Piifotoninen tietoliikennetekniikka

Pii fotoninentietoliikennetekniikka
Useissa luokissafotoniset laitteet, piin fotonikomponentit ovat kilpailukykyisiä luokkansa parhaiden laitteiden kanssa, joita käsitellään alla. Ehkä se, mitä pidämme muuttavimpana työnäoptinen viestintäon integroitujen alustojen luominen, jotka integroivat modulaattoreita, ilmaisimia, aaltoputkia ja muita komponentteja samalle sirulle, jotka kommunikoivat keskenään. Joissakin tapauksissa näihin alustoihin sisältyy myös transistoreita, mikä mahdollistaa vahvistimen, sarjoituksen ja takaisinkytkennän integroinnin samalle sirulle. Tällaisten prosessien kehittämiskustannusten vuoksi tämä panostus kohdistuu ensisijaisesti peer-to-peer-tietoliikenteen sovelluksiin. Ja transistorin valmistusprosessin kehittämiskustannusten vuoksi alalla vallitseva yksimielisyys on, että suorituskyvyn ja kustannusten näkökulmasta on lähitulevaisuudessa järkevintä integroida elektronisia laitteita tekemällä sidostekniikkaa kiekossa tai sirussa. taso.

On selvää arvoa pystyä valmistamaan siruja, jotka pystyvät laskemaan elektronisten laitteiden avulla ja suorittamaan optista viestintää. Suurin osa piifotoniikan varhaisista sovelluksista oli digitaalisessa tietoliikenteessä. Tämä johtuu perustavanlaatuisista fysikaalisista eroista elektronien (fermionien) ja fotonien (bosonien) välillä. Elektronit ovat loistavia laskennassa, koska ne kaksi eivät voi olla samassa paikassa samaan aikaan. Tämä tarkoittaa, että he ovat vahvasti vuorovaikutuksessa keskenään. Siksi elektronien avulla on mahdollista rakentaa suuria epälineaarisia kytkentälaitteita – transistoreja.

Fotoneilla on erilaisia ​​ominaisuuksia: monet fotonit voivat olla samassa paikassa samaan aikaan, eivätkä erityisissä olosuhteissa häiritse toisiaan. Tästä syystä on mahdollista siirtää biljoonia bittejä dataa sekunnissa yhden kuidun kautta: sitä ei tehdä luomalla tietovirtaa yhdellä terabitin kaistanleveydellä.

Monissa osissa maailmaa valokuitu kotiin on hallitseva pääsyparadigma, vaikka tämän ei ole todistettu olevan totta Yhdysvalloissa, jossa se kilpailee DSL:n ja muiden teknologioiden kanssa. Kaistanleveyden jatkuvan kysynnän myötä tarve ohjata entistä tehokkaampaa tiedonsiirtoa kuituoptiikan kautta kasvaa myös tasaisesti. Tietoliikennemarkkinoiden laaja trendi on, että etäisyyden pienentyessä kunkin segmentin hinta laskee dramaattisesti samalla kun volyymi kasvaa. Ei ole yllättävää, että piin fotoniikan kaupallistamispyrkimykset ovat keskittäneet huomattavan määrän työtä suurivolyymillisiin, lyhyen kantaman sovelluksiin, jotka on kohdistettu datakeskuksiin ja korkean suorituskyvyn laskentaan. Tulevat sovellukset sisältävät piirilevyn, USB-mittakaavan lyhyen kantaman liitettävyyden ja ehkä jopa prosessorin ytimestä ytimeen -viestinnän lopulta, vaikka se, mitä tapahtuu ytimestä ytimeen sovelluksille sirulla, on vielä melko spekulatiivista. Vaikka piifotoniikka ei ole vielä saavuttanut CMOS-teollisuuden mittakaavaa, siitä on tullut merkittävä ala.