Cấu tạo của các thiết bị truyền thông quang học

Thành phần củathiết bị truyền thông quang học

Hệ thống truyền thông sử dụng sóng ánh sáng làm tín hiệu và sợi quang làm môi trường truyền dẫn được gọi là hệ thống truyền thông sợi quang. So với truyền thông cáp truyền thống và truyền thông không dây, truyền thông sợi quang có những ưu điểm sau: dung lượng truyền dẫn lớn, tổn hao truyền dẫn thấp, khả năng chống nhiễu điện từ mạnh, tính bảo mật cao, và nguyên liệu thô của môi trường truyền dẫn sợi quang là silic dioxide với nguồn dự trữ dồi dào. Ngoài ra, so với cáp, sợi quang còn có ưu điểm về kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và chi phí thấp.
Sơ đồ sau đây thể hiện các thành phần của một mạch tích hợp quang tử đơn giản:tia laserThiết bị tái sử dụng và tách kênh quang học,bộ tách sóng quangVàbộ điều biến.

Cấu trúc cơ bản của hệ thống truyền thông hai chiều bằng sợi quang bao gồm: bộ phát điện, bộ phát quang, sợi quang truyền dẫn, bộ thu quang và bộ thu điện.
Tín hiệu điện tốc độ cao được mã hóa bởi bộ phát điện sang bộ phát quang, được chuyển đổi thành tín hiệu quang bằng các thiết bị điện quang như thiết bị Laser (LD), và sau đó được truyền dẫn qua sợi quang.
Sau khi truyền tín hiệu quang đường dài qua sợi quang đơn mode, bộ khuếch đại sợi quang pha tạp erbium có thể được sử dụng để khuếch đại tín hiệu quang và tiếp tục truyền dẫn. Sau đầu thu quang, tín hiệu quang được chuyển đổi thành tín hiệu điện bởi PD và các thiết bị khác, và tín hiệu được thu bởi bộ thu điện thông qua quá trình xử lý điện tiếp theo. Quá trình gửi và nhận tín hiệu theo chiều ngược lại cũng tương tự.
Để đạt được sự chuẩn hóa thiết bị trong liên kết, bộ phát quang và bộ thu quang đặt tại cùng một vị trí đang dần được tích hợp thành một bộ thu phát quang.
Tốc độ caoMô-đun thu phát quangNó bao gồm Cụm quang thu (ROSA) và Cụm quang phát (TOSA), được cấu thành bởi các thiết bị quang học chủ động, thiết bị thụ động, mạch chức năng và các thành phần giao diện quang điện được đóng gói. ROSA và TOSA được đóng gói cùng với laser, bộ tách sóng quang, v.v. dưới dạng chip quang học.

Trước những hạn chế về mặt vật lý và thách thức kỹ thuật gặp phải trong quá trình phát triển công nghệ vi điện tử, người ta bắt đầu sử dụng photon làm phương tiện truyền tải thông tin để đạt được băng thông lớn hơn, tốc độ cao hơn, tiêu thụ điện năng thấp hơn và độ trễ thấp hơn trong mạch tích hợp quang học (PIC). Mục tiêu quan trọng của mạch tích hợp quang học là hiện thực hóa sự tích hợp các chức năng tạo ánh sáng, ghép nối, điều chế, lọc, truyền dẫn, phát hiện, v.v. Động lực ban đầu của mạch tích hợp quang học đến từ truyền thông dữ liệu, và sau đó nó đã được phát triển mạnh mẽ trong quang học vi sóng, xử lý thông tin lượng tử, quang học phi tuyến, cảm biến, lidar và các lĩnh vực khác.