Antaŭ nelonge malrapide disvolviĝis la meza jarrespondo por la komuna disvolvo de Hengqin inter Zhuhai kaj Makao. Unu el la translimaj optikaj fibroj altiris atenton. Ĝi trapasis Zhuhai kaj Makao por realigi komputikpotencan interkonekton kaj kundividon de resursoj de Makao ĝis Hengqin, kaj konstrui informkanalon. Ŝanhajo ankaŭ antaŭenigas la ĝisdatigon kaj transforman projekton de la tutfibra komunika reto "optika al kupra dorso" por certigi altkvalitan ekonomian disvolviĝon kaj pli bonajn komunikajn servojn por loĝantoj.
Kun la rapida disvolviĝo de interreta teknologio, la postulo de uzantoj pri interreta trafiko pligrandiĝas tago post tago, kiel plibonigi la kapablon de optika fibro komunikado fariĝis urĝa problemo solvinda.
Ekde la apero de optika fibro komunikado teknologio, ĝi kaŭzis gravajn ŝanĝojn en la kampoj de scienco kaj teknologio kaj socio. Kiel grava apliko de lasera teknologio, lasera informa teknologio reprezentita de optika fibro-komunika teknologio konstruis la kadron de moderna komunika reto kaj fariĝis grava parto de informa transdono. Optika fibro-komunika 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 daŭra apero de diversaj emerĝantaj teknologioj kiel Interreto de Aĵoj, grandaj datumoj, virtuala realeco, artefarita inteligenteco (AI), kvina-generaciaj moveblaj komunikadoj (5G) kaj aliaj teknologioj, pli altaj postuloj estas metitaj pri informa interŝanĝo kaj transdono. Laŭ esploraj datumoj publikigitaj de Cisco en 2019, tutmonda jara IP-trafiko pliiĝos de 1.5ZB (1ZB=1021B) en 2017 ĝis 4.8ZB en 2022, kun kunmetita jarkreskofteco de 26%. Fronte al la kreskotendenco de alta trafiko, optika fibro komunikado, kiel la plej spina parto de la komunika reto, estas sub grandega premo ĝisdatigi. Altrapidaj, grandkapacaj sistemoj kaj retoj de komunika fibro de optika fibro estos la ĉefa disvolva direkto de teknologio de komunikado de optika fibro.
Evoluhistorio kaj Esplora Statuso de Optika Fibra Komunika Teknologio
La unua rubena lasero estis evoluigita en 1960, sekvante la eltrovon de kiel laseroj funkcias fare de Arthur Showlow kaj Charles Townes en 1958. Tiam, en 1970, la unua AlGaAs semikonduktaĵlasero kapabla je kontinua operacio ĉe ĉambra temperaturo estis sukcese evoluigita, kaj en 1977, la duonkondukta lasero estis realigita por funkcii ade dum dekoj de miloj da horoj en praktika medio.
Ĝis nun, laseroj havas la antaŭkondiĉojn por komerca optika fibro komunikado. De la komenco de la invento de la lasero, la inventintoj rekonis ĝian gravan potencialan aplikon en la kampo de komunikado. Tamen, estas du evidentaj mankoj en lasera komunikadoteknologio: unu estas ke granda kvanto da energio estos perdita pro la diverĝo de la lasera radio; la alia estas ke ĝi estas tre tuŝita de la aplika medio, kiel la apliko en la atmosfera medio estos signife submetata 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 komunikadoteknologio por ondgvidiloj. Li proponis, ke la perdo de disvastigo de Rayleigh de vitra optika fibro povas esti tre malalta (malpli ol 20 dB/km), kaj la perdo de potenco en optika fibro ĉefe devenas de la sorbado de lumo per malpuraĵoj en vitromaterialoj, do materiala purigo estas la ŝlosilo. al redukto de optika fibro perdo Ŝlosilo, kaj ankaŭ atentigis, ke unu-reĝima transdono estas grava por konservi bonan komunikado rendimento.
En 1970, Corning Glass Company evoluigis kvarc-bazitan multimodan optikan fibron kun perdo de proksimume 20dB/km laŭ la purigadsugesto de D-ro Kao, igante optikan fibron realaĵo por komunikaj dissendmedioj. Post kontinua esplorado kaj evoluo, la perdo de kvarc-bazitaj optikaj fibroj alproksimiĝis al la teoria limo. Ĝis nun, la kondiĉoj de optika fibro komunikado estis plene kontentigitaj.
Fruaj optikfibraj komunikadsistemoj ĉiuj adoptis la ricevan metodon de rekta detekto. Ĉi tio estas relative simpla optika fibro-komunika metodo. PD estas kvadrata leĝa detektilo, kaj nur la intenseco de la optika signalo povas esti detektita. Tiu rekta detekta riceva metodo daŭris de la unua generacio de optika fibro-komunika teknologio en la 1970-aj jaroj ĝis la fruaj 1990-aj jaroj.
