Was ist eine optische integrierte Schaltung?
Eine optische integrierte Schaltung (IC) ist eine kompakte elektronische Schaltung, ein Chip oder ein Mikrochip, die bzw. der Licht direkt verarbeitet, um verschiedene Kommunikationsfunktionen auszuführen. Zu den Vorteilen bei der Verwendung eines optischen integrierten Schaltkreises zählen die höhere maximale Datengeschwindigkeit, die im Vergleich zu anderen Mitteln über eine optische Verbindung gesendet werden kann, und die Schadensfreiheit aufgrund natürlicher und künstlicher Interferenzen und transienter Energien. Diese Energien umfassen elektromagnetische Emissionen und elektrostatische Entladungen von Wolken, die als Blitz beobachtet und von elektrischen und elektronischen Schaltkreisen als elektromagnetischer Impuls (EMP) angesehen werden.
Die optische integrierte Schaltung verwendet verschiedene Arten von Elektronikkomponenten, wie beispielsweise Halbleiter, die als optische Quellen, optische Modulatoren und optische Detektoren dienen. Die Intensität des Lichts von einer optischen Quelle kann gesteuert werden, um die Nachricht zum entfernten Ende eines optischen Kabels zu transportieren. Um ein analoges Signal zu übertragen, kann die Intensität des gesendeten Lichts proportional zum momentanen Pegel des analogen Signals variiert werden. Beispielsweise kann ein Funksystem in Funkreichweitenverlängerern, die Funksignale auf engstem Raum, beispielsweise in mehreren Untergeschossen unter der Erde, zur Verfügung stellen, eine optische Version der Funksignale bereitstellen, die über ein optisches Kabel auf mehrere Kilometer übertragen werden können.
Systeme, die die Kommunikation über Mobiltelefone unterstützen, verwenden verschiedene digitale Breitbandkommunikationsgeräte, die drahtgebunden, drahtlos oder fasergestützt sein können. Die optische integrierte Schaltung wird normalerweise für fasergestützte Kommunikationen verwendet, die entweder Einmoden- oder Mehrmodenfasern verwenden. Anstelle eines einzelnen optischen Signals verwenden Multimodefasern zwei oder mehr optische Signale auf derselben optischen Faser. Optische Fasern bestehen eigentlich aus einem leicht flexiblen Glasmaterial, das Licht mit sehr geringen Verlusten durchlässt. Diese Eigenschaft macht die Glasfaserkommunikation ideal für lange Kabelstrecken an vielen kontrollierten Orten.
Die optische integrierte Schaltung wird für Datenkommunikationsgeräte für Computer und andere digitale Geräte verwendet. Für Datenraten von bis zu einigen hundert Millionen Bits pro Sekunde (Mbit / s) können drahtgebundene und drahtlose Kommunikationsmittel praktisch sein, aber für eine schnellere Kommunikation zwischen Knoten ist eine schnelle optische Datenkommunikation praktikabler. Beispielsweise sind viele LAN-Switches (Local Area Network) über Glasfaserverbindungen miteinander verbunden. Die Bitfehlerrate (BER) für Glasfaserverbindungen ist die niedrigste der verfügbaren Optionen.
Drahtlose Funkverbindungen können Signalschwund und Interferenzen erfahren, die zu einer erhöhten BER führen können. Kabel können aufgrund einer unerwünschten Kopplung zwischen Signalen in separaten Kabeln eine Signalverschlechterung erfahren, die als Übersprechen bezeichnet wird. Glasfaserverbindungen sind frei von Störungen und Übersprechen. Die Ausrüstung für Glasfaserverbindungen kann jedoch teurer sein.