Tècniques de multiplexació òptica i la seva combinació per a xips integrats: una revisió

Tècniques de multiplexació òptica i la seva combinació per a sistemes integrats icomunicació per fibra òpticauna revisió

Les tècniques de multiplexació òptica són un tema de recerca urgent, i els estudiosos de tot el món estan duent a terme investigacions en profunditat en aquest camp. Al llarg dels anys, s'han proposat moltes tecnologies multiplex com la multiplexació per divisió de longitud d'ona (WDM), la multiplexació per divisió de mode (MDM), la multiplexació per divisió d'espai (SDM), la multiplexació per polarització (PDM) i la multiplexació per moment angular orbital (OAMM). La tecnologia de multiplexació per divisió de longitud d'ona (WDM) permet transmetre simultàniament dos o més senyals òptics de diferents longituds d'ona a través d'una sola fibra, aprofitant al màxim les característiques de baixa pèrdua de la fibra en un ampli rang de longituds d'ona. La teoria va ser proposada per primera vegada per Delange el 1970, i no va ser fins al 1977 que va començar la recerca bàsica de la tecnologia WDM, que es va centrar en l'aplicació de xarxes de comunicació. Des de llavors, amb el desenvolupament continu defibra òptica, font de llum, fotodetectori altres camps, l'exploració de la tecnologia WDM per part de la gent també s'ha accelerat. L'avantatge de la multiplexació de polarització (PDM) és que es pot multiplicar la quantitat de transmissió del senyal, ja que es poden distribuir dos senyals independents a la posició de polarització ortogonal del mateix feix de llum, i els dos canals de polarització estan separats i identificats independentment a l'extrem receptor.

A mesura que la demanda de taxes de dades més altes continua creixent, l'últim grau de llibertat de la multiplexació, l'espai, s'ha estudiat intensament durant l'última dècada. Entre ells, la multiplexació per divisió de mode (MDM) es genera principalment per N transmissors, que es realitza mitjançant un multiplexor de mode espacial. Finalment, el senyal admès pel mode espacial es transmet a la fibra de mode baix. Durant la propagació del senyal, tots els modes de la mateixa longitud d'ona es tracten com una unitat del supercanal de multiplexació per divisió d'espai (SDM), és a dir, s'amplifiquen, s'atenuen i s'afegeixen simultàniament, sense poder aconseguir un processament de mode separat. En MDM, s'assignen diferents contorns espacials (és a dir, diferents formes) d'un patró a diferents canals. Per exemple, un canal s'envia a través d'un feix làser que té forma de triangle, quadrat o cercle. Les formes utilitzades per MDM en aplicacions del món real són més complexes i tenen característiques matemàtiques i físiques úniques. Aquesta tecnologia és possiblement l'avenç més revolucionari en la transmissió de dades per fibra òptica des dels anys vuitanta. La tecnologia MDM proporciona una nova estratègia per implementar més canals i augmentar la capacitat d'enllaç utilitzant una sola portadora de longitud d'ona. El moment angular orbital (OAM) és una característica física de les ones electromagnètiques en què la trajectòria de propagació està determinada pel front d'ona de fase helicoïdal. Com que aquesta característica es pot utilitzar per establir múltiples canals separats, la multiplexació de moment angular orbital sense fil (OAMM) pot augmentar eficaçment la velocitat de transmissió en transmissions d'alt punt a punt (com ara la transmissió sense fil de backhaul o de reenviament).