Net lang lyn waard it antwurdblêd fan 'e midden fan it jier foar de mienskiplike ûntwikkeling fan Hengqin tusken Zhuhai en Macao stadichoan unfold. Ien fan de grinsgrinzen optyske fezels luts oandacht. It gie troch Zhuhai en Macao om komputerkrêft ynterferbining en dielen fan boarnen fan Macao nei Hengqin te realisearjen, en in ynformaasjekanaal te bouwen. Shanghai befoarderet ek it opwurdearjen en transformaasjeprojekt fan it "optysk yn koper werom" all-fiber kommunikaasjenetwurk om ekonomyske ûntwikkeling fan hege kwaliteit en bettere kommunikaasjetsjinsten foar ynwenners te garandearjen.
Mei de rappe ûntwikkeling fan ynternettechnology nimt de fraach fan brûkers nei ynternetferkear elke dei ta, hoe't de kapasiteit fan glêstriedkommunikaasje te ferbetterjen is in driuwend probleem wurden om op te lossen.
Sûnt it ferskinen fan optyske glêstriedkommunikaasjetechnology hat it grutte feroaringen brocht op it mêd fan wittenskip en technology en maatskippij. As in wichtige tapassing fan laser technology, laser ynformaasje technology fertsjintwurdige troch glêstried kommunikaasje technology hat boud it ramt fan moderne kommunikaasje netwurk en wurden in wichtich part fan ynformaasje oerdracht. Optyske fiberkommunikaasjetechnology is in wichtige draachkrêft fan 'e hjoeddeistige ynternetwrâld, en it is ek ien fan' e kearntechnologyen fan 'e ynformaasjetiid.
Mei de trochgeande opkomst fan ferskate opkommende technologyen lykas it Internet of Things, big data, firtuele realiteit, keunstmjittige yntelliginsje (AI), mobile kommunikaasje fan fyfde generaasje (5G) en oare technologyen, wurde hegere easken steld oan ynformaasje útwikseling en oerdracht. Neffens ûndersyksgegevens útbrocht troch Cisco yn 2019, sil wrâldwide jierlikse IP-ferkear tanimme fan 1.5ZB (1ZB = 1021B) yn 2017 nei 4.8ZB yn 2022, mei in gearstalde jierlikse groei fan 26%. Te krijen mei de groeitrend fan hege ferkear, is glêstriedkommunikaasje, as it meast rêchbonke diel fan it kommunikaasjenetwurk, ûnder geweldige druk om te upgrade. Hege snelheid, grutte kapasiteit optyske glêstried kommunikaasje systemen en netwurken sille wêze de mainstream ûntwikkeling rjochting fan optyske fiber kommunikaasje technology.
Untjouwing Skiednis en Undersyk Status fan Optical Fiber Communication Technology
De earste rubylaser waard ûntwikkele yn 1960, nei de ûntdekking fan hoe't lasers wurkje troch Arthur Showlow en Charles Townes yn 1958. Doe, yn 1970, waard de earste AlGaAs-halfgeleiderlaser dy't by steat is om kontinuze operaasje by keamertemperatuer mei súkses ûntwikkele, en yn 1977, de semiconductor laser waard realisearre te wurkjen kontinu foar tsientûzenen oeren yn in praktyske omjouwing.
Oant no hawwe lasers de betingsten foar kommersjele glêstriedkommunikaasje. Fan it begjin fan 'e útfining fan' e laser erkende de útfiners har wichtige potinsjele tapassing op it mêd fan kommunikaasje. Lykwols, der binne twa dúdlike tekoartkommingen yn laser kommunikaasje technology: ien is dat in grutte hoemannichte enerzjy sil ferlern gean troch de diverginsje fan de laser beam; de oare is dat it sterk wurdt beynfloede troch de tapassingsomjouwing, lykas de tapassing yn 'e atmosfearyske omjouwing sil signifikant ûnderwurpen wêze oan feroaringen yn waarsomstannichheden. Dêrom, foar laserkommunikaasje, is in gaadlike optyske waveguide tige wichtich.
