فناوری ارتباطات داده فوتونی سیلیکون

فوتونیفناوری ارتباطات داده
در چندین دسته ازدستگاه های فوتونی، اجزای فوتونیک سیلیکون با بهترین دستگاه های کلاس ، که در زیر مورد بحث قرار می گیرد ، رقابتی هستند. شاید آنچه ما را تحول آمیزترین کار در نظر می دانیمارتباطات نوریایجاد سیستم عامل های یکپارچه است که تعدیل کننده ها ، ردیاب ها ، موجبرها و سایر مؤلفه ها را در همان تراشه که با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند ، ادغام می کند. در برخی موارد ، ترانزیستورها نیز در این سیستم عامل ها گنجانده شده اند و به تقویت کننده ، سریال سازی و بازخورد برای همه در یک تراشه یکپارچه می شوند. با توجه به هزینه توسعه چنین فرآیندهایی ، این تلاش در درجه اول با هدف برنامه های کاربردی برای ارتباطات داده همسالان انجام می شود. و به دلیل هزینه توسعه یک فرآیند تولید ترانزیستور ، اجماع در حال ظهور در این زمینه این است که ، از دیدگاه عملکرد و هزینه ، بیشترین حس را برای آینده قابل پیش بینی برای ادغام دستگاه های الکترونیکی با انجام فناوری پیوند در سطح ویفر یا تراشه ایجاد می کند.

ارزش آشکاری وجود دارد که بتوانید تراشه هایی را ایجاد کنید که بتوانند با استفاده از دستگاه های الکترونیکی محاسبه و ارتباط نوری را محاسبه کنند. بیشتر کاربردهای اولیه فوتونیک سیلیکون در ارتباطات داده های دیجیتال بود. این امر به دلیل تفاوت های اساسی فیزیکی بین الکترون ها (فرمیون) و فوتون ها (بوزون) انجام می شود. الکترون ها برای محاسبات عالی هستند زیرا این دو نفر نمی توانند در همان زمان در یک مکان باشند. این بدان معنی است که آنها به شدت با یکدیگر تعامل دارند. بنابراین ، استفاده از الکترون ها برای ساخت دستگاه های سوئیچینگ غیرخطی در مقیاس بزرگ-ترانزیستورها امکان پذیر است.

فوتون ها دارای خواص متفاوتی هستند: بسیاری از فوتون ها می توانند در همان زمان در همان مکان قرار بگیرند و در شرایط بسیار ویژه ای با یکدیگر دخالت نمی کنند. به همین دلیل امکان انتقال تریلیون بیت داده در ثانیه از طریق یک فیبر واحد وجود دارد: این کار با ایجاد یک جریان داده با یک پهنای باند تک ترابایت انجام نمی شود.

در بسیاری از نقاط جهان ، فیبر به خانه الگوی دسترسی غالب است ، اگرچه ثابت نشده است که در ایالات متحده صادق است ، جایی که با DSL و سایر فناوری ها رقابت می کند. با تقاضای مداوم برای پهنای باند ، نیاز به هدایت انتقال بیشتر و کارآمد داده ها از طریق فیبر نوری نیز به طور پیوسته در حال رشد است. روند گسترده در بازار ارتباطات داده این است که با کاهش فاصله ، قیمت هر بخش با افزایش حجم به طرز چشمگیری کاهش می یابد. جای تعجب نیست که تلاش های تجاری سازی فوتونیک سیلیکون مقدار قابل توجهی از کار را بر روی برنامه های با حجم بالا ، کاربردهای کوتاه ، هدف قرار دادن مراکز داده و محاسبات با کارایی بالا متمرکز کرده است. برنامه های آینده شامل اتصال به صفحه به صفحه ، اتصال کوتاه در مقیاس USB و شاید حتی ارتباطات هسته به هسته CPU در نهایت ، اگرچه آنچه با برنامه های هسته به هسته در تراشه اتفاق می افتد ، هنوز هم نسبتاً سوداگرانه است. اگرچه هنوز به مقیاس صنعت CMOS نرسیده است ، اما فوتونیک سیلیکون به یک صنعت مهم تبدیل شده است.