เทคนิคมัลติเพล็กซ์แบบออพติคอลและการแต่งงานสำหรับออนชิป: บทวิจารณ์

เทคนิคมัลติเพล็กซ์แบบออปติคัลและการแต่งงานสำหรับออนชิปและการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง: รีวิว

เทคนิคการมัลติเพล็กซ์ด้วยแสงเป็นหัวข้อการวิจัยเร่งด่วน และนักวิชาการทั่วโลกกำลังดำเนินการวิจัยเชิงลึกในสาขานี้ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา มีการเสนอเทคโนโลยีมัลติเพล็กซ์จำนวนมาก เช่น มัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่น (WDM), มัลติเพล็กซ์การแบ่งโหมด (MDM), มัลติเพล็กซ์การแบ่งพื้นที่ (SDM), มัลติเพล็กซ์แบบโพลาไรเซชัน (PDM) และมัลติเพล็กซ์โมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจร (OAMM) เทคโนโลยีการแบ่งความยาวคลื่น (WDM) ช่วยให้สามารถส่งสัญญาณแสงตั้งแต่สองตัวขึ้นไปที่มีความยาวคลื่นต่างกันได้พร้อมกันผ่านเส้นใยเดี่ยว ทำให้ใช้คุณลักษณะการสูญเสียต่ำของเส้นใยในช่วงความยาวคลื่นขนาดใหญ่ได้อย่างเต็มที่ ทฤษฎีนี้ถูกเสนอครั้งแรกโดย Delange ในปี 1970 และจนกระทั่งปี 1977 การวิจัยพื้นฐานของเทคโนโลยี WDM ได้เริ่มต้นขึ้น ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้เครือข่ายการสื่อสาร ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของใยแก้วนำแสง, แหล่งกำเนิดแสง, เครื่องตรวจจับแสงและสาขาอื่นๆ การสำรวจเทคโนโลยี WDM ของผู้คนก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ข้อดีของโพลาไรเซชันมัลติเพล็กซ์ (PDM) คือปริมาณการส่งสัญญาณสามารถคูณได้ เนื่องจากสัญญาณอิสระสองตัวสามารถกระจายได้ที่ตำแหน่งโพลาไรเซชันมุมฉากของลำแสงเดียวกัน และช่องโพลาไรเซชันทั้งสองช่องจะถูกแยกออกและระบุอย่างอิสระที่ สิ้นสุดการรับ

เนื่องจากความต้องการอัตราข้อมูลที่สูงกว่ายังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ระดับสุดท้ายของเสรีภาพในการมัลติเพล็กซ์หรือพื้นที่ จึงได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้นในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ในหมู่พวกเขา โหมดการแบ่งมัลติเพล็กซิ่ง (MDM) ส่วนใหญ่สร้างขึ้นโดยเครื่องส่งสัญญาณ N ซึ่งรับรู้โดยมัลติเพล็กเซอร์โหมดเชิงพื้นที่ ในที่สุด สัญญาณที่รองรับโดยโหมดเชิงพื้นที่จะถูกส่งไปยังไฟเบอร์โหมดต่ำ ในระหว่างการแพร่กระจายสัญญาณ โหมดทั้งหมดที่มีความยาวคลื่นเท่ากันจะถือเป็นหน่วยของซูเปอร์แชนเนล Space Division Multiplexing (SDM) กล่าวคือ โหมดเหล่านี้จะถูกขยาย ลดทอน และเพิ่มพร้อมกัน โดยไม่สามารถบรรลุการประมวลผลโหมดแยกกันได้ ใน MDM รูปทรงเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกัน (นั่นคือ รูปร่างที่แตกต่างกัน) ของรูปแบบจะถูกกำหนดให้กับช่องสัญญาณที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น ช่องสัญญาณถูกส่งไปบนลำแสงเลเซอร์ที่มีรูปร่างเหมือนสามเหลี่ยม สี่เหลี่ยม หรือวงกลม รูปร่างที่ MDM ใช้ในแอปพลิเคชันในโลกแห่งความเป็นจริงนั้นซับซ้อนกว่าและมีลักษณะทางคณิตศาสตร์และกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์ เทคโนโลยีนี้ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่ในการส่งข้อมูลใยแก้วนำแสงนับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เทคโนโลยี MDM มอบกลยุทธ์ใหม่ในการใช้ช่องสัญญาณมากขึ้นและเพิ่มความสามารถในการเชื่อมโยงโดยใช้ตัวพาความยาวคลื่นเดียว โมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจร (OAM) เป็นลักษณะทางกายภาพของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเส้นทางการแพร่กระจายถูกกำหนดโดยหน้าคลื่นของเฟสขดลวด เนื่องจากคุณลักษณะนี้สามารถใช้เพื่อสร้างช่องสัญญาณแยกหลายช่องได้ มัลติเพล็กซ์โมเมนตัมเชิงมุมวงโคจรแบบไร้สาย (OAMM) จึงสามารถเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลในการส่งสัญญาณระดับสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ (เช่น backhaul ไร้สายหรือส่งต่อ)