Die Zusammensetzung optischer Kommunikationsgeräte

Die Zusammensetzung vonoptische Kommunikationsgeräte

Das Kommunikationssystem mit Lichtwellen als Signal und Glasfaser als Übertragungsmedium wird als Glasfaserkommunikationssystem bezeichnet. Die Vorteile der Glasfaserkommunikation gegenüber herkömmlicher Kabelkommunikation und drahtloser Kommunikation sind: hohe Übertragungskapazität, geringe Übertragungsverluste, hohe Störfestigkeit und hohe Vertraulichkeit. Das Rohmaterial für das Glasfaserübertragungsmedium ist Siliziumdioxid mit hoher Speicherkapazität. Darüber hinaus bietet Glasfaser im Vergleich zu Kabeln die Vorteile von geringer Größe, geringem Gewicht und niedrigen Kosten.
Das folgende Diagramm zeigt die Komponenten eines einfachen photonischen integrierten Schaltkreises:Laser, optisches Wiederverwendungs- und Demultiplexgerät,FotodetektorUndModulator.

Die Grundstruktur eines bidirektionalen Glasfaserkommunikationssystems umfasst: elektrischen Sender, optischen Sender, Übertragungsfaser, optischen Empfänger und elektrischen Empfänger.
Das schnelle elektrische Signal wird vom elektrischen Sender an den optischen Sender kodiert, von elektrooptischen Geräten wie einem Lasergerät (LD) in optische Signale umgewandelt und dann an die Übertragungsfaser gekoppelt.
Nach der Fernübertragung eines optischen Signals über eine Singlemode-Faser kann ein erbiumdotierter Faserverstärker das optische Signal verstärken und die Übertragung fortsetzen. Nach dem optischen Empfang wird das optische Signal durch PD und andere Geräte in ein elektrisches Signal umgewandelt und anschließend vom elektrischen Empfänger elektrisch weiterverarbeitet. Der Vorgang des Sendens und Empfangens von Signalen in die entgegengesetzte Richtung ist identisch.
Um eine Standardisierung der Geräte in der Verbindung zu erreichen, werden der optische Sender und der optische Empfänger am selben Standort schrittweise in einen optischen Transceiver integriert.
Die HochgeschwindigkeitOptisches Transceiver-Modulbesteht aus der Receiver Optical Subassembly (ROSA; Transmitter Optical Subassembly (TOSA), die durch aktive optische Geräte, passive Geräte, Funktionsschaltungen und fotoelektrische Schnittstellenkomponenten dargestellt wird. ROSA und TOSA werden durch Laser, Fotodetektoren usw. in Form optischer Chips verpackt.

Angesichts physikalischer Engpässe und technischer Herausforderungen bei der Entwicklung der Mikroelektroniktechnologie begann man, Photonen als Informationsträger zu nutzen, um größere Bandbreite, höhere Geschwindigkeit, geringeren Stromverbrauch und geringere Verzögerungen in photonischen integrierten Schaltkreisen (PICs) zu erreichen. Ein wichtiges Ziel photonischer integrierter Schaltkreise ist die Integration von Funktionen wie Lichterzeugung, -kopplung, -modulation, -filterung, -übertragung, -detektion usw. Die ursprüngliche treibende Kraft photonischer integrierter Schaltkreise liegt in der Datenkommunikation, die sich später in der Mikrowellenphotonik, der Quanteninformationsverarbeitung, der nichtlinearen Optik, der Sensorik, der Lidar-Technologie und anderen Bereichen stark weiterentwickelte.