Techniky optického multiplexování a jejich propojení pro čipy: přehled

Techniky optického multiplexování a jejich propojení pro čipy aoptická vláknová komunikacerecenze

Techniky optického multiplexování jsou naléhavým tématem výzkumu a vědci po celém světě provádějí v této oblasti hloubkový výzkum. V průběhu let bylo navrženo mnoho multiplexních technologií, jako je vlnový multiplex (WDM), módový multiplex (MDM), prostorový multiplex (SDM), polarizační multiplex (PDM) a orbitální multiplexování momentu hybnosti (OAMM). Technologie vlnového multiplexování (WDM) umožňuje současný přenos dvou nebo více optických signálů různých vlnových délek jedním vláknem, čímž se plně využívají nízkoztrátové charakteristiky vlákna ve velkém rozsahu vlnových délek. Teorii poprvé navrhl Delange v roce 1970 a teprve v roce 1977 začal základní výzkum technologie WDM, který se zaměřil na aplikace komunikačních sítí. Od té doby s neustálým rozvojem...optické vlákno, zdroj světla, fotodetektora dalších oblastech se také zrychlil průzkum technologie WDM. Výhodou polarizačního multiplexování (PDM) je, že lze znásobit množství přenášeného signálu, protože dva nezávislé signály mohou být distribuovány v ortogonální polarizační pozici stejného světelného paprsku a dva polarizační kanály jsou odděleny a nezávisle identifikovány na přijímacím konci.

Vzhledem k rostoucí poptávce po vyšších datových rychlostech byl v posledním desetiletí intenzivně studován poslední stupeň volnosti multiplexování, prostorový. Mezi nimi je módový multiplex (MDM) generován hlavně N vysílači, což je realizováno prostorovým módovým multiplexorem. Nakonec je signál podporovaný prostorovým módem přenášen do nízkomódového vlákna. Během šíření signálu jsou všechny módy na stejné vlnové délce považovány za jednotku superkanálu prostorového módu (SDM), tj. jsou zesilovány, zeslabovány a sčítány současně, aniž by bylo možné dosáhnout odděleného zpracování módů. V MDM jsou různým kanálům přiřazeny různé prostorové kontury (tj. různé tvary) vzoru. Například kanál je vysílán přes laserový paprsek, který má tvar trojúhelníku, čtverce nebo kruhu. Tvary používané MDM v reálných aplikacích jsou složitější a mají jedinečné matematické a fyzikální vlastnosti. Tato technologie je pravděpodobně nejrevolučnějším průlomem v přenosu dat z optických vláken od 80. let 20. století. Technologie MDM poskytuje novou strategii pro implementaci více kanálů a zvýšení kapacity spojení s použitím jediné nosné vlnové délky. Orbitální moment hybnosti (OAM) je fyzikální charakteristika elektromagnetických vln, u nichž je dráha šíření určena fázovým vlnoplochou se spirálovou strukturou. Vzhledem k tomu, že tuto vlastnost lze využít k vytvoření více samostatných kanálů, může bezdrátový multiplexing orbitálního momentu hybnosti (OAMM) efektivně zvýšit přenosovou rychlost při přenosech z bodu do bodu (například bezdrátový backhaul nebo forward).