Pa gen lontan, fèy repons nan mitan ane a pou devlopman jwenti Hengqin ant Zhuhai ak Macao te tou dousman dewoulman. Youn nan fib optik kwa-fontyè atire atansyon. Li te pase nan Zhuhai ak Macao pou reyalize entèkoneksyon pouvwa informatique ak pataje resous soti nan Macao pou rive nan Hengqin, epi bati yon kanal enfòmasyon. Shanghai ap ankouraje tou amelyorasyon ak transfòmasyon pwojè "optik nan tounen kwiv" tout-fib kominikasyon rezo pou asire devlopman ekonomik bon jan kalite ak pi bon sèvis kominikasyon pou rezidan yo.
Avèk devlopman rapid nan teknoloji entènèt, demann itilizatè yo pou trafik entènèt ap ogmante jou pa jou, ki jan yo amelyore kapasite kominikasyon fib optik vin yon pwoblèm ijan yo dwe rezoud.
Depi aparans nan teknoloji kominikasyon fib optik, li te pote gwo chanjman nan domèn syans ak teknoloji ak sosyete a. Kòm yon aplikasyon enpòtan nan teknoloji lazè, teknoloji enfòmasyon lazè reprezante pa teknoloji kominikasyon fib optik te bati fondasyon an nan rezo kominikasyon modèn ak vin yon pati enpòtan nan transmisyon enfòmasyon. Teknoloji kominikasyon fib optik se yon fòs pote enpòtan nan mond entènèt aktyèl la, epi li se tou youn nan teknoloji debaz yo nan laj enfòmasyon an.
Avèk aparisyon kontinyèl nan divès teknoloji émergentes tankou entènèt la nan bagay sa yo, gwo done, reyalite vityèl, entèlijans atifisyèl (AI), senkyèm jenerasyon kominikasyon mobil (5G) ak lòt teknoloji, pi gwo demand yo mete sou echanj enfòmasyon ak transmisyon. Dapre done rechèch ki te pibliye pa Cisco nan 2019, trafik IP mondyal anyèl ap ogmante soti nan 1.5ZB (1ZB = 1021B) nan 2017 a 4.8ZB nan 2022, ak yon to kwasans konpoze anyèl 26%. Fè fas ak tandans nan kwasans nan trafik segondè, fib optik kominikasyon, kòm pati ki pi zo rèl do nan rezo kominikasyon an, se anba presyon fòmidab ajou. Gwo vitès, gwo-kapasite sistèm kominikasyon fib optik ak rezo yo pral direksyon devlopman endikap nan teknoloji kominikasyon fib optik.
Istwa Devlopman ak Estati Rechèch nan Teknoloji kominikasyon fib optik
Premye lazè ruby te devlope an 1960, apre dekouvèt ki jan lazè travay pa Arthur Showlow ak Charles Townes an 1958. Lè sa a, an 1970, premye lazè semiconductor AlGaAs ki kapab opere kontinyèl nan tanperati chanm te devlope avèk siksè, epi an 1977, lazè a semi-conducteurs te reyalize travay kontinyèlman pou dè dizèn de milye èdtan nan yon anviwònman pratik.
Jiskaprezan, lazè gen kondisyon yo pou kominikasyon komèsyal fib optik. Depi nan konmansman an nan envansyon nan lazè a, envanteur yo rekonèt aplikasyon enpòtan potansyèl li yo nan jaden an nan kominikasyon. Sepandan, gen de enpèfeksyon evidan nan teknoloji kominikasyon lazè: youn se ke yon gwo kantite enèji pral pèdi akòz divergence nan gwo bout bwa lazè a; lòt la se ke li se anpil afekte pa anviwònman aplikasyon an, tankou aplikasyon an nan anviwònman an atmosferik pral siyifikativman sijè a chanjman nan kondisyon metewolojik . Se poutèt sa, pou kominikasyon lazè, yon gid ond optik apwopriye trè enpòtan.