De optyske glêstried brûkt foar kommunikaasje foarsteld troch Dr Kao Kung, de Nobelpriiswinner yn natuerkunde, foldocht oan de behoeften fan laserkommunikaasjetechnology foar waveguides. Hy stelde foar dat it Rayleigh-ferspriedingsferlies fan glêstried tige leech kin wêze (minder dan 20 dB / km), en it krêftferlies yn glêstried komt benammen fan 'e opname fan ljocht troch ûnreinheden yn glêsmaterialen, dus materiaal suvering is de kaai te ferminderjen glêstried ferlies Key, en ek wiisde út dat single-mode oerdracht is wichtich om te behâlden goede kommunikaasje prestaasjes.
Yn 1970, Corning Glass Company ûntwikkele in kwarts-basearre multimode optyske glêstried mei in ferlies fan likernôch 20dB / km neffens Dr Kao syn suvering suggestje, wêrtroch optyske glêstried in realiteit foar kommunikaasje oerdracht media. Nei trochgeande ûndersyk en ûntwikkeling kaam it ferlies fan kwarts-basearre optyske fezels oan 'e teoretyske limyt. Oant no binne de betingsten fan glêstriedkommunikaasje folslein tefreden.
Iere optyske fiberkommunikaasjesystemen namen allegear de ûntfangsmetoade fan direkte deteksje oan. Dit is in relatyf ienfâldige metoade foar kommunikaasje fan glêstried. PD is in fjouwerkante wet detector, en allinnich de yntinsiteit fan it optyske sinjaal kin wurde ûntdutsen. Dizze metoade foar ûntfangen fan direkte deteksje is trochgien fan 'e earste generaasje fan optyske fiberkommunikaasjetechnology yn' e jierren '70 oant de iere jierren '90.
Om it spektrumgebrûk binnen de bânbreedte te fergrutsjen, moatte wy begjinne fan twa aspekten: ien is technology te brûken om de Shannon-limyt te benaderjen, mar de ferheging fan spektrum-effisjinsje hat de easken foar de telekommunikaasje-to-lûd-ferhâlding ferhege, wêrtroch't de oerdracht ôfstân; de oare is om folslein gebrûk te meitsjen fan 'e faze, De ynformaasjedragende kapasiteit fan' e polarisaasjestatus wurdt brûkt foar oerdracht, dat is de twadde generaasje gearhingjend optyske kommunikaasjesysteem.
It twadde-generaasje gearhingjend optysk kommunikaasjesysteem brûkt in optyske mixer foar intradyne-deteksje, en nimt polarisaasjeferskaat ûntfangst oan, dat is, oan 'e ûntfangende ein, it sinjaalljocht en it lokale oscillatorljocht wurde ûntbûn yn twa ljochtbalken wêrfan de polarisaasjestân orthogonaal is. oan elkoar. Op dizze manier kin polarisaasje-ûngefoelige ûntfangst berikt wurde. Dêrby moat opmurken wurde dat op dit stuit, frekwinsje tracking, carrier faze herstel, lykwicht, syngronisaasje, polarisaasje tracking en demultiplexing by it ûntfangende ein kinne wurde foltôge troch digitale sinjaal ferwurkjen (DSP) technology, dy't gâns simplifies de hardware ûntwerp fan 'e ûntfanger, en ferbettere kapasiteit foar sinjaalherstel.
Guon útdagings en oerwagings foar de ûntwikkeling fan optyske fiberkommunikaasjetechnology
Troch de tapassing fan ferskate technologyen hawwe de akademyske sirkels en de yndustry yn prinsipe de limyt berikt fan 'e spektrale effisjinsje fan it optyske fiberkommunikaasjesysteem. Om troch te gean mei it fergrutsjen fan de oerdrachtkapasiteit, kin it allinich berikt wurde troch it fergrutsjen fan de systeembânbreedte B (lineêr fergrutsjen fan kapasiteit) of it fergrutsjen fan de sinjaal-to-lûd-ferhâlding. De spesifike diskusje is as folget.
