光多重化技術とオンチップにおけるそれらの組み合わせ: レビュー

光多重化技術とオンチップおよびそれらの融合光ファイバー通信: レビュー

光多重技術は緊急の研究課題であり、世界中の学者がこの分野で詳細な研究を行っています。長年にわたり、波長分割多重化 (WDM)、モード分割多重化 (MDM)、空間分割多重化 (SDM)、偏波多重化 (PDM)、軌道角運動量多重化 (OAMM) などの多くの多重化技術が提案されてきました。波長分割多重 (WDM) 技術を使用すると、異なる波長の 2 つ以上の光信号を 1 本のファイバで同時に伝送でき、広い波長範囲でファイバの低損失特性を最大限に活用できます。この理論は 1970 年に Delange によって最初に提案され、通信ネットワークの応用に焦点を当てた WDM 技術の基礎研究が開始されたのは 1977 年になってからでした。以来、継続的な発展とともに、光ファイバー, 光源, 光検出器などの分野で、WDM テクノロジーの探究も加速しています。偏波多重 (PDM) の利点は、2 つの独立した信号を同じ光ビームの直交する偏波位置に分配でき、2 つの偏波チャネルが分離されて独立して識別されるため、信号伝送量を倍増できることです。受信側。

より高いデータレートへの需要が高まるにつれ、多重化の最後の自由度であるスペースが過去 10 年間にわたって集中的に研究されてきました。このうち、モード分割多重 (MDM) は主に N 個の送信機によって生成され、空間モード多重化装置によって実現されます。最後に、空間モードによってサポートされる信号がローモード ファイバーに送信されます。信号伝播中、同じ波長上のすべてのモードは空間分割多重 (SDM) スーパー チャネルのユニットとして扱われます。つまり、個別のモード処理を行うことなく、同時に増幅、減衰、追加されます。 MDM では、パターンの異なる空間的輪郭 (つまり、異なる形状) が異なるチャネルに割り当てられます。たとえば、チャネルは、三角形、四角形、または円のような形状のレーザー ビームを介して送信されます。実際のアプリケーションで MDM によって使用される形状はより複雑で、独特の数学的および物理的特性を持っています。このテクノロジーはおそらく、1980 年代以来の光ファイバー データ伝送における最も革新的な進歩です。 MDM テクノロジーは、単一波長キャリアを使用してより多くのチャネルを実装し、リンク容量を増やすための新しい戦略を提供します。軌道角運動量 (OAM) は、伝播経路がヘリカル位相波面によって決定される電磁波の物理的特性です。この機能を使用して複数の個別のチャネルを確立できるため、無線軌道角運動量多重化 (OAMM) は、ハイツーポイント伝送 (無線バックホールまたはフォワードなど) の伝送速度を効果的に向上させることができます。