Fib optik yo itilize pou kominikasyon doktè Kao Kung te pwopoze a, gayan Pri Nobèl la nan fizik, satisfè bezwen teknoloji kominikasyon lazè pou gid ond yo. Li pwopoze ke pèt gaye Rayleigh nan fib optik vè ka trè ba (mwens pase 20 dB / km), ak pèt pouvwa a nan fib optik sitou soti nan absòpsyon nan limyè pa enpurte nan materyèl vè, kidonk pirifikasyon materyèl se kle a. nan diminye pèt fib optik kle, epi tou li fè remake ke transmisyon sèl-mòd enpòtan pou kenbe bon pèfòmans kominikasyon.
An 1970, konpayi Corning Glass te devlope yon fib optik multimode ki baze sou kwats ak yon pèt apeprè 20dB / km dapre sijesyon pou pirifye Dr Kao a, fè fib optik yon reyalite pou medya transmisyon kominikasyon. Apre rechèch ak devlopman kontinyèl, pèt fib optik ki baze sou kwatz pwoche bò limit teyorik la. Se konsa, lwen, kondisyon yo nan kominikasyon fib optik yo te konplètman satisfè.
Byen bonè sistèm kominikasyon fib optik tout adopte metòd k ap resevwa nan deteksyon dirèk. Sa a se yon metòd kominikasyon fib optik relativman senp. PD se yon detektè lwa kare, epi sèlman entansite siyal optik la ka detekte. Metòd dirèk deteksyon sa a te kontinye soti nan premye jenerasyon teknoloji kominikasyon fib optik nan ane 1970 yo rive nan kòmansman ane 1990 yo.
Pou ogmante itilizasyon spectre nan Pleasant la, nou bezwen kòmanse soti nan de aspè: youn se sèvi ak teknoloji pou apwoche limit Shannon, men ogmantasyon nan efikasite spectre ogmante kondisyon yo pou rapò telekominikasyon-a-bri, kidonk diminye. distans transmisyon; lòt la se fè tout itilizasyon faz la, Se kapasite pote enfòmasyon nan eta a polarizasyon itilize pou transmisyon, ki se dezyèm jenerasyon sistèm kominikasyon optik aderan.
Sistèm kominikasyon optik aderan dezyèm jenerasyon an sèvi ak yon mixer optik pou deteksyon intradyne, epi li adopte resepsyon divèsite polarizasyon, se sa ki nan fen k ap resevwa, limyè siyal la ak limyè osilator lokal la dekonpoze an de travès limyè ki gen eta polarizasyon orthogonal. youn ak lòt. Nan fason sa a, resepsyon polarizasyon-ensansib ka reyalize. Anplis de sa, li ta dwe fè remake ke nan moman sa a, swiv frekans, rekiperasyon faz konpayi asirans, egalizasyon, senkronizasyon, swivi polarizasyon ak demultiplexing nan fen k ap resevwa yo tout ka ranpli pa teknoloji pwosesis siyal dijital (DSP), ki anpil senplifye pyès ki nan konpitè. konsepsyon reseptè a, ak amelyore kapasite rekiperasyon siyal.
Gen kèk defi ak konsiderasyon pou fè fas a devlopman teknoloji kominikasyon fib optik
Atravè aplikasyon an nan divès teknoloji, sèk akademik yo ak endistri a te fondamantalman rive nan limit la nan efikasite nan espèk nan sistèm nan kominikasyon fib optik. Pou kontinye ogmante kapasite transmisyon an, li ka sèlman reyalize lè w ogmante Pleasant sistèm B (linearyly ogmante kapasite) oswa ogmante rapò siyal-a-bri. Diskisyon espesifik la se jan sa a.