1. Oplossing te fergrutsjen transmit macht
Sûnt de net-lineêre effekt feroarsake troch hege-power oerdracht kin wurde fermindere troch it goed fergrutsjen fan it effektive gebiet fan de glêstried dwerstrochsneed, it is in oplossing te fergrutsjen macht te brûken pear-modus glêstried ynstee fan single-mode glêstried foar oerdracht. Dêrnjonken is de hjoeddeistige meast foarkommende oplossing foar net-lineêre effekten it brûken fan it digitale efterpropagaasje (DBP) algoritme, mar de ferbettering fan algoritmeprestaasjes sil liede ta in tanimming fan berekkeningskompleksiteit. Koartlyn hat it ûndersyk fan masine-leartechnology yn net-lineêre kompensaasje in goed oanfraachperspektyf sjen litten, wat de kompleksiteit fan it algoritme sterk ferminderet, sadat it ûntwerp fan DBP-systeem kin wurde bystien troch masine learen yn 'e takomst.
2. Fergrutsje de bânbreedte fan de optyske fersterker
It fergrutsjen fan de bânbreedte kin trochbrekke troch de beheining fan it frekwinsjeberik fan EDFA. Neist de C-band en L-band kin de S-band ek opnommen wurde yn it tapassingsberik, en de SOA- as Raman-fersterker kin brûkt wurde foar fersterking. Lykwols, de besteande glêstried hat in grut ferlies yn frekwinsje bands oars as de S-band, en it is nedich om te ûntwerpen in nij soarte fan glêstried te ferminderjen de oerdracht ferlies. Mar foar de rest fan 'e bands is kommersjeel beskikbere optyske amplifikaasjetechnology ek in útdaging.
3. Ûndersyk op lege oerdracht ferlies glêstried
Undersyk nei glêstried mei leech oerdrachtferlies is ien fan 'e meast krityske problemen op dit fjild. Holle kearnfaser (HCF) hat de mooglikheid fan legere oerdrachtferlies, wat de tiidfertraging fan fibertransmission sil ferminderje en it net-lineêre probleem fan glêstried foar in grut part kin eliminearje.
4. Undersyk op romte divyzje multiplexing relatearre technologyen
Space-division multiplexing technology is in effektive oplossing foar it fergrutsjen fan de kapasiteit fan ien glêstried. Spesifyk wurdt multi-core optyske glêstried brûkt foar oerdracht, en de kapasiteit fan ien glêstried wurdt ferdûbele. It kearnprobleem yn dit ferbân is oft d'r in hegere effisjinsje optyske fersterker is. , oars kin it allinich lykweardich wêze oan meardere single-core optyske fezels; mei help fan modus-division multiplexing technology ynklusyf lineêre polarisaasje modus, OAM beam basearre op faze singularity en silindryske vector beam basearre op polarization singularity, sokke technology kin wêze Beam multiplexing jout in nije graad fan frijheid en ferbettert de kapasiteit fan optyske kommunikaasje systemen. It hat brede tapassingsperspektiven yn optyske fiberkommunikaasjetechnology, mar it ûndersyk nei relatearre optyske fersterkers is ek in útdaging. Dêrneist, hoe te lykwicht it systeem kompleksiteit feroarsake troch differinsjaaloperator modus groep fertraging en meardere-ynfier meardere-útfier digitale lykmakker technology is ek wurdich omtinken.
