادة شبه الموصلة، تتحد الإلكترونات مع الثقوب الإلكترونية، مطلقةً فوتونات. ثم تنعكس هذه الفوتونات بين السطوح المُraiّة داخل تجويف الديود، فتتضاعف لتشكِّل شعاع ضوء متماسك. أما طول موجة هذا الضوء — الذي يكون عادةً ٨٥٠ نانومتر أو ١٣١٠ نانومتر أو ١٥٥٠ نانومتر — فيعتمد على مادة الديود وبنيته.

١١.‏ ٣. تصنيف ديودات الليزر في الوحدات الضوئية

١٢.‏ تستخدم وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية أربعة أنواع رئيسية من الليزر، وكلٌّ منها مُحسَّن لحالات استخدام محددة:

١٣.‏ أ. ليزر VCSEL (ليزر الانبعاث السطحي ذي الغرفة الرأسية)

• ١٣. الطول الموجي١٤.‏: ٨٥٠ نانومتر (للألياف متعددة الأنماط).

• حلول الشبكات الصناعية١٥.‏: روابط قصيرة المدى وعالية السرعة (مثل الروابط الداخلية لمراكز البيانات).

• ٢٣. المزايا١٦.‏: استهلاك منخفض للطاقة، وتكلفة اقتصادية.

• ٤٥. مثال: ١٧.‏ وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية من نوع LINK-PP QSFP28 SR4 بسعة ١٠٠ جيجابت/ثانية ٥.‏ LQ-M85100-SR4C ١٨.‏ تُستخدم في البنية التحتية للسحابة.

١٩.‏ ب. ليزر FP (ليزر فابري-بيرو)

• ١٣. الطول الموجي٢٠.‏: ١٣١٠ نانومتر أو ١٥٥٠ نانومتر (للألياف أحادية النمط).

• حلول الشبكات الصناعية٢١.‏: اتصالات متوسطة المسافة (تصل إلى ٢٠ كيلومترًا).

• ٦. العيوب٢٢.‏: عرض الطيف الأوسع يحد من تطبيقات السرعات العالية.

٢٣.‏ ج. ليزر DFB (ليزر التغذية الراجعة الموزَّعة)

• ١٣. الطول الموجي٢٤.‏: ١٣١٠ نانومتر أو ١٥٥٠ نانومتر (أحادي النمط).

• حلول الشبكات الصناعية١.‏: شبكات النقل لمسافات طويلة (٤٠ كم فأكثر)، وأنظمة بسرعات تتراوح بين ١٠ جيجابت/ثانية و١٠٠ جيجابت/ثانية فأكثر.

• ٢٣. المزايا٢.‏: عرض نطاق ضيق، واستقرار ممتاز في الطول الموجي.

• ٣.‏: لمحة عن العلامة التجارية: ٤٠. LINK-PP ٤.‏: تدمج الشركة ليزرات DFB في وحداتها الترابطية المتماسكة من فئة ٤٠٠ جيجابت/ثانية ZR+ للشبكات الاتصالية.

٥.‏: د. ليزر مُعدّل بالامتصاص الكهرو-بصري (EML)

• ١٣. الطول الموجي٦.‏: ١٥٥٠ نانومتر (النطاق C).

• حلول الشبكات الصناعية٧.‏: نقل عالي السرعة لمسافات طويلة بين مراكز البيانات (DCI).

٨.‏: ٤. الفروق الرئيسية ومعايير الاختيار

٣. المعلَّمة	٥٢. ليزر الـ FP	٥٣. ليزر الـ DFB	٧. ليزر VCSEL	٢٥.‏ منظِّم إرسال ليفي مدمج (EML)
١٣. الطول الموجي	٤٤. ١٣١٠ نانومتر، ١٥٥٠ نانومتر	٩.‏: ١٣١٠ نانومتر، والنطاق C	١٠.‏: ٨٥٠ نانومتر، و٩٤٠ نانومتر	١١.‏: النطاق C، والنطاق L
١٢.‏: النقل	١٣.‏: ≤٢٠ كم	١٤.‏: ≤٨٠ كم	١٥.‏: ≤٣٠٠ متر (ألياف متعددة الأنماط MMF)	١٦.‏: ≤١٢٠ كم
٤٤. التكلفة	٧. منخفضة	٣٣. معتدل	٧. منخفضة	٦٤. مرتفع
الأفضل لـ	١٧.‏: شبكات المنطقة المحلية (LANs)، والشبكات البصرية السلبية (PON)	١٨.‏: شبكات المناطق الحضرية (Metro networks)	٦٣. مراكز البيانات	١٩.‏: شبكات النقل لمسافات طويلة باستخدام تقنية التعددية الموجية الكثيفة (Long-haul DWDM)

٤٠. LINK-PP ٢٠.‏: يُكيّف ٧. قابلة للتبديل الساخن ٢١.‏: الحلول استنادًا إلى هذه العوامل. على سبيل المثال، فإن ٢٢.‏: وحدات ٤٠٠ جيجابت/ثانية ZR+ المتماسكة ٢٣.‏: تدمج ليزرات EML لربط مراكز البيانات الضخمة، بينما ٢٤.‏: وحدات الإرسال والاستقبال القائمة على ليزرات VCSEL ٢٥.‏: تخدم صفوف الخوادم عالية الكثافة.

---

٢٦.‏: ٥. لماذا يهم اختيار الليزر لوحدات الإرسال والاستقبال البصرية

٢٧.‏: إن اختيار الليزر المناسب يضمن توافقه مع متطلبات الشبكة:

• ٥٢. المسافة٢٨.‏: ليزرات DFB/EML للنقل لمسافات طويلة مقابل ليزرات VCSEL للنقل لمسافات قصيرة.

• ٢٤. السرعة٢٩.‏: التضمين الخارجي يمكّن من تحقيق سعات تصل إلى مستوى التيرابيت.

• ١. الكفاءة من حيث التكلفة٣٠.‏: ليزرات FP/VCSEL تقلل التكاليف في الشبكات الطرفية.

---

٣١.‏: باختصار، إن فهم أنواع ديودات الليزر أمرٌ جوهريٌّ لتحسين أداء الشبكة. سواء كنت تُركّب وحدات إرسال واستقبال متطورة قائمة على ليزرات EML أو حلولًا اقتصادية قائمة على ليزرات VCSEL،, ٤٠. LINK-PP ٣٢.‏: قد توفّر خدمةً موثوقةً.