1. Solisyon pou ogmante pouvwa transmèt
Depi efè ki pa lineyè ki te koze pa transmisyon gwo pouvwa a ka redwi lè w byen ogmante zòn efikas nan koup transvèsal fib la, li se yon solisyon pou ogmante pouvwa pou itilize fib mòd kèk olye pou fib mòd sèl pou transmisyon. Anplis de sa, aktyèl solisyon ki pi komen nan efè ki pa lineyè se sèvi ak algorithm backpropagation dijital (DBP), men amelyorasyon nan pèfòmans algorithm ap mennen nan yon ogmantasyon nan konpleksite enfòmatik. Dènyèman, rechèch la nan teknoloji aprantisaj machin nan konpansasyon ki pa lineyè te montre yon pwospè aplikasyon bon, ki anpil diminye konpleksite nan algorithm la, kidonk konsepsyon an nan sistèm DBP ka ede pa aprantisaj machin nan tan kap vini an.
2. Ogmante Pleasant anplifikatè optik la
Ogmante Pleasant la ka kraze nan limit la nan ranje frekans nan EDFA. Anplis de C-band la ak L-band, S-band la kapab tou enkli nan seri aplikasyon an, epi yo ka itilize anplifikatè SOA oswa Raman pou anplifikasyon. Sepandan, fib optik ki deja egziste a gen yon gwo pèt nan gwoup frekans lòt pase S-band la, epi li nesesè pou desine yon nouvo kalite fib optik pou diminye pèt transmisyon an. Men, pou rès gwoup yo, teknoloji anplifikasyon optik ki disponib nan komès se tou yon defi.
3. Rechèch sou fib optik pèt transmisyon ki ba
Rechèch sou fib pèt transmisyon ki ba se youn nan pwoblèm ki pi kritik nan domèn sa a. Hollow core fib (HCF) gen posiblite pou pi ba pèt transmisyon, ki pral diminye reta tan nan transmisyon fib epi li ka elimine pwoblèm nan ki pa lineyè nan fib nan yon gwo limit.
4. Rechèch sou teknoloji ki gen rapò ak divizyon espasyal
Teknoloji multiplexing espas-divizyon se yon solisyon efikas pou ogmante kapasite yon sèl fib. Espesyalman, yo itilize fib optik milti-nwayo pou transmisyon, epi kapasite yon sèl fib double. Pwoblèm debaz la nan sans sa a se si gen yon anplifikatè optik ki pi wo efikasite. , otreman li ka sèlman ekivalan a plizyè fib optik sèl-nwayo; lè l sèvi avèk mòd-divizyon multiplexing teknoloji ki gen ladan mòd lineyè polarization, OAM gwo bout bwa ki baze sou faz singularité ak silendrik vektè gwo bout bwa ki baze sou singularité polarisation, teknoloji sa yo ka Beam multiplexing bay yon nouvo degre nan libète ak amelyore kapasite nan sistèm kominikasyon optik. Li gen kandida aplikasyon laj nan teknoloji kominikasyon fib optik, men rechèch la sou anplifikatè optik ki gen rapò se tou yon defi. Anplis de sa, ki jan yo balanse konpleksite nan sistèm ki te koze pa reta gwoup mòd diferans ak miltip-antre miltip-sòti teknoloji egalizasyon dijital se tou merite atansyon.
Kandida pou devlopman teknoloji kominikasyon fib optik
Teknoloji kominikasyon fib optik te devlope soti nan transmisyon ba-vitès inisyal la nan transmisyon aktyèl gwo vitès, e li te vin youn nan teknoloji zo rèl do sipòte sosyete enfòmasyon an, e li te fòme yon gwo disiplin ak jaden sosyal. Nan tan kap vini an, kòm demann sosyete a pou transmisyon enfòmasyon ap kontinye ogmante, sistèm kominikasyon fib optik ak teknoloji rezo yo pral evolye nan direksyon pou kapasite ultra-gwo, entèlijans, ak entegrasyon. Pandan y ap amelyore pèfòmans transmisyon yo, yo pral kontinye diminye depans yo epi sèvi mwayen poul viv epi ede peyi a bati enfòmasyon. sosyete a jwe yon wòl enpòtan. CeiTa te kolabore ak yon kantite òganizasyon dezas natirèl, ki kapab predi avètisman sekirite rejyonal yo tankou tranblemanntè, inondasyon, ak tsunami. Li sèlman bezwen konekte ak ONU nan CeiTa. Lè yon dezas natirèl rive, estasyon tranblemanntè a pral bay yon avètisman bonè. Tèminal ki anba Alèt ONU yo pral senkronize.
