องค์ประกอบของอุปกรณ์สื่อสารทางแสง

องค์ประกอบของอุปกรณ์สื่อสารด้วยแสง

ระบบสื่อสารที่ใช้คลื่นแสงเป็นสัญญาณและใยแก้วนำแสงเป็นสื่อกลางในการส่งสัญญาณ เรียกว่า ระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง ข้อดีของระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงเมื่อเทียบกับระบบสื่อสารแบบใช้สายเคเบิลและระบบสื่อสารไร้สายแบบดั้งเดิม ได้แก่ ความจุในการส่งสัญญาณสูง การสูญเสียการส่งสัญญาณต่ำ ความสามารถในการต้านทานการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าสูง ความลับสูง และวัตถุดิบของตัวกลางในการส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงคือซิลิคอนไดออกไซด์ซึ่งมีปริมาณมาก นอกจากนี้ ใยแก้วนำแสงยังมีข้อดีคือขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และต้นทุนต่ำกว่าสายเคเบิล
แผนภาพต่อไปนี้แสดงส่วนประกอบของวงจรรวมโฟตอนิกส์แบบง่าย:เลเซอร์อุปกรณ์นำกลับมาใช้ใหม่และแยกสัญญาณแสงโฟโตดีเทคเตอร์และตัวปรับสัญญาณ.

โครงสร้างพื้นฐานของระบบสื่อสารสองทิศทางด้วยใยแก้วนำแสงประกอบด้วย: ตัวส่งสัญญาณไฟฟ้า, ตัวส่งสัญญาณแสง, ใยแก้วนำแสงสำหรับส่งสัญญาณ, ตัวรับสัญญาณแสง และตัวรับสัญญาณไฟฟ้า
สัญญาณไฟฟ้าความเร็วสูงจะถูกเข้ารหัสโดยตัวส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังตัวส่งสัญญาณแสง แปลงเป็นสัญญาณแสงโดยอุปกรณ์อิเล็กโทรออปติก เช่น อุปกรณ์เลเซอร์ (LD) จากนั้นจึงส่งผ่านไปยังใยแก้วนำแสง
หลังจากส่งสัญญาณแสงในระยะทางไกลผ่านใยแก้วนำแสงแบบโหมดเดียวแล้ว สามารถใช้เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียมเพื่อขยายสัญญาณแสงและส่งต่อไปได้ หลังจากถึงฝั่งรับสัญญาณแสงแล้ว สัญญาณแสงจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยตัวตรวจจับแสงและอุปกรณ์อื่นๆ จากนั้นสัญญาณจะถูกรับโดยตัวรับสัญญาณไฟฟ้าผ่านกระบวนการทางไฟฟ้าต่อไป กระบวนการส่งและรับสัญญาณในทิศทางตรงกันข้ามก็เช่นเดียวกัน
เพื่อให้เกิดความเป็นมาตรฐานของอุปกรณ์ในระบบเชื่อมต่อ จึงมีการค่อยๆ รวมตัวส่งสัญญาณแสงและตัวรับสัญญาณแสงที่อยู่ในตำแหน่งเดียวกันเข้าไว้ในตัวรับส่งสัญญาณแสง (Optical Transceiver)
ความเร็วสูงโมดูลตัวรับส่งสัญญาณแสงประกอบด้วยชุดประกอบย่อยทางแสงรับสัญญาณ (ROSA) และชุดประกอบย่อยทางแสงส่งสัญญาณ (TOSA) ซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์ทางแสงแบบแอคทีฟ อุปกรณ์แบบพาสซีฟ วงจรการทำงาน และส่วนประกอบอินเทอร์เฟซโฟโตอิเล็กทริก โดย ROSA และ TOSA นั้นบรรจุรวมกับเลเซอร์ โฟโตดีเทคเตอร์ ฯลฯ ในรูปแบบของชิปทางแสง

เมื่อเผชิญกับข้อจำกัดทางกายภาพและความท้าทายทางเทคนิคในการพัฒนาเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ผู้คนจึงเริ่มใช้โฟตอนเป็นตัวนำข้อมูลเพื่อให้ได้แบนด์วิดท์ที่มากขึ้น ความเร็วที่สูงขึ้น การใช้พลังงานที่ต่ำลง และความหน่วงที่น้อยลงในวงจรรวมโฟตอนิก (PIC) เป้าหมายสำคัญของวงจรรวมโฟตอนิกคือการรวมฟังก์ชันต่างๆ เข้าด้วยกัน เช่น การสร้างแสง การเชื่อมต่อ การปรับสัญญาณ การกรอง การส่งผ่าน การตรวจจับ และอื่นๆ แรงผลักดันเริ่มต้นของวงจรรวมโฟตอนิกมาจากด้านการสื่อสารข้อมูล จากนั้นจึงได้รับการพัฒนาอย่างมากในด้านไมโครเวฟโฟตอนิกส์ การประมวลผลข้อมูลควอนตัม ทัศนศาสตร์แบบไม่เชิงเส้น เซ็นเซอร์ ไลดาร์ และสาขาอื่นๆ