Tehnike optičkog multipleksiranja i njihova povezanost za čip: pregled

Tehnike optičkog multipleksiranja i njihova kombinacija za na čipu ioptička komunikacijarecenzija

Tehnike optičkog multipleksiranja hitna su istraživačka tema, a znanstvenici diljem svijeta provode dubinska istraživanja u ovom području. Tijekom godina predložene su mnoge multipleks tehnologije poput multipleksiranja valne duljine (WDM), multipleksiranja modalne podjele (MDM), multipleksiranja prostorne podjele (SDM), multipleksiranja polarizacije (PDM) i multipleksiranja orbitalnog kutnog momenta (OAMM). Tehnologija multipleksiranja valne duljine (WDM) omogućuje istovremeni prijenos dva ili više optičkih signala različitih valnih duljina kroz jedno vlakno, u potpunosti iskorištavajući karakteristike niskih gubitaka vlakna u velikom rasponu valnih duljina. Teoriju je prvi predložio Delange 1970. godine, a tek 1977. godine započela su osnovna istraživanja WDM tehnologije, koja su se usredotočila na primjenu komunikacijskih mreža. Od tada, s kontinuiranim razvojemoptičko vlakno, izvor svjetlosti, fotodetektori drugim područjima, istraživanje WDM tehnologije također se ubrzalo. Prednost polarizacijskog multipleksiranja (PDM) je u tome što se količina prijenosa signala može umnožiti, jer se dva neovisna signala mogu distribuirati na ortogonalnom polarizacijskom položaju istog snopa svjetlosti, a dva polarizacijska kanala su odvojena i neovisno identificirana na prijemnom kraju.

Kako potražnja za većim brzinama prijenosa podataka nastavlja rasti, posljednji stupanj slobode multipleksiranja, prostorni, intenzivno se proučavao tijekom posljednjeg desetljeća. Među njima, multipleksiranje s razdjelnim načinom rada (MDM) uglavnom se generira pomoću N odašiljača, što se ostvaruje multiplekserom prostornog načina rada. Konačno, signal koji podržava prostorni način rada prenosi se na niskomodno vlakno. Tijekom širenja signala, svi načini rada na istoj valnoj duljini tretiraju se kao jedinica superkanala multipleksiranja s prostornim razdjelnim načinom rada (SDM), tj. pojačavaju se, slabe i dodaju istovremeno, bez mogućnosti postizanja odvojene obrade načina rada. U MDM-u se različite prostorne konture (tj. različiti oblici) uzorka dodjeljuju različitim kanalima. Na primjer, kanal se šalje preko laserske zrake koja je oblikovana kao trokut, kvadrat ili krug. Oblici koje MDM koristi u stvarnim primjenama su složeniji i imaju jedinstvene matematičke i fizičke karakteristike. Ova tehnologija je vjerojatno najrevolucionarniji proboj u prijenosu podataka optičkim vlaknima od 1980-ih. MDM tehnologija pruža novu strategiju za implementaciju više kanala i povećanje kapaciteta veze korištenjem jednog nosioca valne duljine. Orbitalni kutni moment (OAM) je fizička karakteristika elektromagnetskih valova u kojoj je put širenja određen valnom frontom spiralne faze. Budući da se ova značajka može koristiti za uspostavljanje više odvojenih kanala, bežično multipleksiranje orbitalnog kutnog momenta (OAMM) može učinkovito povećati brzinu prijenosa u prijenosima od visoke točke do točke (kao što su bežični povratni ili prijenos naprijed).