Optical multiplexing techniques at ang kanilang kasal para sa on-chip: isang pagsusuri

Optical multiplexing techniques at ang kanilang kasal para sa on-chip atkomunikasyon ng optical fiber: isang pagsusuri

Ang mga diskarte sa optical multiplexing ay isang agarang paksa ng pananaliksik, at ang mga iskolar sa buong mundo ay nagsasagawa ng malalim na pananaliksik sa larangang ito. Sa paglipas ng mga taon, maraming teknolohiyang multiplex tulad ng wavelength division multiplexing (WDM), mode division multiplexing (MDM), space division multiplexing (SDM), polarization multiplexing (PDM) at orbital angular momentum multiplexing (OAMM) ang iminungkahi. Ang teknolohiya ng Wavelength division multiplexing (WDM) ay nagbibigay-daan sa dalawa o higit pang optical signal ng iba't ibang wavelength na maipadala nang sabay-sabay sa pamamagitan ng iisang fiber, na ginagamit nang husto ang mga katangian ng mababang pagkawala ng fiber sa isang malaking hanay ng wavelength. Ang teorya ay unang iminungkahi ni Delange noong 1970, at hindi hanggang 1977 nagsimula ang pangunahing pananaliksik ng teknolohiya ng WDM, na nakatuon sa aplikasyon ng mga network ng komunikasyon. Mula noon, sa patuloy na pag-unlad ngoptical fiber, pinagmumulan ng liwanag, photodetectorat iba pang larangan, bumilis din ang paggalugad ng mga tao sa teknolohiya ng WDM. Ang bentahe ng polarization multiplexing (PDM) ay ang dami ng signal transmission ay maaaring ma-multiply, dahil ang dalawang independiyenteng signal ay maaaring ipamahagi sa orthogonal polarization na posisyon ng parehong sinag ng liwanag, at ang dalawang polarization channel ay pinaghihiwalay at independiyenteng nakikilala sa pagtanggap ng katapusan.

Habang patuloy na lumalaki ang pangangailangan para sa mas mataas na rate ng data, ang huling antas ng kalayaan ng multiplexing, space, ay masinsinang pinag-aralan sa nakalipas na dekada. Kabilang sa mga ito, ang mode division multiplexing (MDM) ay pangunahing nabuo ng N transmitters, na natanto ng spatial mode multiplexer. Sa wakas, ang signal na sinusuportahan ng spatial mode ay ipinapadala sa low-mode fiber. Sa panahon ng pagpapalaganap ng signal, ang lahat ng mga mode sa parehong wavelength ay itinuturing bilang isang yunit ng Space Division multiplexing (SDM) super channel, ibig sabihin, ang mga ito ay pinalakas, pinahina at idinagdag nang sabay-sabay, nang hindi nakakamit ang hiwalay na pagpoproseso ng mode. Sa MDM, iba't ibang spatial contours (iyon ay, iba't ibang hugis) ng isang pattern ay itinalaga sa iba't ibang mga channel. Halimbawa, ipinapadala ang isang channel sa isang laser beam na hugis tatsulok, parisukat, o bilog. Ang mga hugis na ginagamit ng MDM sa mga real-world na application ay mas kumplikado at may natatanging matematika at pisikal na katangian. Ang teknolohiyang ito ay arguably ang pinaka-rebolusyonaryong tagumpay sa fiber optic data transmission mula noong 1980s. Ang teknolohiya ng MDM ay nagbibigay ng bagong diskarte para magpatupad ng mas maraming channel at pataasin ang kapasidad ng link gamit ang isang wavelength carrier. Ang orbital angular momentum (OAM) ay isang pisikal na katangian ng electromagnetic waves kung saan ang propagation path ay tinutukoy ng helical phase wavefront. Dahil magagamit ang feature na ito para magtatag ng maraming magkahiwalay na channel, ang wireless orbital angular momentum multiplexing (OAMM) ay maaaring epektibong mapataas ang transmission rate sa mga high-to-point na transmission (gaya ng wireless backhaul o forward).