ترکیب دستگاه‌های ارتباط نوری

ترکیبدستگاه‌های ارتباط نوری

سیستم ارتباطی با موج نور به عنوان سیگنال و فیبر نوری به عنوان رسانه انتقال، سیستم ارتباطی فیبر نوری نامیده می‌شود. مزایای ارتباط فیبر نوری در مقایسه با ارتباط کابلی سنتی و ارتباط بی‌سیم عبارتند از: ظرفیت ارتباطی بالا، تلفات انتقال کم، توانایی قوی ضد تداخل الکترومغناطیسی، محرمانگی بالا، و ماده اولیه رسانه انتقال فیبر نوری، دی اکسید سیلیکون با ذخیره‌سازی فراوان است. علاوه بر این، فیبر نوری در مقایسه با کابل، مزایای اندازه کوچک، وزن سبک و هزینه کم را دارد.
نمودار زیر اجزای یک مدار مجتمع فوتونیکی ساده را نشان می‌دهد:لیزر، دستگاه استفاده مجدد نوری و دی مالتی پلکسینگ،آشکارساز نوریومدولاتور.

ساختار اساسی سیستم ارتباطی دو طرفه فیبر نوری شامل: فرستنده الکتریکی، فرستنده نوری، فیبر انتقال، گیرنده نوری و گیرنده الکتریکی است.
سیگنال الکتریکی پرسرعت توسط فرستنده الکتریکی به فرستنده نوری کدگذاری می‌شود، توسط دستگاه‌های الکترواپتیکی مانند دستگاه لیزر (LD) به سیگنال‌های نوری تبدیل شده و سپس به فیبر انتقال متصل می‌شود.
پس از انتقال سیگنال نوری در مسافت‌های طولانی از طریق فیبر تک حالته، می‌توان از تقویت‌کننده فیبر آلاییده به اربیوم برای تقویت سیگنال نوری و ادامه انتقال استفاده کرد. پس از دریافت سیگنال نوری، سیگنال نوری توسط PD و سایر دستگاه‌ها به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود و سیگنال از طریق پردازش الکتریکی بعدی توسط گیرنده الکتریکی دریافت می‌شود. فرآیند ارسال و دریافت سیگنال در جهت مخالف یکسان است.
به منظور دستیابی به استانداردسازی تجهیزات در لینک، فرستنده نوری و گیرنده نوری در همان مکان به تدریج در یک فرستنده-گیرنده نوری ادغام می‌شوند.
سرعت بالاماژول فرستنده-گیرنده نوریاز زیرمجموعۀ نوری گیرنده (ROSA) و زیرمجموعۀ نوری فرستنده (TOSA) تشکیل شده است که توسط دستگاه‌های نوری فعال، دستگاه‌های غیرفعال، مدارهای عملکردی و اجزای رابط فوتوالکتریک بسته‌بندی شده‌اند. ROSA و TOSA توسط لیزرها، آشکارسازهای نوری و غیره به شکل تراشه‌های نوری بسته‌بندی می‌شوند.

در مواجهه با تنگنای فیزیکی و چالش‌های فنی که در توسعه فناوری میکروالکترونیک با آن مواجه هستیم، مردم برای دستیابی به پهنای باند بیشتر، سرعت بالاتر، مصرف انرژی کمتر و تأخیر کمتر در مدارهای مجتمع فوتونی (PIC)، شروع به استفاده از فوتون‌ها به عنوان حامل‌های اطلاعات کردند. یکی از اهداف مهم حلقه مجتمع فوتونی، تحقق ادغام عملکردهای تولید نور، کوپلینگ، مدولاسیون، فیلتر کردن، انتقال، تشخیص و غیره است. نیروی محرکه اولیه مدارهای مجتمع فوتونی از ارتباط داده‌ها ناشی می‌شود و سپس در فوتونیک مایکروویو، پردازش اطلاعات کوانتومی، اپتیک غیرخطی، حسگرها، لیدار و سایر زمینه‌ها توسعه زیادی یافته است.