Tehnike optičkog multipleksiranja i njihov brak za on-chip: pregled

Tehnike optičkog multipleksiranja i njihov brak za on-chip ikomunikacija optičkim vlaknima: recenzija

Tehnike optičkog multipleksiranja su hitna tema istraživanja, a naučnici širom svijeta sprovode dubinska istraživanja u ovoj oblasti. Tokom godina, predložene su mnoge multipleksne tehnologije kao što su multipleksiranje s podjelom valova (WDM), multipleksiranje s podjelom po modu (MDM), multipleksiranje s podjelom prostora (SDM), polarizacijsko multipleksiranje (PDM) i multipleksiranje orbitalnog kutnog momenta (OAMM). Tehnologija multipleksiranja sa podelom talasnih dužina (WDM) omogućava da se dva ili više optičkih signala različitih talasnih dužina istovremeno prenose kroz jedno vlakno, čime se u potpunosti koriste karakteristike malih gubitaka vlakna u velikom opsegu talasnih dužina. Teoriju je prvi predložio Delange 1970. godine, a tek 1977. počela su osnovna istraživanja WDM tehnologije, koja su se fokusirala na primjenu komunikacijskih mreža. Od tada, uz kontinuirani razvojoptičko vlakno, izvor svjetlosti, fotodetektori drugim poljima, istraživanje WDM tehnologije je takođe ubrzano. Prednost polarizacionog multipleksiranja (PDM) je u tome što se količina prijenosa signala može umnožiti, jer se dva nezavisna signala mogu distribuirati na ortogonalnom polarizacijskom položaju istog snopa svjetlosti, a dva polarizaciona kanala su odvojena i nezavisno identificirana na prijemni kraj.

Kako potražnja za višim brzinama podataka i dalje raste, posljednji stepen slobode multipleksiranja, prostor, intenzivno se proučavao tokom protekle decenije. Među njima, multipleksiranje sa podjelom moda (MDM) uglavnom se generira pomoću N predajnika, što se realizuje pomoću prostornog multipleksera. Konačno, signal podržan prostornim modom prenosi se na niskomodno vlakno. Tokom širenja signala, svi modovi na istoj talasnoj dužini se tretiraju kao jedinica super kanala Space Division multiplexing (SDM), odnosno pojačavaju se, prigušuju i dodaju istovremeno, bez mogućnosti da se postigne odvojena obrada moda. U MDM-u različite prostorne konture (odnosno, različiti oblici) uzorka se dodeljuju različitim kanalima. Na primjer, kanal se šalje preko laserskog snopa koji je u obliku trokuta, kvadrata ili kruga. Oblici koje koristi MDM u stvarnim aplikacijama su složeniji i imaju jedinstvene matematičke i fizičke karakteristike. Ova tehnologija je vjerovatno najrevolucionarniji proboj u prijenosu podataka putem optičkih vlakana od 1980-ih. MDM tehnologija pruža novu strategiju za implementaciju više kanala i povećanje kapaciteta veze koristeći jedan nosač talasne dužine. Orbitalni ugaoni moment (OAM) je fizička karakteristika elektromagnetnih talasa u kojima je put širenja određen talasnim frontom spiralne faze. Budući da se ova funkcija može koristiti za uspostavljanje više odvojenih kanala, bežično orbitalno ugaono multipleksiranje (OAMM) može efikasno povećati brzinu prijenosa u prijenosima od visoke do tačke (kao što je bežični backhaul ili naprijed).