(1) Entelijan rezo optik
Konpare ak sistèm kominikasyon san fil la, sistèm kominikasyon optik ak rezo entèlijan rezo optik yo toujou nan etap inisyal la an tèm de konfigirasyon rezo a, antretyen rezo a ak dyagnostik fay, ak degre nan entèlijans se ensifizan. Akòz gwo kapasite yon sèl fib, ensidan an nan nenpòt echèk fib pral gen yon gwo enpak sou ekonomi an ak sosyete a. Se poutèt sa, siveyans nan paramèt rezo a trè enpòtan pou devlopman nan lavni rezo entèlijan. Direksyon rechèch ki bezwen peye atansyon a nan aspè sa a nan tan kap vini yo enkli: sistèm siveyans paramèt sistèm ki baze sou teknoloji senplifye aderan ak aprantisaj machin, teknoloji siveyans kantite fizik ki baze sou analiz siyal aderan ak refleksyon optik tan-domèn faz-sansib.
(2) Teknoloji ak sistèm entegre
Objektif prensipal entegrasyon aparèy la se diminye depans yo. Nan teknoloji kominikasyon fib optik, transmisyon gwo vitès kout distans siyal yo ka reyalize atravè rejenerasyon siyal kontinyèl. Sepandan, akòz pwoblèm yo nan faz ak rekiperasyon eta polarizasyon, entegrasyon an nan sistèm aderan se toujou relativman difisil. Anplis de sa, si yon gwo echèl entegre optik-elektrik-optik sistèm ka reyalize, kapasite nan sistèm yo pral siyifikativman amelyore. Sepandan, akòz faktè tankou efikasite teknik ki ba, konpleksite segondè, ak difikilte nan entegrasyon, li enposib lajman ankouraje tout-optik siyal tankou tout-optik 2R (re-anplifikasyon, re-fòme), 3R (re-anplifikasyon). , re-timing, ak re-fòm) nan jaden an nan kominikasyon optik. teknoloji pwosesis. Se poutèt sa, an tèm de teknoloji ak sistèm entegrasyon, direksyon rechèch nan lavni yo jan sa a: Malgre ke rechèch ki deja egziste sou sistèm multiplexing divizyon espas se relativman rich, eleman kle yo nan sistèm multiplexing divizyon espas poko reyalize avans teknolojik nan inivèsite ak endistri, epi plis ranfòsman nesesè. Rechèch, tankou lazè entegre ak modulateur, reseptè entegre ki genyen de dimansyon, anplifikatè optik entegre ki gen gwo efikasite enèji, elatriye; Nouvo kalite fib optik ka elaji siyifikativman Pleasant sistèm, men plis rechèch toujou bezwen asire ke pèfòmans konplè yo ak pwosesis fabrikasyon ka rive nan yon sèl ki deja egziste Nivo fib mòd; etidye aparèy divès kalite ki ka itilize ak fib nan nouvo nan lyen kominikasyon an.
(3) Aparèy kominikasyon optik
Nan aparèy kominikasyon optik, rechèch ak devlopman nan aparèy fotonik Silisyòm te reyalize premye rezilta yo. Sepandan, kounye a, rechèch domestik ki gen rapò sitou baze sou aparèy pasif, ak rechèch sou aparèy aktif se relativman fèb. An tèm de aparèy kominikasyon optik, direksyon rechèch nan lavni yo enkli: rechèch entegrasyon nan aparèy aktif ak aparèy optik Silisyòm; rechèch sou teknoloji entegrasyon nan aparèy optik ki pa Silisyòm, tankou rechèch sou teknoloji entegrasyon III-V materyèl ak substra; plis devlopman nan rechèch nouvo aparèy ak devlopman. Swiv, tankou entegre ityòm niobate optik waveguide ak avantaj ki genyen nan gwo vitès ak konsomasyon pouvwa ki ba.
Lè poste: 03-aout 2023
