Công nghệ truyền dữ liệu quang tử silicon

Silic quang tửcông nghệ truyền thông dữ liệu
Trong một số danh mụcthiết bị quang tửCác linh kiện quang tử silicon có khả năng cạnh tranh với các thiết bị tốt nhất trong cùng loại, được thảo luận bên dưới. Có lẽ những gì chúng tôi coi là công trình mang tính biến đổi nhất trongtruyền thông quang họclà việc tạo ra các nền tảng tích hợp, tích hợp bộ điều biến, bộ tách sóng, ống dẫn sóng và các thành phần khác trên cùng một chip để giao tiếp với nhau. Trong một số trường hợp, các nền tảng này cũng bao gồm cả transistor, cho phép bộ khuếch đại, bộ tuần tự hóa và bộ phản hồi đều được tích hợp trên cùng một chip. Do chi phí phát triển các quy trình như vậy khá cao, nỗ lực này chủ yếu hướng đến các ứng dụng truyền thông dữ liệu ngang hàng. Và do chi phí phát triển quy trình sản xuất transistor khá cao, nên sự đồng thuận đang nổi lên trong lĩnh vực này là, xét về hiệu suất và chi phí, việc tích hợp các thiết bị điện tử bằng công nghệ liên kết ở cấp độ wafer hoặc chip là hợp lý nhất trong tương lai gần.

Rõ ràng, việc chế tạo chip có thể tính toán bằng các thiết bị điện tử và thực hiện truyền thông quang học mang lại giá trị to lớn. Hầu hết các ứng dụng ban đầu của quang tử silicon đều nằm trong truyền thông dữ liệu số. Điều này được thúc đẩy bởi những khác biệt vật lý cơ bản giữa electron (fermion) và photon (boson). Electron rất hữu ích cho tính toán vì cả hai không thể ở cùng một vị trí tại cùng một thời điểm. Điều này có nghĩa là chúng tương tác mạnh mẽ với nhau. Do đó, có thể sử dụng electron để chế tạo các thiết bị chuyển mạch phi tuyến tính quy mô lớn – transistor.

Photon có những đặc tính khác nhau: nhiều photon có thể ở cùng một vị trí cùng một lúc, và trong những trường hợp rất đặc biệt, chúng không gây nhiễu lẫn nhau. Đó là lý do tại sao có thể truyền hàng nghìn tỷ bit dữ liệu mỗi giây qua một sợi quang duy nhất: điều này không được thực hiện bằng cách tạo ra một luồng dữ liệu với băng thông một terabit.

Ở nhiều nơi trên thế giới, cáp quang đến tận nhà là mô hình truy cập thống trị, mặc dù điều này chưa được chứng minh là đúng ở Hoa Kỳ, nơi nó cạnh tranh với DSL và các công nghệ khác. Với nhu cầu băng thông liên tục, nhu cầu thúc đẩy việc truyền dữ liệu ngày càng hiệu quả hơn qua cáp quang cũng đang tăng đều đặn. Xu hướng chung trên thị trường truyền thông dữ liệu là khi khoảng cách giảm, giá của mỗi phân khúc giảm đáng kể trong khi khối lượng tăng. Không có gì ngạc nhiên khi những nỗ lực thương mại hóa quang tử silicon đã tập trung đáng kể vào các ứng dụng khối lượng lớn, tầm ngắn, nhắm mục tiêu vào các trung tâm dữ liệu và điện toán hiệu năng cao. Các ứng dụng trong tương lai sẽ bao gồm kết nối tầm ngắn giữa bo mạch chủ với bo mạch chủ, quy mô USB, và thậm chí có thể là giao tiếp lõi-lõi CPU trong tương lai, mặc dù những gì sẽ xảy ra với các ứng dụng lõi-lõi trên chip vẫn còn khá mơ hồ. Mặc dù chưa đạt đến quy mô của ngành công nghiệp CMOS, quang tử silicon đã bắt đầu trở thành một ngành công nghiệp quan trọng.