Sólin Sólin Rís 03:24 • sest 23:29 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 14:18 • Sest 03:37 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 00:59 • Síðdegis: 13:45 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 07:28 • Síðdegis: 19:58 í Reykjavík

Hvers vegna er ekki farið að smíða móðurborð í tölvur úr ljósleiðurum?

Kristján Leósson

Grundvallareining örrása, eins og til dæmis þeirra sem notaðar eru í tölvum, er smárinn eða transistorinn. Í smára er einn rafstraumur notaður til að stýra öðrum og með því að tengja saman marga smára má framkvæma ýmsar flóknari aðgerðir. Lengi hefur fólk velt fyrir sér hvort ekki megi hanna sambærilegar rásir þar sem ljósleiðarar eru notaðir í stað rafleiðara og ljósmerki í stað rafpúlsa. Slíkar rásir gætu haft ýmsa kosti en enn eru mörg vandamál í veginum. Ólíkt því sem gerist með rafstraum í smára, þá er erfitt að láta einn ljósgeisla hafa áhrif á annan. Ljósgeislarnir þurfa að mætast í sérstökum efnum og oft að vera mjög aflmiklir. Einnig getur verið vandasamt að halda ljósinu inni í rásinni, til dæmis er erfitt að láta það beygja fyrir horn, jafnvel í ljósleiðara.

Ljósrásir eru hvað mest notaðar í stórum samskiptakerfum, til dæmis í símstöðvum og tölvunetkerfum þar sem stýra þarf mikilli gagnaumferð. Oft er sá hátturinn hafður á að nota ljósleiðara þar sem flytja þarf mikið af upplýsingum milli tveggja staða en þar sem tekið er á móti ljósmerkinu er því breytt í rafboð. Öll gagnavinnsla fer síðan fram í hefðbundnum rafrásum.





Gagnaumferðin er hins vegar orðin svo mikil, sérstaklega með tilkomu Internetsins, að þörf er á hraðvirkari tengingum. Með því að nota ljósrásir í stað rafrása sparast sá tími sem það tekur að breyta ljósmerkinu í rafboð og aftur úr rafboðum í ljós ef senda þarf gögnin áfram eftir öðrum ljósleiðara. Sjálf gagnavinnsla í ljósrásum getur einnig verið margfalt hraðari en í sambærilegum rafrásum. Margir háskólar, rannsóknastofnanir og fyrirtæki vinna nú að frekari þróun ljósrása fyrir samskiptakerfi.

Miðað við rafrásir eru ljósrásir enn fyrirferðamiklar, mjög dýrar og geta aðeins framkvæmt einfaldar aðgerðir. Þróun tölvuhluta úr ljósrásum gæti hins vegar vel orðið eitt af viðfangsefnum vísindamanna og verkfræðinga í framtíðinni.

Frekara lesefni af Vísindavefnum:

Frekara lesefni:
    Kristján Leósson, "Frá rafeindum til rökrása", hjá Þorsteini Vilhjálmssyni (ritstj.), Undur veraldar. Reykjavík: Mál og menning, 1998, bls. 159-182.

Myndir:

Höfundur

Kristján Leósson

eðlisverkfræðingur

Útgáfudagur

16.2.2000

Spyrjandi

Atli Andrésson

Tilvísun

Kristján Leósson. „Hvers vegna er ekki farið að smíða móðurborð í tölvur úr ljósleiðurum?“ Vísindavefurinn, 16. febrúar 2000. Sótt 31. maí 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=110.

Kristján Leósson. (2000, 16. febrúar). Hvers vegna er ekki farið að smíða móðurborð í tölvur úr ljósleiðurum? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=110

Kristján Leósson. „Hvers vegna er ekki farið að smíða móðurborð í tölvur úr ljósleiðurum?“ Vísindavefurinn. 16. feb. 2000. Vefsíða. 31. maí. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=110>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvers vegna er ekki farið að smíða móðurborð í tölvur úr ljósleiðurum?
Grundvallareining örrása, eins og til dæmis þeirra sem notaðar eru í tölvum, er smárinn eða transistorinn. Í smára er einn rafstraumur notaður til að stýra öðrum og með því að tengja saman marga smára má framkvæma ýmsar flóknari aðgerðir. Lengi hefur fólk velt fyrir sér hvort ekki megi hanna sambærilegar rásir þar sem ljósleiðarar eru notaðir í stað rafleiðara og ljósmerki í stað rafpúlsa. Slíkar rásir gætu haft ýmsa kosti en enn eru mörg vandamál í veginum. Ólíkt því sem gerist með rafstraum í smára, þá er erfitt að láta einn ljósgeisla hafa áhrif á annan. Ljósgeislarnir þurfa að mætast í sérstökum efnum og oft að vera mjög aflmiklir. Einnig getur verið vandasamt að halda ljósinu inni í rásinni, til dæmis er erfitt að láta það beygja fyrir horn, jafnvel í ljósleiðara.

Ljósrásir eru hvað mest notaðar í stórum samskiptakerfum, til dæmis í símstöðvum og tölvunetkerfum þar sem stýra þarf mikilli gagnaumferð. Oft er sá hátturinn hafður á að nota ljósleiðara þar sem flytja þarf mikið af upplýsingum milli tveggja staða en þar sem tekið er á móti ljósmerkinu er því breytt í rafboð. Öll gagnavinnsla fer síðan fram í hefðbundnum rafrásum.





Gagnaumferðin er hins vegar orðin svo mikil, sérstaklega með tilkomu Internetsins, að þörf er á hraðvirkari tengingum. Með því að nota ljósrásir í stað rafrása sparast sá tími sem það tekur að breyta ljósmerkinu í rafboð og aftur úr rafboðum í ljós ef senda þarf gögnin áfram eftir öðrum ljósleiðara. Sjálf gagnavinnsla í ljósrásum getur einnig verið margfalt hraðari en í sambærilegum rafrásum. Margir háskólar, rannsóknastofnanir og fyrirtæki vinna nú að frekari þróun ljósrása fyrir samskiptakerfi.

Miðað við rafrásir eru ljósrásir enn fyrirferðamiklar, mjög dýrar og geta aðeins framkvæmt einfaldar aðgerðir. Þróun tölvuhluta úr ljósrásum gæti hins vegar vel orðið eitt af viðfangsefnum vísindamanna og verkfræðinga í framtíðinni.

Frekara lesefni af Vísindavefnum:

Frekara lesefni:
    Kristján Leósson, "Frá rafeindum til rökrása", hjá Þorsteini Vilhjálmssyni (ritstj.), Undur veraldar. Reykjavík: Mál og menning, 1998, bls. 159-182.

Myndir: