تقنيات تعدد الإرسال البصري وزواجها على الرقاقة: مراجعة

تقنيات تعدد الإرسال البصري وزواجها على الرقاقة واتصالات الألياف الضوئية: مراجعة

تعد تقنيات تعدد الإرسال البصري موضوع بحث عاجل، ويقوم العلماء في جميع أنحاء العالم بإجراء أبحاث متعمقة في هذا المجال. على مر السنين، تم اقتراح العديد من تقنيات تعدد الإرسال مثل تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM)، وتعدد الإرسال بتقسيم الوضع (MDM)، وتعدد الإرسال بتقسيم الفضاء (SDM)، وتعدد إرسال الاستقطاب (PDM)، وتعدد إرسال الزخم الزاوي المداري (OAMM). تتيح تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM) إرسال إشارتين ضوئيتين أو أكثر بأطوال موجية مختلفة في وقت واحد من خلال ألياف واحدة، مما يحقق الاستفادة الكاملة من خصائص الألياف المنخفضة الخسارة في نطاق كبير من الطول الموجي. تم اقتراح النظرية لأول مرة من قبل ديلانج في عام 1970، ولم تبدأ الأبحاث الأساسية لتكنولوجيا إدارة الطلب على المياه إلا في عام 1977، والتي ركزت على تطبيق شبكات الاتصالات. ومنذ ذلك الحين، مع التطوير المستمر لالألياف الضوئية, مصدر الضوء, photodetectorوغيرها من المجالات، كما تسارع استكشاف الناس لتكنولوجيا إدارة الطلب على المياه. تتمثل ميزة تعدد إرسال الاستقطاب (PDM) في أنه يمكن مضاعفة كمية إرسال الإشارة، لأنه يمكن توزيع إشارتين مستقلتين في موضع الاستقطاب المتعامد لنفس شعاع الضوء، ويتم فصل قناتي الاستقطاب وتحديدهما بشكل مستقل عند نهاية الاستلام.

مع استمرار نمو الطلب على معدلات بيانات أعلى، تمت دراسة الدرجة الأخيرة من حرية تعدد الإرسال، وهي الفضاء، بشكل مكثف على مدى العقد الماضي. من بينها، يتم إنشاء مضاعفة تقسيم الوضع (MDM) بشكل أساسي بواسطة أجهزة إرسال N، والتي يتم تحقيقها عن طريق معدد إرسال الوضع المكاني. وأخيراً، يتم إرسال الإشارة التي يدعمها الوضع المكاني إلى الألياف ذات الوضع المنخفض. أثناء انتشار الإشارة، يتم التعامل مع جميع الأساليب على نفس الطول الموجي كوحدة من القناة الفائقة لتعدد الإرسال في قسم الفضاء (SDM)، أي يتم تضخيمها وتخفيفها وإضافتها في وقت واحد، دون القدرة على تحقيق معالجة منفصلة للأسلوب. في MDM، يتم تعيين محيطات مكانية مختلفة (أي أشكال مختلفة) للنمط إلى قنوات مختلفة. على سبيل المثال، يتم إرسال قناة عبر شعاع ليزر على شكل مثلث أو مربع أو دائرة. تعد الأشكال التي يستخدمها MDM في تطبيقات العالم الحقيقي أكثر تعقيدًا ولها خصائص رياضية وفيزيائية فريدة. يمكن القول إن هذه التكنولوجيا هي التقدم الأكثر ثورية في نقل البيانات بالألياف الضوئية منذ الثمانينات. توفر تقنية MDM استراتيجية جديدة لتنفيذ المزيد من القنوات وزيادة سعة الارتباط باستخدام حامل ذو طول موجي واحد. الزخم الزاوي المداري (OAM) هو خاصية فيزيائية للموجات الكهرومغناطيسية حيث يتم تحديد مسار الانتشار بواسطة واجهة موجة الطور الحلزوني. نظرًا لأنه يمكن استخدام هذه الميزة لإنشاء قنوات منفصلة متعددة، فإن تعدد إرسال الزخم الزاوي المداري اللاسلكي (OAMM) يمكن أن يزيد بشكل فعال من معدل الإرسال في عمليات الإرسال من أعلى إلى نقطة (مثل التوصيل اللاسلكي أو الأمام).