Ne antaŭ longe, la respondfolio de la mezjara projekto por la komuna disvolviĝo de Hengqin inter Ĵuhai kaj Makao malrapide disvolviĝis. Unu el la translimaj optikaj fibroj altiris atenton. Ĝi trapasis Ĵuhai kaj Makaon por realigi komputilan interkonekton kaj rimedan dividadon de Makao al Hengqin, kaj konstrui informkanalon. Ŝanhajo ankaŭ antaŭenigas la ĝisdatigan kaj transforman projekton de la tute-fibra komunikada reto "optika en kupran reen" por certigi altkvalitan ekonomian disvolviĝon kaj pli bonajn komunikadajn servojn por loĝantoj.
Kun la rapida disvolviĝo de interreta teknologio, la bezono de uzantoj pri interreta trafiko kreskas ĉiutage, kaj kiel plibonigi la kapaciton de optika fibra komunikado fariĝis urĝa problemo por solvi.
Ekde la apero de optika fibra komunikada teknologio, ĝi kaŭzis gravajn ŝanĝojn en la kampoj de scienco, teknologio kaj socio. Kiel grava apliko de lasera teknologio, lasera informa teknologio reprezentita de optika fibra komunikada teknologio konstruis la kadron de moderna komunikada reto kaj fariĝis grava parto de informtransdono. Optika fibra komunikada teknologio estas grava portanta forto de la nuna interreta mondo, kaj ĝi ankaŭ estas unu el la kernaj teknologioj de la informa epoko.
Kun la kontinua apero de diversaj emerĝantaj teknologioj kiel la Interreto de Aĵoj, grandaj datumoj, virtuala realeco, artefarita inteligenteco (AI), kvina-generaciaj poŝtelefonaj komunikadoj (5G) kaj aliaj teknologioj, pli altaj postuloj estas metitaj sur informinterŝanĝon kaj transdonon. Laŭ esploraj datumoj publikigitaj de Cisco en 2019, la tutmonda jara IP-trafiko pliiĝos de 1.5 ZB (1 ZB = 1021 B) en 2017 ĝis 4.8 ZB en 2022, kun jara kreskorapideco de 26%. Alfronte al la kreskotendenco de alta trafiko, optikfibra komunikado, kiel la plej ĉefa parto de la komunikada reto, estas sub grandega premo por ĝisdatigo. Alt-rapidaj, grandkapacitaj optikfibraj komunikadaj sistemoj kaj retoj estos la ĉefa disvolva direkto de optikfibra komunikada teknologio.
Evoluiga Historio kaj Esplora Stato de Optika Fibra Komunikada Teknologio
La unua rubena lasero estis evoluigita en 1960, sekvante la malkovron pri kiel laseroj funkcias fare de Arthur Showlow kaj Charles Townes en 1958. Poste, en 1970, la unua AlGaAs-duonkondukta lasero kapabla je kontinua funkciado je ĉambra temperaturo estis sukcese evoluigita, kaj en 1977, la duonkondukta lasero estis realigita por funkcii kontinue dum dekoj da miloj da horoj en praktika medio.
Ĝis nun, laseroj havas la antaŭkondiĉojn por komerca optika fibra komunikado. Ekde la komenco de la invento de la lasero, la inventintoj rekonis ĝian gravan potencialan aplikon en la kampo de komunikado. Tamen, ekzistas du evidentaj mankoj en lasera komunikada teknologio: unu estas, ke granda kvanto da energio perdiĝos pro la diverĝo de la lasera radio; la alia estas, ke ĝi estas multe influita de la aplika medio, kiel ekzemple la apliko en la atmosfera medio estos signife submetita al ŝanĝoj en veterkondiĉoj. Tial, por lasera komunikado, taŭga optika ondgvidilo estas tre grava.
