Optické multiplexní techniky a jejich spojení pro on-chip: přehled

Optické multiplexní techniky a jejich spojení pro on-chip andkomunikace pomocí optických vláken: recenze

Techniky optického multiplexování jsou naléhavým tématem výzkumu a vědci z celého světa provádějí v této oblasti hloubkový výzkum. V průběhu let bylo navrženo mnoho multiplexních technologií, jako je multiplexování s dělením vlnové délky (WDM), multiplexování s dělením módu (MDM), multiplexování s dělením prostoru (SDM), polarizační multiplexování (PDM) a orbitální multiplexování momentu hybnosti (OAMM). Technologie Wavelength division multiplexing (WDM) umožňuje současný přenos dvou nebo více optických signálů různých vlnových délek jedním vláknem, přičemž plně využívá 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 aplikaci komunikačních sítí. Od té doby s neustálým vývojemoptické vlákno, světelný zdroj, fotodetektora dalších oblastech se také zrychlilo zkoumání technologie WDM lidmi. Výhodou polarizačního multiplexování (PDM) je, že lze znásobit množství přenášeného signálu, protože dva nezávislé signály mohou být distribuovány v ortogonální polarizační poloze stejného paprsku světla a dva polarizační kanály jsou odděleny a nezávisle identifikovány na přijímací konec.

Protože poptávka po vyšších přenosových rychlostech stále roste, poslední stupeň svobody multiplexování, prostor, byl v posledním desetiletí intenzivně studován. Mezi nimi je multiplexování s dělením režimů (MDM) generováno hlavně N vysílači, které je realizováno multiplexerem v prostorovém režimu. Nakonec je signál podporovaný prostorovým režimem přenášen do nízkovidového vlákna. Během šíření signálu jsou všechny režimy na stejné vlnové délce považovány za jednotku superkanálu SDM (Space Division multiplexing), tj. jsou zesilovány, zeslabovány a přidávány současně, aniž by bylo možné dosáhnout samostatného zpracování režimu. V MDM jsou různé prostorové obrysy (tj. různé tvary) vzoru přiřazeny různým kanálům. Kanál je například 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 pomocí optických vláken od 80. let 20. století. Technologie MDM poskytuje novou strategii pro implementaci více kanálů a zvýšení kapacity linky pomocí jediné vlnové délky. Orbitální moment hybnosti (OAM) je fyzikální charakteristika elektromagnetických vln, ve kterých je dráha šíření určena vlnoplochou spirálové fáze. Vzhledem k tomu, že tato funkce může být použita k vytvoření více samostatných kanálů, může bezdrátové orbitální angular momentum multiplexing (OAMM) efektivně zvýšit přenosovou rychlost při vysoko-bodových přenosech (jako je bezdrátový backhaul nebo forward).