Tehnici de multiplexare optică și asocierea lor pentru cip: o trecere în revistă

Tehnici de multiplexare optică și asocierea lor pentru cip șicomunicare prin fibră opticăo recenzie

Tehnicile de multiplexare optică reprezintă un subiect de cercetare urgent, iar cercetătorii din întreaga lume desfășoară cercetări aprofundate în acest domeniu. De-a lungul anilor, au fost propuse numeroase tehnologii multiplex, cum ar fi multiplexarea prin diviziune de lungime de undă (WDM), multiplexarea prin diviziune de moduri (MDM), multiplexarea prin diviziune spațială (SDM), multiplexarea prin polarizare (PDM) și multiplexarea prin moment cinetic orbital (OAMM). Tehnologia multiplexării prin diviziune de lungime de undă (WDM) permite transmiterea simultană a două sau mai multe semnale optice de lungimi de undă diferite printr-o singură fibră, utilizând din plin caracteristicile de pierderi reduse ale fibrei într-un interval larg de lungimi de undă. Teoria a fost propusă pentru prima dată de Delange în 1970 și abia în 1977 a început cercetarea fundamentală a tehnologiei WDM, care s-a concentrat pe aplicarea rețelelor de comunicații. De atunci, odată cu dezvoltarea continuă a...fibră optică, sursă de lumină, fotodetectorși în alte domenii, explorarea tehnologiei WDM de către oameni a accelerat, de asemenea. Avantajul multiplexării polarizării (PDM) este că se poate multiplica cantitatea de transmisie a semnalului, deoarece două semnale independente pot fi distribuite la poziția de polarizare ortogonală a aceluiași fascicul de lumină, iar cele două canale de polarizare sunt separate și identificate independent la capătul receptor.

Pe măsură ce cererea pentru rate de transfer de date mai mari continuă să crească, ultimul grad de libertate al multiplexării, spațialul, a fost studiat intens în ultimul deceniu. Printre acestea, multiplexarea prin diviziune de mod (MDM) este generată în principal de N emițătoare, fiind realizată prin multiplexorul de mod spațial. În cele din urmă, semnalul suportat de modul spațial este transmis către fibra optică de mod scăzut. În timpul propagării semnalului, toate modurile de pe aceeași lungime de undă sunt tratate ca o unitate a super-canalului de multiplexare prin diviziune de spațiu (SDM), adică sunt amplificate, atenuate și adăugate simultan, fără a se putea realiza o procesare separată a modurilor. În MDM, diferite contururi spațiale (adică forme diferite) ale unui model sunt atribuite unor canale diferite. De exemplu, un canal este trimis printr-un fascicul laser care are forma unui triunghi, pătrat sau cerc. Formele utilizate de MDM în aplicațiile din lumea reală sunt mai complexe și au caracteristici matematice și fizice unice. Această tehnologie este, fără îndoială, cea mai revoluționară descoperire în transmisia de date prin fibră optică de la anii 1980 încoace. Tehnologia MDM oferă o nouă strategie pentru implementarea mai multor canale și creșterea capacității legăturii utilizând o singură purtătoare de lungime de undă. Momentul cinetic orbital (OAM) este o caracteristică fizică a undelor electromagnetice în care calea de propagare este determinată de frontul de undă elicoidal. Deoarece această caracteristică poate fi utilizată pentru a stabili mai multe canale separate, multiplexarea momentului cinetic orbital wireless (OAMM) poate crește eficient rata de transmisie în transmisiile de înaltă performanță (cum ar fi backhaul sau forward wireless).