La optika fibro uzata por komunikado, proponita de D-ro Kao Kung, la Nobel-premiito pri fiziko, plenumas la bezonojn de lasera komunikada teknologio por ondgvidiloj. Li proponis, ke la Rayleigh-disĵeta perdo de vitro-optika fibro povas esti tre malalta (malpli ol 20 dB/km), kaj la potencperdo en optika fibro ĉefe devenas de la sorbado de lumo fare de malpuraĵoj en vitraj materialoj, do materialpurigo estas la ŝlosilo por redukti la perdon de optika fibro, kaj ankaŭ atentigis, ke unu-reĝima dissendo estas grava por konservi bonan komunikadan rendimenton.
En 1970, Corning Glass Company evoluigis kvarc-bazitan plurmodan optikan fibron kun perdo de ĉirkaŭ 20dB/km laŭ la puriga sugesto de D-ro Kao, igante optikan fibron realaĵo por komunikadaj transmisiaj medioj. Post kontinua esplorado kaj evoluigo, la perdo de kvarc-bazitaj optikaj fibroj alproksimiĝis al la teoria limo. Ĝis nun, la kondiĉoj de optika fibra komunikado estas plene plenumitaj.
Fruaj optikfibraj komunikaj sistemoj ĉiuj adoptis la ricevan metodon de rekta detekto. Ĉi tio estas relative simpla optikfibra komunika metodo. PD estas kvadrata leĝa detektilo, kaj nur la intenseco de la optika signalo povas esti detektita. Ĉi tiu rekta detektoriceva metodo daŭris de la unua generacio de optikfibra komunika teknologio en la 1970-aj jaroj ĝis la fruaj 1990-aj jaroj.
Por pliigi la spektran utiligon ene de la bendlarĝo, ni devas komenci de du aspektoj: unu estas uzi teknologion por alproksimiĝi al la Shannon-limo, sed la pliiĝo de spektra efikeco pliigis la postulojn por la telekomunikado-bruo-rilatumo, tiel reduktante la dissendodistancon; la alia estas plene utiligi la fazon. La informportanta kapacito de la polusa stato estas uzata por dissendo, kio estas la dua-generacia kohera optika komunikada sistemo.
La duageneracia kohera optika komunikada sistemo uzas optikan miksilon por intradina detekto, kaj adoptas polarizdiversecan ricevon, tio estas, ĉe la ricevanta fino, la signallumo kaj la loka oscilatora lumo estas malkomponitaj en du lumfaskojn, kies polarizaj statoj estas ortaj unu al la alia. Tiel, polariz-nesentema ricevo povas esti atingita. Krome, oni devas rimarkigi, ke nuntempe, frekvencspurado, portadfaza reakiro, egaligo, sinkronigado, polarizspurado kaj demultipleksado ĉe la ricevanta fino povas esti kompletigitaj per cifereca signalprilabora (DSP) teknologio, kiu multe simpligas la aparataran dezajnon de la ricevilo kaj plibonigis signalreakiran kapablon.
Kelkaj Defioj kaj Konsideroj Alfrontantaj la Disvolviĝon de Optika Fibra Komunikada Teknologio
Per la apliko de diversaj teknologioj, la akademiaj rondoj kaj la industrio baze atingis la limon de la spektra efikeco de la optika fibra komunikada sistemo. Por daŭre pliigi la transmisian kapaciton, tio atingeblas nur per pliigo de la sistema bendlarĝo B (lineare pliigante la kapaciton) aŭ pliigo de la signalo-bruo-rilatumo. La specifa diskuto estas jena.
1. Solvo por pliigi la dissendan potencon
Ĉar la nelineara efiko kaŭzita de alt-potenca transdono povas esti reduktita per taŭga pliigo de la efika areo de la fibro-sekco, estas solvo por pliigi potencon uzi malmultreĝiman fibron anstataŭ unu-reĝiman fibron por transdono. Krome, la nuntempe plej ofta solvo por nelinearaj efikoj estas uzi la ciferecan retrodisvastiĝantan (DBP) algoritmon, sed la plibonigo de la algoritma rendimento kondukos al pliigo de komputila komplekseco. Lastatempe, la esplorado pri maŝinlernada teknologio en nelineara kompenso montris bonan aplikan perspektivon, kiu multe reduktas la kompleksecon de la algoritmo, do la dezajno de DBP-sistemo povas esti helpata de maŝinlernado en la estonteco.
