Optik çoklama teknikleri ve bunların çip üzerinde birleşmesi: bir inceleme

Optik çoklama teknikleri ve bunların çip üstü veoptik fiber iletişim: bir inceleme

Optik çoklama teknikleri acil bir araştırma konusudur ve dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları bu alanda derinlemesine araştırmalar yürütmektedir. Yıllar boyunca, dalga boyu bölmeli çoklama (WDM), mod bölmeli çoklama (MDM), uzay bölmeli çoklama (SDM), polarizasyon çoklama (PDM) ve yörüngesel açısal momentum çoklama (OAMM) gibi birçok çoklama teknolojisi önerilmiştir. Dalga boyu bölmeli çoklama (WDM) teknolojisi, farklı dalga boylarındaki iki veya daha fazla optik sinyalin tek bir fiber üzerinden aynı anda iletilmesini sağlayarak, fiberin düşük kayıp özelliklerinin geniş bir dalga boyu aralığında tam olarak kullanılmasını sağlar. Teori ilk olarak Delange tarafından 1970 yılında önerildi ve iletişim ağlarının uygulanmasına odaklanan WDM teknolojisinin temel araştırması 1977 yılına kadar başlamadı. O zamandan beri, sürekli olarakoptik lif, ışık kaynağı, fotodedektörve diğer alanlarda, insanların WDM teknolojisini keşfetmesi de hızlandı. Polarizasyon çoğullamasının (PDM) avantajı, sinyal iletim miktarının çarpılabilmesidir, çünkü aynı ışık huzmesinin ortogonal polarizasyon pozisyonunda iki bağımsız sinyal dağıtılabilir ve iki polarizasyon kanalı ayrılır ve alıcı uçta bağımsız olarak tanımlanır.

Daha yüksek veri hızlarına olan talep artmaya devam ettikçe, çoklamanın son serbestlik derecesi olan uzay, son on yılda yoğun bir şekilde incelenmiştir. Bunlar arasında, mod bölmeli çoklama (MDM) esas olarak uzaysal mod çoklayıcı tarafından gerçekleştirilen N verici tarafından üretilir. Son olarak, uzaysal mod tarafından desteklenen sinyal düşük modlu fibere iletilir. Sinyal yayılımı sırasında, aynı dalga boyundaki tüm modlar Uzay Bölmeli çoklama (SDM) süper kanalının bir birimi olarak ele alınır, yani ayrı mod işleme elde edilemeden aynı anda yükseltilir, zayıflatılır ve eklenir. MDM'de, bir desenin farklı uzaysal konturları (yani, farklı şekilleri) farklı kanallara atanır. Örneğin, bir kanal üçgen, kare veya daire şeklinde bir lazer ışını üzerinden gönderilir. MDM tarafından gerçek dünya uygulamalarında kullanılan şekiller daha karmaşıktır ve benzersiz matematiksel ve fiziksel özelliklere sahiptir. Bu teknoloji, tartışmasız olarak 1980'lerden bu yana fiber optik veri iletimindeki en devrim niteliğindeki atılımdır. MDM teknolojisi, tek bir dalga boyu taşıyıcısı kullanarak daha fazla kanal uygulamak ve bağlantı kapasitesini artırmak için yeni bir strateji sunar. Yörüngesel açısal momentum (OAM), yayılma yolunun helezon faz dalga cephesi tarafından belirlendiği elektromanyetik dalgaların fiziksel bir özelliğidir. Bu özellik, birden fazla ayrı kanal oluşturmak için kullanılabildiğinden, kablosuz yörüngesel açısal momentum çoğullaması (OAMM), yüksekten noktaya iletimlerde (kablosuz geri taşıma veya ileri gibi) iletim hızını etkili bir şekilde artırabilir.