Teknik multiplexing optik dan perkawinannya dengan on-chip: sebuah tinjauan

Teknik multiplexing optik dan perkawinannya untuk on-chip dankomunikasi serat optik: sebuah ulasan

Teknik multiplexing optik merupakan topik penelitian yang mendesak, dan para akademisi di seluruh dunia sedang melakukan penelitian mendalam di bidang ini. Selama bertahun-tahun, banyak teknologi multiplexing seperti multiplexing pembagian panjang gelombang (WDM), multiplexing pembagian mode (MDM), multiplexing pembagian ruang (SDM), multiplexing polarisasi (PDM), dan multiplexing momentum sudut orbital (OAMM) telah diusulkan. Teknologi multiplexing pembagian panjang gelombang (WDM) memungkinkan dua atau lebih sinyal optik dengan panjang gelombang berbeda ditransmisikan secara bersamaan melalui satu serat optik, memanfaatkan sepenuhnya karakteristik rugi-rugi serat yang rendah dalam rentang panjang gelombang yang besar. Teori ini pertama kali diusulkan oleh Delange pada tahun 1970, dan baru pada tahun 1977 penelitian dasar teknologi WDM dimulai, yang berfokus pada penerapan jaringan komunikasi. Sejak saat itu, dengan terus berkembangnya teknologi,serat optik, sumber cahaya, fotodetektordan bidang lainnya, eksplorasi teknologi WDM oleh masyarakat juga semakin pesat. Keunggulan multiplexing polarisasi (PDM) adalah jumlah transmisi sinyal dapat dilipatgandakan, karena dua sinyal independen dapat didistribusikan pada posisi polarisasi ortogonal dari berkas cahaya yang sama, dan kedua kanal polarisasi dipisahkan dan diidentifikasi secara independen di sisi penerima.

Seiring dengan terus meningkatnya permintaan akan kecepatan data yang lebih tinggi, derajat kebebasan terakhir dari multiplexing, yaitu ruang, telah dipelajari secara intensif selama dekade terakhir. Di antaranya, mode division multiplexing (MDM) terutama dihasilkan oleh N pemancar, yang direalisasikan oleh multiplexer mode spasial. Akhirnya, sinyal yang didukung oleh mode spasial ditransmisikan ke serat mode rendah. Selama perambatan sinyal, semua mode pada panjang gelombang yang sama diperlakukan sebagai satu unit superkanal Space Division multiplexing (SDM), yaitu diperkuat, dilemahkan, dan ditambahkan secara bersamaan, tanpa dapat mencapai pemrosesan mode terpisah. Dalam MDM, kontur spasial yang berbeda (yaitu, bentuk yang berbeda) dari suatu pola ditetapkan ke kanal yang berbeda. Misalnya, sebuah kanal dikirimkan melalui sinar laser yang berbentuk seperti segitiga, persegi, atau lingkaran. Bentuk yang digunakan MDM dalam aplikasi dunia nyata lebih kompleks dan memiliki karakteristik matematika dan fisika yang unik. Teknologi ini bisa dibilang merupakan terobosan paling revolusioner dalam transmisi data serat optik sejak tahun 1980-an. Teknologi MDM menyediakan strategi baru untuk mengimplementasikan lebih banyak kanal dan meningkatkan kapasitas tautan menggunakan satu pembawa panjang gelombang. Momentum sudut orbital (OAM) adalah karakteristik fisik gelombang elektromagnetik yang jalur perambatannya ditentukan oleh muka gelombang fase heliks. Karena fitur ini dapat digunakan untuk membangun beberapa kanal terpisah, multiplexing momentum sudut orbital nirkabel (OAMM) dapat secara efektif meningkatkan laju transmisi dalam transmisi high-to-point (seperti backhaul atau forward nirkabel).