2. Pliigu la bendlarĝon de la optika amplifilo
Pligrandigo de la bendlarĝo povas rompi la limigojn de la frekvenca gamo de EDFA. Aldone al la C-bendo kaj L-bendo, la S-bendo ankaŭ povas esti inkluzivita en la aplika gamo, kaj la SOA aŭ Raman-amplifilo povas esti uzata por amplifikado. Tamen, la ekzistanta optika fibro havas grandan perdon en frekvencaj bendoj krom la S-bendo, kaj necesas desegni novan tipon de optika fibro por redukti la transmisian perdon. Sed por la ceteraj bendoj, komerce havebla optika amplifika teknologio ankaŭ estas defio.
3. Esploro pri optika fibro kun malalta transmisia perdo
Esplorado pri fibro kun malalta transmisia perdo estas unu el la plej kritikaj aferoj en ĉi tiu kampo. Kavaĵkerna fibro (HCF) havas la eblecon de pli malalta transmisia perdo, kio reduktos la tempoprokraston de fibra transmisio kaj povas forigi la nelinearan problemon de fibro grandparte.
4. Esploro pri teknologioj rilataj al spacdivida multipleksado
Spacdivida multipleksa teknologio estas efika solvo por pliigi la kapaciton de unuopa fibro. Specife, plurkerna optika fibro estas uzata por dissendo, kaj la kapacito de unuopa fibro estas duobligita. La kerna demando en ĉi tiu rilato estas ĉu ekzistas pli alt-efikeca optika amplifilo, alie ĝi povas nur esti ekvivalenta al pluraj unu-kernaj optikaj fibroj; uzante reĝimdividan multipleksan teknologion, inkluzive de lineara polariza reĝimo, OAM-fasko bazita sur faza singulareco kaj cilindra vektora fasko bazita sur polariza singulareco, tia teknologio povas esti. Traba multipleksado provizas novan gradon de libereco kaj plibonigas la kapaciton de optikaj komunikaj sistemoj. Ĝi havas larĝajn aplikajn perspektivojn en optika fibra komunikada teknologio, sed la esplorado pri rilataj optikaj amplifiloj ankaŭ estas defio. Krome, kiel balanci la sisteman kompleksecon kaŭzitan de diferenciga reĝima grupa prokrasto kaj plureniga plureniga cifereca egaliga teknologio ankaŭ meritas atenton.
Perspektivoj por la Disvolviĝo de Optika Fibra Komunikada Teknologio
Optika fibra komunikada teknologio evoluis de la komenca malrapida dissendo ĝis la nuna altrapida dissendo, kaj fariĝis unu el la ĉefaj teknologioj subtenantaj la informan socion, kaj formis grandegan disciplinon kaj socian kampon. Estonte, dum la postulo de la socio pri informa dissendo daŭre kreskas, optikaj fibraj komunikadaj sistemoj kaj retteknologioj evoluos al ultra-granda kapacito, inteligenteco kaj integriĝo. Samtempe plibonigante la dissendan rendimenton, ili daŭre reduktos kostojn kaj servos la porvivaĵon de la popolo kaj helpos la landon konstrui informan socion. La informa socio ludas gravan rolon. CeiTa kunlaboris kun kelkaj naturaj katastrofaj organizaĵoj, kiuj povas antaŭdiri regionajn sekurecajn avertojn kiel tertremojn, inundojn kaj cunamojn. Ĝi nur bezonas esti konektita al la ONU de CeiTa. Kiam okazas natura katastrofo, la tertrema stacio eldonos fruan averton. La terminalo sub la ONU-alarmoj estos sinkronigita.
