Komunikasi serat optik
Berfokus pada pembangunan untuk generasi kelima dari komunikasi serat optik yaitu dengan memperpanjang rentang panjang gelombang yang lebih dari yang sistem WDM untuk dapat beroperasi. Panjang gelombang konvensional, yang dikenal sebagai C band, meliputi panjang gelombang kisaran 1.53-1.57 m, dan serat keling yang memiliki jendela rendah menjanjikan perpanjangan yang berkisar 1.30-1.65 m. Perkembangan
lainnya termasuk konsep "Soliton Optik", pulsa yang mempertahankan bentuk mereka dengan menangkal efek dispersi dengan efek nonlinier dari serat dengan menggunakan pulsa dari bentuk tertentu.
Pada akhir 1990-an hingga tahun 2000, promotor industri dan penelitian perusahaan seperti KMI, dan RHK diprediksi mengalami peningkatan besar dalam permintaan untuk bandwidth karena dengan adanya peningkatan penggunaan Internet, dan bandwidth komersialisasi dari berbagai layanan intensif konsumen, seperti video on demand. Data lalu lintas Internet protokol meningkat secara eksponensial, pada tingkat yang lebih cepat dari pada
kompleksitas sirkuit terpadu meningkat di bawah Hukum Moore. Dari kegagalan dot-com bubble, sampai tahun 2006, namun, tren utama dalam industri ini telah konsolidasi perusahaan dan offshoring manufaktur untuk mengurangi biaya. Perusahaan seperti Verizon dan AT dan T telah mengambil keuntungan tinggi dari komunikasi serat optik untuk memberikan berbagai data dan layanan broadband ke perumahan pelanggan.
Sistem komunikasi serat optik modern pada umumnya termasuk pemancar optik untuk mengkonversi sinyal listrik menjadi sinyal optik untuk mengirim ke serat optik, kabel yang berisi kumpulan dari beberapa serat optik yang disalurkan melalui saluran bawah tanah dan bangunan, beberapa jenis amplifier, dan penerima optik untuk memulihkan sinyal seperti sinyal listrik. Informasi yang dikirimkan biasanya informasi digital yang dihasilkan oleh komputer, Sistim Telepon, dan perusahaan Televisi kabel.
Dalam bentuk yang paling sederhana, sebuah LED adalah pantulan bias p-n junction, memancarkan cahaya melalui emisi spontan, sebuah fenomena yang disebut sebagai elektroluminescence. Cahaya yang dipancarkan adalah koheren dengan relatif lebar spektral lebar 30-60 nm. Transmisi lampu LED juga tidak efisien, dengan hanya sekitar 1%
Komunikasi Led yang paling sering terbuat dari Indium fosfida gallium arsenide (InGaAsP) atau gallium Arsenide (GaAs). Karena InGaAsP Led beroperasi pada panjang gelombang yang lebih panjang dari GaAs Led (1.3 mikrometer vs 0.81-0.87 mikrometer), output spektrum, sementara dalam energi yang lebih luas dalam hal panjang gelombang faktor sekitar 1.7. Besar lebar spektrum Led adalah
subjek serat dispersi yang lebih tinggi, sangat membatasi jarak produk bit rate (kegunaan ukuran umum). Led cocok terutama untuk daerah-daerah jaringan aplikasi dengan bit rate 10-100 Mbit per detik dan transmisi jarak beberapa kilometer. Led juga telah dikembangkan yang menggunakan beberapa sumur kuantum untuk memancarkan cahaya pada panjang gelombang yang berbeda dari spektrum yang luas, dan saat ini digunakan untuk daerah-daerah jaringan WDM (Wavelength-Division Multiplexing).
Saat ini, sebagian besar LED telah digantikan oleh perangkat VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) yang menawarkan peningkatan kecepatan, kekuatan dan sifat spektral, dengan biaya yang sama. Umumnya perangkat VCSEL merupakan pasangan baik dengan serat multi mode.
Laser semikonduktor memancarkan cahaya melalui emisi terstimulasi daripada emisi spontan, yang menghasilkan daya output yang tinggi (100 mW) serta manfaat-manfaat lain terkait dengan sifat cahaya koheren. Output dari laser adalah relatif secara langsung, yang memungkinkan efisiensi tinggi coupling (50 %) menjadi serat mode tunggal. Lebar spektral yang sempit juga memungkinkan untuk harga atau tarif yang agak
tinggi karena mengurangi efek dispersi kromatik. Selain itu, laser semikonduktor yang dapat diatur langsung pada frekuensi tinggi karena waktu rekomendasi singkat.
