Методи оптичного мультиплексування та їх поєднання для вбудованих мікросхем: огляд

Методи оптичного мультиплексування та їх поєднання для вбудованих таоптичний волоконний зв'язокогляд

Методи оптичного мультиплексування є актуальною темою дослідження, і вчені в усьому світі проводять поглиблені дослідження в цій галузі. Протягом багатьох років було запропоновано багато технологій мультиплексування, таких як мультиплексування за довжиною хвилі (WDM), мультиплексування за модами (MDM), мультиплексування з просторовим поділом (SDM), мультиплексування за поляризацією (PDM) та мультиплексування за орбітальним кутовим моментом (OAMM). Технологія мультиплексування за довжиною хвилі (WDM) дозволяє одночасно передавати два або більше оптичних сигналів різних довжин хвиль через одне волокно, повною мірою використовуючи характеристики волокна з низькими втратами у широкому діапазоні довжин хвиль. Теорію вперше запропонував Деланж у 1970 році, і лише в 1977 році розпочалися фундаментальні дослідження технології WDM, які зосереджені на застосуванні мереж зв'язку. З того часу, з постійним розвиткомоптичне волокно, джерело світла, фотодетекторта інших галузях, дослідження людьми технології WDM також прискорилося. Перевага поляризаційного мультиплексування (PDM) полягає в тому, що кількість переданого сигналу може бути множена, оскільки два незалежні сигнали можуть бути розподілені в ортогональному положенні поляризації одного й того ж променя світла, а два поляризаційні канали розділені та незалежно ідентифіковані на приймальному кінці.

Оскільки попит на вищі швидкості передачі даних продовжує зростати, останній ступінь свободи мультиплексування, просторове, інтенсивно вивчався протягом останнього десятиліття. Серед них мультиплексування з поділом мод (MDM) в основному генерується N передавачами, що реалізується просторовим мультиплексором мод. Нарешті, сигнал, що підтримується просторовою модою, передається на низькомодове волокно. Під час поширення сигналу всі моди на одній довжині хвилі розглядаються як одиниця суперканалу просторового мультиплексування (SDM), тобто вони підсилюються, ослаблюються та додаються одночасно, без можливості досягнення окремої обробки мод. У MDM різні просторові контури (тобто різні форми) шаблону призначаються різним каналам. Наприклад, канал передається по лазерному променю, який має форму трикутника, квадрата або кола. Форми, що використовуються MDM у реальних застосуваннях, є більш складними та мають унікальні математичні та фізичні характеристики. Ця технологія, можливо, є найреволюційнішим проривом у передачі даних по оптоволоконному волокну з 1980-х років. Технологія MDM пропонує нову стратегію для реалізації більшої кількості каналів та збільшення пропускної здатності з'єднання за допомогою однієї несучої довжини хвилі. Орбітальний кутовий момент (ОКУ) – це фізична характеристика електромагнітних хвиль, у якій шлях поширення визначається спіральним фазовим хвильовим фронтом. Оскільки цю особливість можна використовувати для встановлення кількох окремих каналів, бездротове мультиплексування орбітального кутового моменту (ОКУ) може ефективно збільшити швидкість передачі даних у високоточкових передачах (таких як бездротовий зворотний або прямий зв'язок).