Tehnici de multiplexare optică și căsătoria lor pentru cip: o revizuire

Tehnici de multiplexare optică și căsătoria lor pentru on-chip șicomunicare prin fibra optica: o recenzie

Tehnicile de multiplexare optică sunt un subiect de cercetare urgent, iar oamenii de știință din întreaga lume efectuează cercetări aprofundate în acest domeniu. De-a lungul anilor, au fost propuse multe tehnologii multiplex, cum ar fi multiplexarea prin diviziune în lungime de undă (WDM), multiplexarea prin diviziune de mod (MDM), multiplexarea prin diviziune spațială (SDM), multiplexarea polarizării (PDM) și multiplexarea momentului unghiular orbital (OAMM). Tehnologia de multiplexare a diviziunii în lungime de undă (WDM) permite transmiterea simultană a două sau mai multe semnale optice de lungimi de undă diferite printr-o singură fibră, utilizând pe deplin caracteristicile de pierdere redusă ale fibrei într-un interval mare de lungimi de undă. Teoria a fost propusă pentru prima dată de Delange în 1970 și abia în 1977 a început cercetarea de bază a tehnologiei WDM, care s-a concentrat pe aplicarea rețelelor de comunicații. De atunci, cu dezvoltarea continuă afibra optica, sursa de lumina, fotodetectorși alte domenii, explorarea oamenilor a tehnologiei WDM s-a accelerat. Avantajul multiplexării de polarizare (PDM) este că cantitatea de transmisie a semnalului poate fi multiplicată, 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 capăt de primire.

Pe măsură ce cererea pentru rate de date mai mari continuă să crească, ultimul grad de libertate de multiplexare, spațiul, a fost studiat intens în ultimul deceniu. Printre acestea, multiplexarea prin diviziune de mod (MDM) este generată în principal de N emițătoare, care este realizată de multiplexorul în mod spațial. În cele din urmă, semnalul suportat de modul spațial este transmis către fibra low-mode. În timpul propagării semnalului, toate modurile de pe aceeași lungime de undă sunt tratate ca o unitate a super-canalului de multiplexare a diviziei spațiale (SDM), adică sunt amplificate, atenuate și adăugate simultan, fără a se putea realiza procesarea separată a modului. În MDM, diferite contururi spațiale (adică forme diferite) ale unui model sunt alocate 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 din anii 1980. Tehnologia MDM oferă o nouă strategie de implementare a mai multor canale și de creștere a capacității legăturii folosind un purtător cu o singură lungime de undă. Momentul unghiular 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 cu moment unghiular orbital wireless (OAMM) poate crește efectiv rata de transmisie în transmisiile de înaltă la punct (cum ar fi backhaul sau forward wireless).