Umumnya digunakan kelas pemancar laser semikonduktor yang digunakan dalam serat optik meliputi VCSEL (Vertical-Cavity Surface Emitting Laser), Fabry-Pérot dan DFB (Didistribusikan Feed Back).
Laser dioda sering langsung termodulasi, itu merupakan cahaya output yang dikendalikan oleh arus dan diterapkan secara langsung ke perangkat. Untuk tingkat data yang sangat tinggi atau sangat panjang jarak "link", gelombang sumber laser dapat dioperasikan terus menerus dan cahaya yang dimodulasi oleh perangkat eksternal, modulator optik, seperti modulator penyerapan listrik atau Mach-Zehnder interferometer. Modulasi eksternal meningkatkan jarak link dicapai
dengan kehilangan kicauan jarak jauh dengan laser, yang memperluas linewidth langsung termodulasi, meningkatkan dispersi kromatik dalam serat.
Sebuah Pemancar-penerimac adalah perangkat yang menggabungkan pemancar dan penerima di perumahan tunggal (lihat gambar di).
Komponen utama dari sebuah penerima optik adalah sensor cahaya atau fotodetektor, yang dimana dapat mengubah cahaya menjadi listrik dengan menggunakan efek fotolistrik. Sensor Cahaya utama untuk telekomunikasi terbuat dari Indium gallium arsenide sensor cahaya yang biasanya semikonduktor berbasis photodiode. Beberapa jenis dari dioda memiliki p-n dioda, p-di photodiode dan avalanche photodiode. Logam
Semikonduktoe Logam (MSM) sensor cahaya juga digunakan karena kesesuaian mereka untuk sirkuit integrasi dalam regenerator dan panjang gelombang-divisi multipleks.
Pada oktober 1973, Corning Glass menandatangani kontrak pembangunan dengan CSELT dan Pirelli yang bertujuan untuk menguji serat optik di lingkungan perkotaan: pada bulan September 1977, kedua kabel ini dilakukan tes seri atau secara bersamaan, dinamakan COS-2, secara eksperimental ditempatkan di dua baris (9 km) di Turin, untuk yang pertama kalinya di kota besar, dengan kecepatan 140 Mbit/s.
Konverter Optik-listrik biasanya digabungkan dengan amplifier transimpedansi dan membatasi amplifier untuk menghasilkan sinyal digital dalam domain listrik dari sinyal optik yang masuk, yang dapat dilemahkan dan terdistorsi saat melewati saluran. Pemrosesan sinyal lebih lanjut seperti jam pemulihan dari data (CDR) yang dilakukan oleh loop fasa-terkunci juga dapat diterapkan sebelum data diteruskanLebih lanjut.
Kabel serat optik ini terdiri dari inti, cladding dan penyangga (pelindung lapisan luar), dimana cladding memandu cahaya sepanjang inti dengan menggunakan metode refleksi internal total. Inti dan cladding (yang memiliki lebihindek bias rendah) yang biasanya terbuat dari kaca silika dengan kualitas tinggi, meskipun mereka berdua bisa terbuat dari plastik juga. Menghubungkan dua serat optik dilakukan dengan "fusion splicing" atau
penyambungan mekanik dan membutuhkan keahlian khusus dan teknologi interkoneksi karena presisi mikroskopis yang diperlukan untuk menyelaraskan inti serat.
Dua jenis utama dari serat optik yang digunakan dalam komunikasi optik seperti serat optik multi mode dan serat optik mode tunggal. Sebuah serat optik multi mode memiliki inti yang lebih besar ( 50 mikrometer), yang memungkinkan kurang tepat, pemancar dan penerima lebih murah untuk terhubung ke semua konektor juga lebih murah. Namun serat multi mode memperkenalkan distorsi multi mode, yang sering
membatasi bandwidth dan panjang link. Selain itu, karena konten dopant bentuknya yang lebih tinggi, serat multi-mode juga biasanya mahal dan menunjukkan atenuasi tinggi. Inti dari serat mode tunggal lebih kecil (10 mikrometer) dan memerlukan komponen lebih mahal dan metodeinterkoneksi, tetapi memungkinkan kinerja lebih lama dan performa link lebih tinggi.