Optiska multiplexeringstekniker och deras koppling till on-chip: en översikt

Optiska multiplexeringstekniker och deras koppling till on-chip ochoptisk fiberkommunikationen recension

Optiska multiplexeringstekniker är ett angeläget forskningsämne, och forskare över hela världen bedriver djupgående forskning inom detta område. Under årens lopp har många multiplexeringstekniker föreslagits, såsom våglängdsmultiplexering (WDM), modmultiplexering (MDM), rymdmultiplexering (SDM), polarisationsmultiplexering (PDM) och orbital vinkelmomentmultiplexering (OAMM). Våglängdsmultiplexeringsteknik (WDM) möjliggör överföring av två eller flera optiska signaler med olika våglängder samtidigt genom en enda fiber, vilket fullt ut utnyttjar fiberns låga förlustegenskaper inom ett stort våglängdsområde. Teorin föreslogs först av Delange 1970, och det var inte förrän 1977 som grundforskningen om WDM-tekniken började, som fokuserade på tillämpningen av kommunikationsnätverk. Sedan dess, med den kontinuerliga utvecklingen avoptisk fiber, ljuskälla, fotodetektoroch andra områden har människors utforskande av WDM-teknik också accelererat. Fördelen med polarisationsmultiplexering (PDM) är att mängden signalöverföring kan mångfaldigas, eftersom två oberoende signaler kan distribueras vid den ortogonala polarisationspositionen för samma ljusstråle, och de två polarisationskanalerna är separerade och identifierade oberoende av varandra vid mottagaränden.

I takt med att efterfrågan på högre datahastigheter fortsätter att växa har den sista frihetsgraden för multiplexering, rymd, studerats intensivt under det senaste decenniet. Bland dem genereras moddelningsmultiplexering (MDM) huvudsakligen av N sändare, vilket realiseras av spatialmodmultiplexerare. Slutligen överförs signalen som stöds av det spatialmodiga till lågmodfibern. Under signalutbredning behandlas alla moder på samma våglängd som en enhet av Space Division multiplexing (SDM) superkanal, dvs. de förstärks, dämpas och läggs till samtidigt, utan att separat modbehandling kan uppnås. I MDM tilldelas olika rumsliga konturer (det vill säga olika former) av ett mönster till olika kanaler. Till exempel skickas en kanal över en laserstråle som är formad som en triangel, kvadrat eller cirkel. Formerna som används av MDM i verkliga applikationer är mer komplexa och har unika matematiska och fysiska egenskaper. Denna teknik är utan tvekan det mest revolutionerande genombrottet inom fiberoptisk dataöverföring sedan 1980-talet. MDM-tekniken ger en ny strategi för att implementera fler kanaler och öka länkkapaciteten med hjälp av en enda våglängdsbärvåg. Orbitalt vinkelmoment (OAM) är en fysikalisk egenskap hos elektromagnetiska vågor där utbredningsvägen bestäms av den spiralformade fasvågfronten. Eftersom denna funktion kan användas för att etablera flera separata kanaler, kan trådlös orbitalt vinkelmomentmultiplexering (OAMM) effektivt öka överföringshastigheten i hög-till-punkt-överföringar (såsom trådlös backhaul eller framåt).