Tehnike optičnega multipleksiranja in njihova poroka za na čipu: pregled

Tehnike optičnega multipleksiranja in njihova poroka za na čipu inkomunikacija po optičnih vlaknih: pregled

Tehnike optičnega multipleksiranja so nujna raziskovalna tema in znanstveniki po vsem svetu izvajajo poglobljene raziskave na tem področju. V preteklih letih je bilo predlaganih veliko tehnologij multipleksa, kot so multipleksiranje z delitvijo valovnih dolžin (WDM), multipleksiranje z delitvijo na načine (MDM), multipleksiranje s prostorsko delitvijo (SDM), polarizacijsko multipleksiranje (PDM) in multipleksiranje orbitalnega kotnega momenta (OAMM). Tehnologija multipleksiranja z delitvijo valovnih dolžin (WDM) omogoča hkratni prenos dveh ali več optičnih signalov različnih valovnih dolžin po enem samem vlaknu, pri čemer v celoti izkoristi lastnosti nizke izgube vlakna v širokem območju valovnih dolžin. Teorijo je leta 1970 prvi predlagal Delange, šele leta 1977 pa so se začele osnovne raziskave tehnologije WDM, ki so se osredotočale na uporabo komunikacijskih omrežij. Od takrat z nenehnim razvojemoptično vlakno, vir svetlobe, fotodetektorin drugih področjih se je pospešilo tudi raziskovanje tehnologije WDM. Prednost polarizacijskega multipleksiranja (PDM) je v tem, da je mogoče količino prenosa signala pomnožiti, ker se lahko dva neodvisna signala porazdelita na pravokotni polarizacijski položaj istega žarka svetlobe, oba polarizacijska kanala pa sta ločena in neodvisno identificirana na sprejemni konec.

Ker povpraševanje po višjih hitrostih prenosa podatkov še naprej narašča, se zadnja stopnja svobode multipleksiranja, prostor, v zadnjem desetletju intenzivno preučuje. Med njimi je multipleksiranje z razdeljenim načinom (MDM) v glavnem ustvarjeno z N oddajniki, ki se realizira s prostorskim multipleksorjem. Končno se signal, ki ga podpira prostorski način, prenese v vlakno z nizkim načinom. Med širjenjem signala se vsi načini na isti valovni dolžini obravnavajo kot enota super kanala Space Division multiplexing (SDM), tj. so ojačeni, oslabljeni in dodani hkrati, ne da bi bilo mogoče doseči obdelavo ločenega načina. V MDM so različne prostorske konture (to je različne oblike) vzorca dodeljene različnim kanalom. Na primer, kanal je poslan preko laserskega žarka, ki je oblikovan kot trikotnik, kvadrat ali krog. Oblike, ki jih MDM uporablja v realnih aplikacijah, so bolj zapletene in imajo edinstvene matematične in fizikalne značilnosti. Ta tehnologija je nedvomno najbolj revolucionaren preboj v prenosu podatkov po optičnih vlaknih od osemdesetih let prejšnjega stoletja. Tehnologija MDM zagotavlja novo strategijo za implementacijo več kanalov in povečanje zmogljivosti povezave z uporabo enega nosilca valovne dolžine. Orbitalni kotni moment (OAM) je fizikalna značilnost elektromagnetnih valov, pri katerih je pot širjenja določena s spiralno fazno valovno fronto. Ker je to funkcijo mogoče uporabiti za vzpostavitev več ločenih kanalov, lahko brezžično orbitalno multipleksiranje kotnega momenta (OAMM) učinkovito poveča hitrost prenosa pri prenosih od visoke točke do točke (kot je brezžično povratno povezovanje ali posredovanje).