Silīcija fotonu datu pārraides tehnoloģija

Silīcija fotoniskaisdatu komunikācijas tehnoloģija
Vairākās kategorijāsfotoniskās ierīces, silīcija fotoniskie komponenti ir konkurētspējīgi ar labākajām savā klasē ierīcēm, kas ir aplūkotas turpmāk. Iespējams, tas, ko mēs uzskatām par visizveidojošāko darbuoptiskās komunikācijasir integrētu platformu izveide, kas integrē modulatorus, detektorus, viļņvadus un citus komponentus vienā mikroshēmā, kas sazinās viens ar otru. Dažos gadījumos šajās platformās ir iekļauti arī tranzistori, kas ļauj pastiprinātāju, serializāciju un atgriezenisko saiti integrēt vienā mikroshēmā. Šādu procesu izstrādes izmaksu dēļ šīs pūles galvenokārt ir vērstas uz vienādranga datu komunikācijas lietojumprogrammām. Un tranzistora ražošanas procesa izstrādes izmaksu dēļ šajā jomā valda vienprātība, ka no veiktspējas un izmaksu viedokļa tuvākajā nākotnē visjēdzīgāk ir integrēt elektroniskās ierīces, izmantojot savienošanas tehnoloģiju vafeļu vai mikroshēmu līmenī.

Ir acīmredzama vērtība spējai izgatavot mikroshēmas, kas var veikt aprēķinus, izmantojot elektroniskas ierīces, un veikt optisko saziņu. Lielākā daļa agrīno silīcija fotonikas pielietojumu bija digitālajā datu pārraidē. To nosaka fundamentālas fizikālās atšķirības starp elektroniem (fermioniem) un fotoniem (bozoniem). Elektroni ir lieliski piemēroti skaitļošanai, jo tie abi nevar atrasties vienā vietā vienlaikus. Tas nozīmē, ka tie spēcīgi mijiedarbojas viens ar otru. Tāpēc ir iespējams izmantot elektronus, lai izveidotu liela mēroga nelineāras komutācijas ierīces – tranzistorus.

Fotoniem ir dažādas īpašības: daudzi fotoni var atrasties vienā vietā vienlaikus, un ļoti īpašos apstākļos tie netraucē viens otram. Tāpēc ir iespējams pārraidīt triljonus bitu datu sekundē caur vienu šķiedru: tas netiek panākts, izveidojot datu plūsmu ar viena terabita joslas platumu.

Daudzās pasaules daļās optiskā šķiedra līdz mājām ir dominējošā piekļuves paradigma, lai gan tas nav pierādīts Amerikas Savienotajās Valstīs, kur tā konkurē ar DSL un citām tehnoloģijām. Pastāvīgi pieaugot joslas platuma pieprasījumam, nepieciešamība pēc arvien efektīvākas datu pārraides, izmantojot optisko šķiedru, nepārtraukti pieaug. Datu sakaru tirgū dominējošā tendence ir tāda, ka, samazinoties attālumam, katra segmenta cena ievērojami samazinās, bet apjoms palielinās. Nav pārsteidzoši, ka silīcija fotonikas komercializācijas centieni ir koncentrējuši ievērojamu darba daļu uz liela apjoma, īsa darbības rādiusa lietojumprogrammām, kas vērstas uz datu centriem un augstas veiktspējas skaitļošanu. Nākotnes lietojumprogrammas ietvers plates-plates, USB mēroga īsa darbības rādiusa savienojamību un, iespējams, pat centrālā procesora kodolu saziņu galu galā, lai gan tas, kas notiks ar kodolu-kodolu lietojumprogrammām mikroshēmā, joprojām ir diezgan spekulatīvs jautājums. Lai gan tā vēl nav sasniegusi CMOS nozares mērogu, silīcija fotonika ir sākusi kļūt par nozīmīgu nozari.