Por pliigi la spektran utiligon ene de la bendolarĝo, ni devas komenci de du aspektoj: unu estas uzi teknologion por alproksimiĝi al la limo de Shannon, sed la pliiĝo en spektra efikeco pliigis la postulojn por la telekomunikado-al-bruo-proporcio, tiel reduktante la transdono distanco; la alia estas plene utiligi la fazon, La informa portanta kapablo de la polusiĝoŝtato estas uzata por transsendo, kiu estas la duageneracia kohera optika komunika sistemo.
La duageneracia kohera optika komunika sistemo uzas optikan miksilon por intradina detekto, kaj adoptas polusidiversecan ricevon, tio estas, ĉe la riceva fino, la signala lumo kaj la loka oscilatora lumo estas malkomponitaj en du lumradiojn, kies polusiĝstatoj estas ortogonalaj. unu al la alia. Tiamaniere, polusiĝo-sentema ricevo povas esti atingita. Krome, oni devas rimarki, ke ĉi-momente, frekvenca spurado, portanta faza reakiro, egaligo, sinkronigado, polariza spurado kaj malmultipleksado ĉe la riceva fino ĉiuj povas esti kompletigitaj per teknologio de cifereca signal-prilaborado (DSP), kiu multe simpligas la aparataron. dezajno de la ricevilo, kaj plibonigita signala reakiro-kapablo.
Kelkaj Defioj kaj Konsideroj Alfrontantaj la Evoluon de Optika Fibra Komunika Teknologio
Per la apliko de diversaj teknologioj, la akademiaj rondoj kaj la industrio esence atingis la limon de la spektra efikeco de la optika fibro-komunika sistemo. Por daŭre pliigi la dissendkapaciton, ĝi povas nur esti atingita pliigante la sisteman bendolarĝon B (linie kreskantan kapaciton) aŭ pliigante la signal-al-bruo-proporcion. La specifa diskuto estas kiel sekvas.
1. Solvo por pliigi transdonan potencon
Ĉar la nelinia efiko kaŭzita de alt-potenca dissendo povas esti reduktita konvene pliigante la efikan areon de la fibra sekco, estas solvo por pliigi potencon uzi malmultaj-reĝiman fibron anstataŭ unu-reĝiman fibron por transsendo. Krome, la nuna plej ofta solvo al neliniaj efikoj estas uzi la algoritmon de cifereca dorsdisvastigo (DBP), sed la plibonigo de algoritmo-efikeco kondukos al pliiĝo en komputila komplekseco. Lastatempe, la esplorado de maŝinlernado teknologio en nelinia kompenso montris bonan aplikan perspektivon, kiu multe reduktas la kompleksecon de la algoritmo, do la dezajno de DBP-sistemo povas esti helpita per maŝina lernado estonte.
2. Pliigu la larĝan bandon de la optika amplifilo
Pliigi la bendolarĝon povas trarompi la limigon de la frekvenca gamo de EDFA. Krom la C-grupo kaj L-grupo, la S-grupo ankaŭ povas esti inkludita en la aplikaĵo, kaj la SOA aŭ Raman-amplifilo povas esti uzata por plifortigo. Tamen, la ekzistanta optika fibro havas grandan perdon en frekvencbendoj krom la S-bando, kaj necesas desegni novan specon de optika fibro por redukti la dissendperdon. Sed por la resto de la bandoj, komerce disponebla optika plifortiga teknologio ankaŭ estas defio.
3. Esploro pri malalta transdona perdo optika fibro
Esplorado pri malalta dissendperda fibro estas unu el la plej kritikaj aferoj en ĉi tiu kampo. Kava kerna fibro (HCF) havas la eblecon de pli malalta dissenda perdo, kiu reduktos la tempoprokraston de fibro-transsendo kaj povas forigi la nelinian problemon de fibro en granda mezuro.
4. Esploro pri spacdividaj multipleksaj rilataj teknologioj
Spac-divida multipleksteknologio estas efika solvo por pliigi la kapaciton de ununura fibro. Specife, plurkerna optika fibro estas uzata por transsendo, kaj la kapacito de ununura fibro estas duobligita. La kerna afero ĉi-rilate estas ĉu ekzistas pli alta efikeco optika amplifilo. , alie ĝi povas nur esti ekvivalenta al multoblaj unukernaj optikaj fibroj; uzante reĝimo-dividado multiplexado teknologio inkluzive de lineara polusiĝo modo, OAM trabo bazita sur fazo singularidad kaj cilindra vektora trabo bazita sur polusiĝo unuopaĵo, tia teknologio povas esti Trabo multiplexado provizas novan gradon de libereco kaj plibonigas la kapablon de optikaj komunikado sistemoj. Ĝi havas larĝajn aplikajn perspektivojn en optika fibro-komunika teknologio, sed la esplorado pri rilataj optikaj amplifiloj ankaŭ estas defio. Krome, kiel ekvilibrigi la sisteman kompleksecon kaŭzitan de diferenciga reĝimo grupa prokrasto kaj multnombra eniga multprodukta cifereca egaliga teknologio ankaŭ estas atentinda.
