A composição dos dispositivos de comunicação óptica

A composição dedispositivos de comunicação óptica

O sistema de comunicação que utiliza ondas de luz como sinal e fibra óptica como meio de transmissão é denominado sistema de comunicação por fibra óptica. As vantagens da comunicação por fibra óptica em comparação com a comunicação por cabo tradicional e a comunicação sem fio são: grande capacidade de comunicação, baixa perda de transmissão, forte resistência a interferências eletromagnéticas, alta confidencialidade e o dióxido de silício, matéria-prima abundante para o meio de transmissão da fibra óptica. Além disso, a fibra óptica apresenta as vantagens de tamanho reduzido, peso leve e baixo custo em comparação com os cabos.
O diagrama a seguir mostra os componentes de um circuito integrado fotônico simples:laser, dispositivo de reutilização e demultiplexação óptica,fotodetectoremodulador.

A estrutura básica de um sistema de comunicação bidirecional por fibra óptica inclui: transmissor elétrico, transmissor óptico, fibra de transmissão, receptor óptico e receptor elétrico.
O sinal elétrico de alta velocidade é codificado pelo transmissor elétrico para o transmissor óptico, convertido em sinais ópticos por dispositivos eletro-ópticos, como dispositivos a laser (LD), e então acoplado à fibra de transmissão.
Após a transmissão de um sinal óptico a longa distância por meio de fibra monomodo, um amplificador de fibra dopada com érbio pode ser usado para amplificar o sinal óptico e continuar a transmissão. Na extremidade receptora óptica, o sinal óptico é convertido em um sinal elétrico por um fotodiodo (PD) e outros dispositivos, e o sinal é recebido pelo receptor elétrico após processamento elétrico subsequente. O processo de envio e recebimento de sinais na direção oposta é o mesmo.
Para alcançar a padronização dos equipamentos na ligação, o transmissor óptico e o receptor óptico, localizados no mesmo ponto, são gradualmente integrados em um único transceptor óptico.
A alta velocidadeMódulo transceptor ópticoÉ composto pelo Subconjunto Óptico do Receptor (ROSA) e pelo Subconjunto Óptico do Transmissor (TOSA), representados por dispositivos ópticos ativos, dispositivos passivos, circuitos funcionais e componentes de interface fotoelétrica, que são encapsulados. O ROSA e o TOSA são encapsulados por lasers, fotodetectores, etc., na forma de chips ópticos.

Diante dos gargalos físicos e desafios técnicos encontrados no desenvolvimento da tecnologia microeletrônica, os pesquisadores começaram a usar fótons como portadores de informação para alcançar maior largura de banda, maior velocidade, menor consumo de energia e menor atraso em circuitos integrados fotônicos (PIC). Um objetivo importante dos circuitos integrados fotônicos é realizar a integração das funções de geração, acoplamento, modulação, filtragem, transmissão e detecção de luz, entre outras. O impulso inicial para os circuitos integrados fotônicos veio da comunicação de dados, e desde então, seu desenvolvimento tem sido significativo em áreas como fotônica de micro-ondas, processamento de informação quântica, óptica não linear, sensores, lidar e outras.