(1) Inteligenta optika reto
Kompare kun la sendrata komunikada sistemo, la optika komunikada sistemo kaj reto de la inteligenta optika reto estas ankoraŭ en la komenca stadio rilate al retkonfigurado, retprizorgado kaj diagnozo de eraroj, kaj la grado de inteligenteco estas nesufiĉa. Pro la grandega kapacito de unuopa fibro, la okazo de iu ajn fibra paneo havos grandan efikon sur la ekonomion kaj socion. Tial, la monitorado de retparametroj estas tre grava por la disvolviĝo de estontaj inteligentaj retoj. La esplordirektoj, kiujn oni devas atenti en ĉi tiu aspekto estontece, inkluzivas: sistemparametra monitorada sistemo bazita sur simpligita kohera teknologio kaj maŝinlernado, fizikkvanta monitorada teknologio bazita sur kohera signalanalizo kaj faz-sentema optika tempo-domajna reflekto.
(2) Integra teknologio kaj sistemo
La kerna celo de aparata integriĝo estas redukti kostojn. En optika fibra komunikada teknologio, mallongdistanca altrapida dissendo de signaloj povas esti realigita per kontinua signalregenerado. Tamen, pro la problemoj de fazo kaj polariza stato-reakiro, la integriĝo de koheraj sistemoj estas ankoraŭ relative malfacila. Krome, se grandskala integra optika-elektra-optika sistemo povas esti realigita, la sistema kapacito ankaŭ signife pliboniĝos. Tamen, pro faktoroj kiel malalta teknika efikeco, alta komplekseco kaj malfacileco en integriĝo, estas neeble vaste antaŭenigi tute-optikajn signalojn kiel tute-optikajn 2R (re-amplifiko, re-formado), 3R (re-amplifiko, re-tempigo kaj re-formado) en la kampo de optika komunikado-prilabora teknologio. Tial, rilate al integriĝa teknologio kaj sistemoj, la estontaj esplordirektoj estas jenaj: Kvankam la ekzistanta esplorado pri spacdividaj multipleksaj sistemoj estas relative riĉa, la ŝlosilaj komponantoj de spacdividaj multipleksaj sistemoj ankoraŭ ne atingis teknologiajn sukcesojn en la akademio kaj industrio, kaj plia plifortigo estas necesa. Esplorado, kiel ekzemple integraj laseroj kaj modulatoroj, dudimensiaj integraj riceviloj, alt-energiefikaj integraj optikaj amplifiloj, ktp.; novaj specoj de optikaj fibroj povus signife vastigi la bendlarĝon de la sistemo, sed plia esplorado ankoraŭ necesas por certigi, ke ilia ampleksa funkciado kaj fabrikadaj procezoj atingu la ekzistantan nivelon de ununura reĝimo de fibro; studu diversajn aparatojn, kiuj povas esti uzataj kun la nova fibro en la komunikada ligo.
(3) Optikaj komunikaj aparatoj
En optikaj komunikaj aparatoj, la esplorado kaj evoluigo de siliciaj fotonikaj aparatoj atingis komencajn rezultojn. Tamen, nuntempe, la hejma rilata esplorado baziĝas ĉefe sur pasivaj aparatoj, kaj la esplorado pri aktivaj aparatoj estas relative malforta. Rilate al optikaj komunikaj aparatoj, la estontaj esplordirektoj inkluzivas: integriĝan esploradon de aktivaj aparatoj kaj siliciaj optikaj aparatoj; esploradon pri integriĝa teknologio de ne-siliciaj optikaj aparatoj, kiel ekzemple esplorado pri integriĝa teknologio de III-V materialoj kaj substratoj; pluan evoluigon de esplorado kaj evoluigo de novaj aparatoj. Daŭrigo, kiel ekzemple integra litia niobato optika ondgvidilo kun la avantaĝoj de alta rapideco kaj malalta energikonsumo.
Afiŝtempo: 3-a de aŭgusto 2023
