Техники за оптично мултиплексиране и тяхната връзка за чипове: преглед

Техники за оптично мултиплексиране и тяхното съчетаване за чипове иоптична комуникация: преглед

Техниките за оптично мултиплексиране са спешна изследователска тема и учени от цял ​​свят провеждат задълбочени изследвания в тази област. През годините са предложени много мултиплексни технологии, като мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната (WDM), мултиплексиране с разделяне на режими (MDM), мултиплексиране с пространствено разделяне (SDM), поляризационно мултиплексиране (PDM) и мултиплексиране на орбитален ъглов момент (OAMM). Технологията за мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната (WDM) позволява едновременното предаване на два или повече оптични сигнала с различни дължини на вълната през едно влакно, като се използват пълноценно характеристиките на влакното с ниски загуби в широк диапазон на дължините на вълната. Теорията е предложена за първи път от Деланж през 1970 г. и едва през 1977 г. започват основните изследвания на WDM технологията, фокусирани върху приложението на комуникационните мрежи. Оттогава, с непрекъснатото развитие на...оптично влакно, източник на светлина, фотодетектори други области, изследването на WDM технологията от страна на хората също се е ускорило. Предимството на поляризационното мултиплексиране (PDM) е, че количеството предаван сигнал може да се умножи, тъй като два независими сигнала могат да бъдат разпределени в ортогоналната поляризационна позиция на един и същ светлинен лъч, а двата поляризационни канала са разделени и независимо идентифицирани в приемащия край.

Тъй като търсенето на по-високи скорости на данни продължава да расте, последната степен на свобода на мултиплексирането, пространствената, е интензивно изучавана през последното десетилетие. Сред тях, мултиплексирането с разделяне на модове (MDM) се генерира главно от N предаватели, което се реализира чрез пространствен мултиплексор на модове. Накрая, сигналът, поддържан от пространствения мод, се предава към нискомодовото оптично влакно. По време на разпространението на сигнала, всички модове на една и съща дължина на вълната се третират като единица от суперканала на пространственото мултиплексиране с разделяне (SDM), т.е. те се усилват, отслабват и добавят едновременно, без да е възможно да се постигне отделна обработка на модовете. В MDM, различни пространствени контури (т.е. различни форми) на даден шаблон се присвояват на различни канали. Например, канал се изпраща по лазерен лъч, който е оформен като триъгълник, квадрат или кръг. Формите, използвани от MDM в реални приложения, са по-сложни и имат уникални математически и физически характеристики. Тази технология е може би най-революционният пробив в предаването на данни по оптични влакна от 80-те години на миналия век. Технологията MDM предоставя нова стратегия за внедряване на повече канали и увеличаване на капацитета на връзката, използвайки единична носеща дължина на вълната. Орбиталният ъглов момент (OAM) е физическа характеристика на електромагнитните вълни, при която пътят на разпространение се определя от спираловидния фазов вълнов фронт. Тъй като тази функция може да се използва за установяване на множество отделни канали, безжичното мултиплексиране на орбиталния ъглов момент (OAMM) може ефективно да увеличи скоростта на предаване при предавания от високо до точка (като безжичен backhaul или forward).