Perspektivoj por la Evoluo de Optika Fibra Komunika Teknologio
Optika fibro-komunika teknologio disvolviĝis de la komenca malaltrapida transdono al la nuna altrapida transdono, kaj fariĝis unu el la dorsaj teknologioj subtenantaj la informan socion, kaj formis grandegan disciplinon kaj socian kampon. En la estonteco, ĉar la postulo de la socio je informtranssendo daŭre pliiĝas, optikfibraj komunikadsistemoj kaj retaj teknologioj evoluos al ultra-granda kapacito, inteligenteco kaj integriĝo. Dum plibonigo de transdona rendimento, ili daŭre reduktos kostojn kaj servos la porvivaĵon de la homoj kaj helpos la landon konstrui informojn. socio ludas gravan rolon. CeiTa kunlaboris kun kelkaj naturkatastroforganizoj, kiuj povas antaŭdiri regionajn sekurecavertojn kiel ekzemple sismoj, inundoj, kaj cunamoj. Ĝi nur bezonas esti konektita al la ONU de CeiTa. Kiam okazas natura katastrofo, la tertrema stacio eligos fruan averton. La terminalo sub la Atentigoj de ONU estos sinkronigita.
(1) Inteligenta optika reto
Kompare kun la sendrata komunika sistemo, la optika komunika sistemo kaj reto de la inteligenta optika reto ankoraŭ estas en la komenca etapo koncerne retan agordon, retan bontenadon kaj diagnozon de misfunkciadoj, kaj la grado de inteligenteco estas nesufiĉa. Pro la grandega kapablo de ununura fibro, la okazo de iu fibro-malsukceso havos grandan efikon sur la ekonomio kaj socio. Tial, la monitorado de retaj parametroj estas tre grava por la disvolviĝo de estontaj inteligentaj retoj. La esploraj direktoj, kiujn oni devas atenti en ĉi tiu aspekto en la estonteco, inkluzivas: sistemon de parametro-monitoradsistemo bazita sur simpligita kohera teknologio kaj maŝinlernado, fizika kvanto-monitora teknologio bazita sur kohera signalanalizo kaj faz-sentema optika tempo-domajna reflektado.
(2) Integrita teknologio kaj sistemo
La kerna celo de aparato-integriĝo estas redukti kostojn. En optika fibro-komunika teknologio, mallongdistanca altrapida dissendo de signaloj povas esti realigita per kontinua signalregenerado. Tamen, pro la problemoj de fazo kaj polusiĝoŝtata reakiro, la integriĝo de koheraj sistemoj estas ankoraŭ relative malfacila. Krome, se grandskala integra optika-elektra-optika sistemo povas esti realigita, la sistema kapablo ankaŭ estos signife plibonigita. Tamen, pro faktoroj kiel malalta teknika efikeco, alta komplekseco, kaj malfacileco en integriĝo, estas maleble vaste reklami tute-optikajn signalojn kiel ekzemple tute-optikaj 2R (re-amplifo, re-formado), 3R (re-amplifiĝo). , re-tempigo, kaj re-formado) en la kampo de optikaj komunikadoj. pretiga teknologio. Tial, koncerne integrigan teknologion kaj sistemojn, la estontaj esplordirektoj estas jenaj: Kvankam la ekzistantaj esploroj pri spacdividaj multipleksaj sistemoj estas relative riĉaj, la ŝlosilaj komponantoj de spacdividaj multipleksaj sistemoj ankoraŭ ne atingis teknologiajn sukcesojn en akademio kaj industrio. kaj necesas plua plifortigo. Esplorado, kiel integraj laseroj kaj modulatoroj, dudimensiaj integraj riceviloj, alt-energia-efikecaj integritaj optikaj amplifiloj, ktp.; novaj specoj de optikaj fibroj povas signife vastigi sisteman bendolarĝon, sed plua esplorado ankoraŭ bezonas por certigi, ke ilia ampleksa agado kaj fabrikado procezoj povas atingi la ekzistantan ununuran La nivelon de reĝimo fibro; studi diversajn aparatojn uzeblajn kun la nova fibro en la komunika ligo.
(3) Optikaj komunikado-aparatoj
En optikaj komunikado-aparatoj, la esplorado kaj evoluo de siliciaj fotonaj aparatoj atingis komencajn rezultojn. Tamen, nuntempe, hejma rilata esplorado baziĝas ĉefe sur pasivaj aparatoj, kaj esplorado pri aktivaj aparatoj estas relative malforta. Koncerne optikajn komunikajn aparatojn, la estontaj esplordirektoj inkluzivas: integriĝesploradon de aktivaj aparatoj kaj siliciaj optikaj aparatoj; esplorado pri integriga teknologio de ne-siliciaj optikaj aparatoj, kiel esploro pri integriga teknologio de III-V materialoj kaj substratoj; pluevoluigo de nova aparato esploro kaj evoluo. Sekvu, kiel integra litia niobate optika ondgvidilo kun la avantaĝoj de alta rapido kaj malalta konsumo.
Afiŝtempo: Aŭg-03-2023
