Методы оптического мультиплексирования и их брак с встроенными чипами: обзор

Методы оптического мультиплексирования и их сочетание для встроенных иоптоволоконная связь: обзор

Методы оптического мультиплексирования являются актуальной темой исследований, и ученые всего мира проводят глубокие исследования в этой области. За прошедшие годы было предложено множество технологий мультиплексирования, таких как мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM), мультиплексирование с разделением мод (MDM), мультиплексирование с пространственным разделением каналов (SDM), поляризационное мультиплексирование (PDM) и мультиплексирование по орбитальному угловому моменту (OAMM). Технология мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) позволяет одновременно передавать два или более оптических сигналов с разными длинами волн по одному волокну, в полной мере используя характеристики волокна с низкими потерями в большом диапазоне длин волн. Теория была впервые предложена Деланжем в 1970 году, и только в 1977 году начались фундаментальные исследования технологии WDM, которые были сосредоточены на применении сетей связи. С тех пор, по мере постоянного развитияоптическое волокно, источник света, фотодетектори других областях, освоение людьми технологии WDM также ускорилось. Преимущество поляризационного мультиплексирования (PDM) заключается в том, что объем передаваемого сигнала можно увеличить, поскольку два независимых сигнала могут быть распределены в ортогональной позиции поляризации одного и того же луча света, а два канала поляризации разделяются и независимо идентифицируются на принимающий конец.

Поскольку спрос на более высокие скорости передачи данных продолжает расти, последняя степень свободы мультиплексирования — пространство — интенсивно изучалась в течение последнего десятилетия. Среди них мультиплексирование с разделением режимов (MDM) в основном генерируется N передатчиками, что реализуется мультиплексором пространственного режима. Наконец, сигнал, поддерживаемый пространственной модой, передается в низкомодовое волокно. Во время распространения сигнала все моды на одной и той же длине волны рассматриваются как единица суперканала мультиплексирования с пространственным разделением каналов (SDM), т.е. они усиливаются, ослабляются и добавляются одновременно, без возможности достижения отдельной обработки мод. В MDM разным каналам назначаются разные пространственные контуры (то есть разные формы) шаблона. Например, канал передается через лазерный луч, имеющий форму треугольника, квадрата или круга. Формы, используемые MDM в реальных приложениях, более сложны и имеют уникальные математические и физические характеристики. Эта технология, возможно, является самым революционным прорывом в оптоволоконной передаче данных с 1980-х годов. Технология MDM обеспечивает новую стратегию реализации большего количества каналов и увеличения пропускной способности канала с использованием одной несущей длины волны. Орбитальный угловой момент (ОУМ) — это физическая характеристика электромагнитных волн, путь распространения которых определяется винтовым фазовым волновым фронтом. Поскольку эту функцию можно использовать для создания нескольких отдельных каналов, беспроводное мультиплексирование орбитального углового момента (OAMM) может эффективно увеличить скорость передачи при передаче от высокой точки к точке (например, при беспроводной обратной связи или прямой передаче).