La composizione didispositivi di comunicazione ottica
Il sistema di comunicazione che utilizza la luce come segnale e la fibra ottica come mezzo di trasmissione è chiamato sistema di comunicazione a fibra ottica. I vantaggi della comunicazione a fibra ottica rispetto alla comunicazione via cavo tradizionale e alla comunicazione wireless sono: elevata capacità di comunicazione, bassa perdita di trasmissione, forte resistenza alle interferenze elettromagnetiche, elevata riservatezza e l'utilizzo di biossido di silicio, materiale ampiamente disponibile, come materia prima per il mezzo di trasmissione della fibra ottica. Inoltre, la fibra ottica presenta i vantaggi di dimensioni ridotte, peso contenuto e costi contenuti rispetto ai cavi.
Il seguente diagramma mostra i componenti di un semplice circuito fotonico integrato:laser, dispositivo di riutilizzo e demultiplexing ottico,fotorivelatoreEmodulatore.
La struttura di base di un sistema di comunicazione bidirezionale in fibra ottica comprende: trasmettitore elettrico, trasmettitore ottico, fibra di trasmissione, ricevitore ottico e ricevitore elettrico.
Il segnale elettrico ad alta velocità viene codificato dal trasmettitore elettrico al trasmettitore ottico, convertito in segnali ottici da dispositivi elettro-ottici come i dispositivi laser (LD) e quindi accoppiato alla fibra di trasmissione.
Dopo la trasmissione a lunga distanza del segnale ottico attraverso una fibra monomodale, è possibile utilizzare un amplificatore a fibra drogata con erbio per amplificare il segnale ottico e continuare la trasmissione. Dopo il ricevitore ottico, il segnale ottico viene convertito in un segnale elettrico da un fotodiodo (PD) e altri dispositivi, e il segnale viene ricevuto dal ricevitore elettrico tramite successiva elaborazione elettrica. Il processo di invio e ricezione dei segnali nella direzione opposta è identico.
Al fine di raggiungere la standardizzazione delle apparecchiature nel collegamento, il trasmettitore ottico e il ricevitore ottico situati nella stessa posizione vengono gradualmente integrati in un ricetrasmettitore ottico.
L'alta velocitàModulo ricetrasmettitore otticoè composto dal sottoinsieme ottico ricevitore (ROSA) e dal sottoinsieme ottico trasmettitore (TOSA), rappresentati da dispositivi ottici attivi, dispositivi passivi, circuiti funzionali e componenti di interfaccia fotoelettrica. ROSA e TOSA sono confezionati da laser, fotorivelatori, ecc. sotto forma di chip ottici.
Di fronte ai limiti fisici e alle sfide tecniche incontrate nello sviluppo della tecnologia microelettronica, si è iniziato a utilizzare i fotoni come vettori di informazione per ottenere maggiore larghezza di banda, velocità più elevate, minore consumo energetico e minore ritardo nei circuiti integrati fotonici (PIC). Un obiettivo importante dei circuiti integrati fotonici è quello di realizzare l'integrazione delle funzioni di generazione, accoppiamento, modulazione, filtraggio, trasmissione e rilevamento della luce. La forza trainante iniziale dei circuiti integrati fotonici proviene dalla comunicazione dati, e successivamente si è sviluppata notevolmente in campi come la fotonica a microonde, l'elaborazione quantistica delle informazioni, l'ottica non lineare, i sensori, il lidar e altri ancora.
Data di pubblicazione: 20 agosto 2024