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标题: 发展飞速的光学技术 [打印本页]

作者: sinychen 时间: 2011-5-4 19:55
标题: 发展飞速的光学技术
光学部件及系统由于其高速、轻重量及高的安全性而有益于航宇及防务应用。电子部件的小型化、轻量化以及低能耗的需求随着对更大数据吞吐量及带宽需求的增长而加剧，并且正推动着光学技术在军事及航宇领域的应用。通过航宇防务工程人员在陆、海、空及空间领域的丰富应用，人类对光学部件及系统的研究与采纳正在不断扩展。
美国西雅图TE连接器有限公司（Tyco Electronics与上个月更名为TE连接器有限公司）市场开发经理格雷戈里·鲍称：“军用航空领域的客户明确地对光学技术提出了更多的要求，这种兴趣的驱动典型的是因为光学技术的更多特性都超过了铜。光学器件有几种好处，包括：尺寸、重量及能耗（SWaP）的减少；防电磁干涉；光纤的信息传输更安全，因为任何窃取行为都能够被监测到；安装方便；并且传输距离远。”他补充称：“其中有些好处都是相互依赖的。例如，由于光纤可以防电磁干涉，所以不需要对光缆进行任何屏蔽。而屏蔽本身是要增重和增加尺寸的，并且会带来一些安装和应用的问题。在复合材料飞机上，必须要进行特殊的防护措施以防雷击。光学技术则能够使所有的这些问题都得到优化。”

IBM已经公布互补金属氧化物半导体（CMOS）集成硅元素纳米光子芯片技术，据说可以使得集成密度比传统技术提高10倍，并且生产出更小、更快以及更节能的芯片。

光学技术的优势

由于对SWaP的缩减、简易安装以及防电磁干涉的需求，光学部件及系统在航空上的应用很具吸引力，包括从关键飞行数据总线到视频或传感链路。在陆基应用上，像安全的地保到地保通信、光电（EO）传感器发射塔到控制站链路，或者光纤天线射频链路等，光的传输距离优势经常是决定性因素，之后还包括防电磁干涉、信息安全以及减重等。而据称，在飞机上的应用，考虑最多的可能是减重。

更远更快

光学部件具有高性能潜力，在数据战中由于获取和交换的数据量非常大，光学技术因此极具吸引力。光学传输可以使数据传输更快，因此处理速度更高。据称，由于飞机上使用的收发器越来越讲究速度，因此，设计者需要谋求更高的数据传输率。这对光学技术来讲可能不成问题。光学技术可以提供远距离高数据量传输能力。鲍称，距离越远，衰减越严重，数据传输率越低，而光纤的衰减量很低，因此，可以使距离不再是设计的主要限制因素。

据称，电子部件的传输速度现在已经达到了10G甚至更多，这使得所有基于铜的数字连接都受到了限制，这也使得光学处理技术在航宇及防务领域的应用更具吸引力。

TE Connectivity Ltd. provides rugged optical connectivity solutions for use in various high-reliability applications.

设计差异

鲍称，大多数的处理都是在电子芯片中进行，而在一些点上，你需要转换为光信号。在光电转换之后，光信号可能沿着线路以波的形式传播，这是当前应用中的典型。一旦使用光纤来传输光信号，你可以将光纤引到任何地方，并且数据流更快。鲍称，光纤没有距离限制，而铜则有，以大型平台像波音747或C5运输机的设计为例，你可以将光纤拉倒任何需要的位置，而铜则要考虑长度的限制。

安全及防护

IBM Research staff unveiled nanophotonic avalanche photodetectors on a silicon chip.
高防护性可能是军用航空应用中一个重要的考虑因素。光学由于具有防电磁干涉的特性而可以抵御电子对抗和侦测。光学处理器、网络以及通信避免了TEMPEST（瞬时电磁脉冲标准）问题，提升了安全性。TEMPEST涉及了传输信号的铜缆可能会使信号被窃取的散射问题。而信息在光纤中传输时，不会出现因电磁泄露而发生信息泄露的现象。在防务应用中，利用铜缆进行数据通信的必须要参照TEMPEST测试来证明数据的安全性。光纤通讯则很大程度上减少了这种类型的数据防护问题。改进数据防护是光纤的另外一个关键特性。同时，光学技术在物理防护上也扮演着一种角色。（

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