光集積回路とは

光集積回路（IC）は、コンパクトにパッケージ化された電子回路、チップ、またはマイクロチップであり、光を直接処理してさまざまな通信機能を実行します。 光集積回路を使用する利点には、他の手段と比較して光リンクを介して送信できる最大データ速度が高く、自然および人工の干渉と過渡エネルギーによる損傷がないことが含まれます。 これらのエネルギーには、電光および電子回路によって雷として観測され、電磁パルス（EMP）として見られる雲からの電磁放射と静電放電が含まれます。

光集積回路は、光源、光変調器、光検出器として機能する半導体など、さまざまな種類の電子部品を使用します。 光源からの光の強度を制御して、メッセージを光ケーブルの遠端まで運ぶことができます。 アナログ信号を搬送するために、送信される光の強度は、アナログ信号の瞬時レベルに比例して変化させることができます。 たとえば、地上の地下数階などの限られたスペースで無線信号を使用できるようにする無線カバレッジエクステンダーでは、無線システムは、光ケーブルを介して数キロメートルに送信できる無線信号の光学バージョンを提供できます。

携帯電話を介した通信をサポートするシステムは、有線、無線、またはファイバーベースのさまざまなデジタルブロードバンド通信機器を使用します。 通常、光集積回路は、シングルモードまたはマルチモードのファイバーを使用するファイバーベースの通信に使用されます。 マルチモードファイバは、単一の光信号の代わりに、同じ光ファイバ上で2つ以上の光信号を使用します。 光ファイバは、実際にはわずかに柔軟性のあるガラス材料で構成されており、非常に少ない損失で光が通過できます。 この特性により、光ファイバー通信は、多くの制御された場所での長いケーブルに最適です。

光集積回路は、コンピューターやその他のデジタル機器のデータ通信機器に使用されます。 最大数億ビット/秒（mbps）のデータレートでは、有線および無線の通信手段が実用的かもしれませんが、高速光データ通信では、ノード間の高速通信がより実用的です。 たとえば、多くのローカルエリアネットワーク（LAN）スイッチは、光ファイバーリンクで相互接続されています。 光ファイバリンクのビットエラーレート（BER）は、使用可能なオプションの中で最も低くなります。

ワイヤレス無線リンクでは、BERの増加につながる可能性のある信号のフェージングと干渉が発生する場合があります。 ワイヤは、別々のケーブル内の信号間の望ましくない結合、クロストークと呼ばれる発生により、信号の劣化を経験する場合があります。 光ファイバリンクには干渉やクロストークがありません。 ただし、光ファイバリンクの機器はより高価になる可能性があります。