Các kỹ thuật ghép kênh quang và sự kết hợp giữa chúng trên chip: đánh giá

Các kỹ thuật ghép kênh quang và sự kết hợp giữa chúng trên chip vàtruyền thông cáp quang: một đánh giá

Kỹ thuật ghép kênh quang là một chủ đề nghiên cứu cấp bách và các học giả trên toàn thế giới đang tiến hành nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực này. Trong những năm qua, nhiều công nghệ ghép kênh như ghép kênh phân chia bước sóng (WDM), ghép kênh phân chia chế độ (MDM), ghép kênh phân chia không gian (SDM), ghép kênh phân cực (PDM) và ghép kênh động lượng góc quỹ đạo (OAMM) đã được đề xuất. Công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) cho phép truyền đồng thời hai hoặc nhiều tín hiệu quang có bước sóng khác nhau qua một sợi quang, tận dụng tối đa các đặc tính tổn thất thấp của sợi quang trong phạm vi bước sóng lớn. Lý thuyết này được Delange đề xuất lần đầu tiên vào năm 1970 và phải đến năm 1977, nghiên cứu cơ bản về công nghệ WDM mới bắt đầu, trong đó tập trung vào ứng dụng mạng truyền thông. Từ đó, cùng với sự phát triển không ngừng củasợi quang, nguồn sáng, máy tách sóng quangvà các lĩnh vực khác, việc khám phá công nghệ WDM của mọi người cũng tăng nhanh. Ưu điểm của ghép kênh phân cực (PDM) là lượng truyền tín hiệu có thể được nhân lên, bởi vì hai tín hiệu độc lập có thể được phân phối tại vị trí phân cực trực giao của cùng một chùm ánh sáng và hai kênh phân cực được tách ra và xác định độc lập tại nhận được kết thúc.

Khi nhu cầu về tốc độ dữ liệu cao hơn tiếp tục tăng lên, mức độ tự do ghép kênh cuối cùng, không gian, đã được nghiên cứu chuyên sâu trong thập kỷ qua. Trong số đó, ghép kênh phân chia chế độ (MDM) chủ yếu được tạo ra bởi các bộ phát N, được thực hiện bằng bộ ghép kênh chế độ không gian. Cuối cùng, tín hiệu được hỗ trợ bởi chế độ không gian được truyền đến sợi quang chế độ thấp. Trong quá trình truyền tín hiệu, tất cả các chế độ trên cùng bước sóng được coi là một đơn vị của siêu kênh ghép kênh Phân chia không gian (SDM), tức là chúng được khuếch đại, suy giảm và thêm vào đồng thời mà không thể đạt được việc xử lý chế độ riêng biệt. Trong MDM, các đường viền không gian khác nhau (nghĩa là các hình dạng khác nhau) của một mẫu được gán cho các kênh khác nhau. Ví dụ: một kênh được gửi qua chùm tia laser có hình tam giác, hình vuông hoặc hình tròn. Các hình dạng được MDM sử dụng trong các ứng dụng trong thế giới thực phức tạp hơn và có các đặc điểm vật lý và toán học độc đáo. Công nghệ này được cho là bước đột phá mang tính cách mạng nhất trong truyền dữ liệu cáp quang kể từ những năm 1980. Công nghệ MDM cung cấp một chiến lược mới để triển khai nhiều kênh hơn và tăng dung lượng liên kết bằng cách sử dụng sóng mang bước sóng duy nhất. Động lượng góc quỹ đạo (OAM) là một đặc tính vật lý của sóng điện từ trong đó đường truyền được xác định bởi mặt sóng pha xoắn ốc. Vì tính năng này có thể được sử dụng để thiết lập nhiều kênh riêng biệt nên ghép kênh động lượng góc quỹ đạo không dây (OAMM) có thể tăng tốc độ truyền một cách hiệu quả trong truyền dẫn từ điểm cao (chẳng hạn như truyền ngược hoặc chuyển tiếp không dây).