Optische multiplextechnieken en hun huwelijk voor on-chip: een overzicht

Optische multiplextechnieken en hun huwelijk voor on-chip enoptische vezelcommunicatie: een recensie

Optische multiplextechnieken zijn een urgent onderzoeksonderwerp en wetenschappers over de hele wereld doen diepgaand onderzoek op dit gebied. In de loop der jaren zijn veel multiplextechnologieën voorgesteld, zoals golflengteverdelingsmultiplexing (WDM), modeverdelingsmultiplexing (MDM), ruimteverdelingsmultiplexing (SDM), polarisatiemultiplexing (PDM) en orbitaal hoekmomentmultiplexing (OAMM). Dankzij de Wavelength Division Multiplexing (WDM)-technologie kunnen twee of meer optische signalen van verschillende golflengten gelijktijdig door één enkele vezel worden verzonden, waarbij volledig gebruik wordt gemaakt van de lage verlieskarakteristieken van de vezel in een groot golflengtebereik. De theorie werd voor het eerst voorgesteld door Delange in 1970, en pas in 1977 begon het fundamentele onderzoek naar de WDM-technologie, dat zich richtte op de toepassing van communicatienetwerken. Sindsdien, met de voortdurende ontwikkeling vanoptische vezel, lichtbron, fotodetectoren op andere gebieden is de verkenning van WDM-technologie door mensen ook versneld. Het voordeel van polarisatiemultiplexing (PDM) is dat de hoeveelheid signaaloverdracht kan worden vermenigvuldigd, omdat twee onafhankelijke signalen kunnen worden gedistribueerd op de orthogonale polarisatiepositie van dezelfde lichtstraal, en de twee polarisatiekanalen gescheiden en onafhankelijk geïdentificeerd worden op de ontvangende einde.

Terwijl de vraag naar hogere datasnelheden blijft groeien, is de laatste graad van vrijheid van multiplexing, de ruimte, de afgelopen tien jaar intensief bestudeerd. Onder hen wordt de modusverdelingsmultiplexing (MDM) voornamelijk gegenereerd door N zenders, wat wordt gerealiseerd door een ruimtelijke modusmultiplexer. Ten slotte wordt het signaal dat wordt ondersteund door de ruimtelijke modus verzonden naar de low-mode vezel. Tijdens de signaalvoortplanting worden alle modi op dezelfde golflengte behandeld als een eenheid van het Space Division multiplexing (SDM) superkanaal, dwz ze worden gelijktijdig versterkt, verzwakt en toegevoegd, zonder dat er een afzonderlijke modusverwerking kan worden bereikt. In MDM worden verschillende ruimtelijke contouren (dat wil zeggen verschillende vormen) van een patroon toegewezen aan verschillende kanalen. Een kanaal wordt bijvoorbeeld over een laserstraal gestuurd die de vorm heeft van een driehoek, vierkant of cirkel. De vormen die MDM gebruikt in toepassingen in de echte wereld zijn complexer en hebben unieke wiskundige en fysieke kenmerken. Deze technologie is misschien wel de meest revolutionaire doorbraak in glasvezeldatatransmissie sinds de jaren tachtig. MDM-technologie biedt een nieuwe strategie om meer kanalen te implementeren en de verbindingscapaciteit te vergroten met behulp van een enkele golflengtedraaggolf. Orbitaal impulsmoment (OAM) is een fysiek kenmerk van elektromagnetische golven waarbij het voortplantingspad wordt bepaald door het spiraalvormige fasegolffront. Omdat deze functie kan worden gebruikt om meerdere afzonderlijke kanalen tot stand te brengen, kan draadloze orbitale impulsmomentmultiplexing (OAMM) de transmissiesnelheid effectief verhogen bij high-to-point-transmissies (zoals draadloze backhaul of forward).