Techniki multipleksowania optycznego i ich małżeństwo na chipie: recenzja

Techniki multipleksowania optycznego i ich połączenie na chipie ikomunikacja światłowodowa: recenzja

Techniki multipleksowania optycznego są pilnym tematem badawczym, a uczeni na całym świecie prowadzą szczegółowe badania w tej dziedzinie. Na przestrzeni lat zaproponowano wiele technologii multipleksowych, takich jak multipleksowanie z podziałem długości fali (WDM), multipleksowanie z podziałem modów (MDM), multipleksowanie z podziałem przestrzeni (SDM), multipleksowanie polaryzacyjne (PDM) i orbitalne multipleksowanie momentu pędu (OAMM). Technologia multipleksowania z podziałem długości fali (WDM) umożliwia jednoczesne przesyłanie dwóch lub więcej sygnałów optycznych o różnych długościach fal przez pojedyncze włókno, w pełni wykorzystując charakterystykę niskich strat światłowodu w dużym zakresie długości fal. Teorię tę po raz pierwszy zaproponował Delange w 1970 r., a dopiero w 1977 r. rozpoczęły się badania podstawowe nad technologią WDM, które skupiały się na zastosowaniach sieci komunikacyjnych. Od tego czasu, wraz z ciągłym rozwojemświatłowód, źródło światła, fotodetektori innych dziedzinach, eksploracja technologii WDM przez ludzi również przyspieszyła. Zaletą multipleksowania polaryzacji (PDM) jest to, że wielkość transmisji sygnału można zwielokrotnić, ponieważ dwa niezależne sygnały mogą być dystrybuowane w ortogonalnym położeniu polaryzacji tej samej wiązki światła, a dwa kanały polaryzacji są oddzielone i niezależnie identyfikowane w punkcie koniec odbiorczy.

Ponieważ zapotrzebowanie na wyższą szybkość transmisji danych stale rośnie, w ciągu ostatniej dekady intensywnie badano ostatni stopień swobody multipleksowania, czyli przestrzeń. Wśród nich multipleksowanie z podziałem modów (MDM) jest generowane głównie przez N nadajników, co jest realizowane przez multiplekser trybu przestrzennego. Ostatecznie sygnał obsługiwany w trybie przestrzennym przesyłany jest do światłowodu niskomodowego. Podczas propagacji sygnału wszystkie mody na tej samej długości fali są traktowane jako jednostka superkanału multipleksowania z podziałem przestrzeni (SDM), tj. są wzmacniane, tłumione i dodawane jednocześnie, bez możliwości uzyskania oddzielnego przetwarzania modów. W MDM do różnych kanałów przypisane są różne kontury przestrzenne (czyli różne kształty) wzoru. Na przykład kanał jest wysyłany przez wiązkę lasera o kształcie trójkąta, kwadratu lub koła. Kształty używane przez MDM w rzeczywistych zastosowaniach są bardziej złożone i mają unikalne właściwości matematyczne i fizyczne. Technologia ta jest prawdopodobnie najbardziej rewolucyjnym przełomem w światłowodowej transmisji danych od lat 80-tych. Technologia MDM zapewnia nową strategię wdrażania większej liczby kanałów i zwiększania przepustowości łącza przy użyciu jednej długości fali nośnej. Orbitalny moment pędu (OAM) to fizyczna charakterystyka fal elektromagnetycznych, w których droga propagacji jest wyznaczana przez czoło fali w fazie helikalnej. Ponieważ tę funkcję można wykorzystać do ustanowienia wielu oddzielnych kanałów, bezprzewodowe orbitalne multipleksowanie momentu pędu (OAMM) może skutecznie zwiększyć szybkość transmisji w transmisjach od wysokiego do punktu (takich jak bezprzewodowe przesyłanie typu backhaul lub forward).