Skład urządzeń komunikacji optycznej

Składurządzenia komunikacji optycznej

System komunikacyjny z falą świetlną jako sygnałem i światłowodem jako medium transmisyjnym nazywa się systemem komunikacji światłowodowej. Zalety komunikacji światłowodowej w porównaniu z tradycyjną komunikacją kablową i bezprzewodową to: duża przepustowość, niskie straty transmisji, wysoka odporność na zakłócenia elektromagnetyczne, wysoki poziom poufności, a surowcem do produkcji światłowodowego medium transmisyjnego jest dwutlenek krzemu o dużej pojemności. Ponadto, światłowód charakteryzuje się małymi rozmiarami, niską wagą i niskim kosztem w porównaniu z kablem.
Poniższy diagram przedstawia elementy prostego układu scalonego fotonicznego:laser, urządzenie do ponownego wykorzystania i demultipleksowania optycznego,fotodetektorImodulator.

Podstawowa struktura dwukierunkowego systemu komunikacji światłowodowej obejmuje: nadajnik elektryczny, nadajnik optyczny, włókno transmisyjne, odbiornik optyczny i odbiornik elektryczny.
Szybki sygnał elektryczny jest kodowany w nadajniku elektrycznym i przekazywany do nadajnika optycznego, następnie zamieniany na sygnały optyczne przez urządzenia elektrooptyczne, np. urządzenie laserowe (LD), a następnie łączony z włóknem transmisyjnym.
Po transmisji sygnału optycznego na duże odległości światłowodem jednomodowym, wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem może zostać użyty do wzmocnienia sygnału optycznego i kontynuacji transmisji. Po odbiorze sygnału optycznego, jest on konwertowany na sygnał elektryczny przez PD i inne urządzenia, a następnie odbierany przez odbiornik elektryczny poprzez dalszą obróbkę elektryczną. Proces wysyłania i odbierania sygnałów w przeciwnym kierunku przebiega tak samo.
Aby osiągnąć standaryzację sprzętu w ramach łącza, nadajnik optyczny i odbiornik optyczny znajdujące się w tym samym miejscu są stopniowo integrowane w optyczny transceiver.
Wysoka prędkośćModuł transceivera optycznegoskłada się z Podzespołu Optycznego Odbiornika (ROSA); Podzespołu Optycznego Nadajnika (TOSA) reprezentowanego przez aktywne urządzenia optyczne, urządzenia pasywne, obwody funkcjonalne i elementy interfejsu fotoelektrycznego zamknięte w obudowie. ROSA i TOSA zamknięte są w obudowie z laserami, fotodetektorami itp. w postaci układów scalonych.

W obliczu ograniczeń fizycznych i wyzwań technicznych napotykanych w rozwoju technologii mikroelektronicznej, zaczęto wykorzystywać fotony jako nośniki informacji, aby osiągnąć większą przepustowość, wyższą prędkość, niższe zużycie energii i mniejsze opóźnienie w zintegrowanych obwodach fotonicznych (PIC). Ważnym celem zintegrowanych obwodów fotonicznych jest integracja funkcji generowania światła, sprzęgania, modulacji, filtrowania, transmisji, detekcji itd. Początkową siłą napędową fotonicznych układów scalonych była komunikacja danych, a następnie została ona znacząco rozwinięta w fotonice mikrofalowej, kwantowym przetwarzaniu informacji, optyce nieliniowej, czujnikach, lidarach i innych dziedzinach.