تكنولوجيا اتصالات البيانات الضوئية السيليكون

فوتونية السيليكونتكنولوجيا اتصالات البيانات
في عدة فئاتالأجهزة الضوئية، تتنافس المكونات الضوئية السيليكونية مع أفضل الأجهزة في فئتها، والتي سيتم مناقشتها أدناه. ربما ما نعتبره العمل الأكثر تحويلاً فيهالاتصالات البصريةهو إنشاء منصات متكاملة تدمج أدوات التعديل والكاشفات والأدلة الموجية والمكونات الأخرى على نفس الشريحة التي تتواصل مع بعضها البعض. في بعض الحالات، يتم أيضًا تضمين الترانزستورات في هذه المنصات، مما يسمح بدمج مكبر الصوت والتسلسل والتغذية المرتدة على نفس الشريحة. ونظرًا لتكلفة تطوير مثل هذه العمليات، فإن هذا الجهد يستهدف في المقام الأول تطبيقات اتصالات البيانات من نظير إلى نظير. ونظرًا لتكلفة تطوير عملية تصنيع الترانزستور، فإن الإجماع الناشئ في هذا المجال هو أنه، من منظور الأداء والتكلفة، من المنطقي في المستقبل المنظور دمج الأجهزة الإلكترونية عن طريق تنفيذ تقنية الربط على الرقاقة أو الشريحة مستوى.

هناك قيمة واضحة في القدرة على صنع شرائح يمكنها إجراء العمليات الحسابية باستخدام الأجهزة الإلكترونية وإجراء الاتصالات الضوئية. معظم التطبيقات المبكرة لضوئيات السيليكون كانت في مجال اتصالات البيانات الرقمية. ويرجع ذلك إلى الاختلافات الفيزيائية الأساسية بين الإلكترونات (الفرميونات) والفوتونات (البوزونات). تعتبر الإلكترونات رائعة للحوسبة لأنه لا يمكن أن يكونا في نفس المكان في نفس الوقت. وهذا يعني أنهم يتفاعلون بقوة مع بعضهم البعض. لذلك، من الممكن استخدام الإلكترونات لبناء أجهزة تحويل غير خطية واسعة النطاق - الترانزستورات.

للفوتونات خصائص مختلفة: يمكن أن تتواجد العديد من الفوتونات في نفس المكان وفي نفس الوقت، وفي ظل ظروف خاصة جدًا لا تتداخل مع بعضها البعض. ولهذا السبب من الممكن نقل تريليونات من البتات من البيانات في الثانية عبر ليف واحد: ولا يتم ذلك عن طريق إنشاء دفق بيانات بعرض نطاق ترددي واحد تيرابت.

في أجزاء كثيرة من العالم، تعتبر الألياف الضوئية إلى المنزل هي نموذج الوصول السائد، على الرغم من أن هذا لم يثبت صحته في الولايات المتحدة، حيث تتنافس مع خط المشترك الرقمي (DSL) والتقنيات الأخرى. ومع الطلب المستمر على عرض النطاق الترددي، تتزايد أيضًا بشكل مطرد الحاجة إلى نقل المزيد والمزيد من البيانات بكفاءة عبر الألياف الضوئية. الاتجاه العام في سوق اتصالات البيانات هو أنه مع انخفاض المسافة، ينخفض ​​سعر كل شريحة بشكل كبير بينما يزيد الحجم. وليس من المستغرب أن تركز جهود تسويق الضوئيات السيليكونية قدرًا كبيرًا من العمل على التطبيقات كبيرة الحجم وقصيرة المدى، واستهداف مراكز البيانات والحوسبة عالية الأداء. ستتضمن التطبيقات المستقبلية اتصالاً قصير المدى من لوحة إلى لوحة، واتصال USB، وربما حتى اتصالًا من مركز إلى مركز لوحدة المعالجة المركزية في نهاية المطاف، على الرغم من أن ما سيحدث مع التطبيقات من مركز إلى مركز على الشريحة لا يزال مجرد تخمين إلى حد ما. على الرغم من أنها لم تصل بعد إلى مستوى صناعة CMOS، إلا أن ضوئيات السيليكون بدأت تصبح صناعة مهمة.