Perspektyf foar de ûntwikkeling fan Optical Fiber Communication Technology
Optyske glêstriedkommunikaasjetechnology is ûntwikkele fan 'e inisjele oerdracht mei lege snelheid oant de hjoeddeistige oerdracht mei hege snelheid, en is ien fan' e rêchbonketechnologyen wurden dy't de ynformaasjemaatskippij stypje, en hat in enoarme dissipline en sosjaal fjild foarme. Yn 'e takomst, om't de fraach fan' e maatskippij nei ynformaasjeoerdracht trochgiet te ferheegjen, sille optyske glêstriedkommunikaasjesystemen en netwurktechnologyen evoluearje nei ultra-grutte kapasiteit, yntelliginsje en yntegraasje. Wylst se de oerdrachtprestaasjes ferbetterje, sille se trochgean mei it ferminderjen fan kosten en it libben fan 'e minsken tsjinje en it lân helpe om ynformaasje te bouwen. maatskippij spilet in wichtige rol. CeiTa hat gearwurke mei in oantal natuerramporganisaasjes, dy't regionale feiligens warskôgings kinne foarsizze lykas ierdbevings, oerstreamingen en tsunamis. It moat allinich ferbûn wêze mei de ONU fan CeiTa. As der in natuerramp foarkomt, sil it ierdbevingstasjon in betiid warskôging jaan. De terminal ûnder de ONU Alerts sil syngronisearre wurde.
(1) Intelligent optysk netwurk
Yn ferliking mei it draadloze kommunikaasjesysteem binne it optyske kommunikaasjesysteem en it netwurk fan it yntelliginte optyske netwurk noch yn 'e earste faze yn termen fan netwurkkonfiguraasje, netwurkûnderhâld en flaterdiagnoaze, en de mjitte fan yntelliginsje is net genôch. Troch de enoarme kapasiteit fan ien glêstried sil it foarkommen fan elke glêsfezel in grutte ynfloed hawwe op 'e ekonomy en maatskippij. Dêrom is it kontrolearjen fan netwurkparameters heul wichtich foar de ûntwikkeling fan takomstige yntelliginte netwurken. De ûndersyksrjochtings dy't yn 'e takomst omtinken moatte wurde jûn yn dit aspekt omfetsje: systeemparametermonitorsysteem basearre op ferienfâldige gearhingjende technology en masinelearen, technology foar fysike kwantiteitmonitoring basearre op gearhingjende sinjaalanalyse en faze-gefoelige optyske tiiddomeinrefleksje.
(2) Yntegreare technology en systeem
It kearndoel fan apparaatyntegraasje is om kosten te ferminderjen. Yn optyske fiber kommunikaasje technology, koarte-ôfstân hege snelheid oerdracht fan sinjalen kin wurde realisearre troch trochgeande sinjaal regeneraasje. Troch de problemen fan herstel fan faze- en polarisaasjestaten is de yntegraasje fan gearhingjende systemen lykwols noch relatyf lestich. Derneist, as in grutskalige yntegreare optysk-elektrysk-optysk systeem realisearre wurde kin, sil de systeemkapasiteit ek signifikant ferbettere wurde. Troch faktoaren lykas lege technyske effisjinsje, hege kompleksiteit en swierrichheden yn yntegraasje, is it lykwols ûnmooglik om all-optyske sinjalen breed te befoarderjen lykas all-optical 2R (re-amplification, re-shaping), 3R (re-amplification) , re-timing, en re-shaping) op it mêd fan optyske kommunikaasje. ferwurkjen technology. Dêrom, yn termen fan yntegraasje technology en systemen, de takomst ûndersyk rjochtings binne as folget: Hoewol't it besteande ûndersyk op romte divyzje multiplexing systemen is relatyf ryk, de kaai komponinten fan romte divyzje multiplexing systemen hawwe noch net berikt technologyske trochbraken yn 'e akademy en yndustry, en fierdere fersterking is nedich. Undersyk, lykas yntegreare lasers en modulators, twadiminsjonale yntegreare ûntfangers, yntegreare optyske fersterkers mei hege enerzjy-effisjinsje, ensfh. nije soarten optyske fezels meie gâns útwreidzje systeem bânbreedte, mar fierder ûndersyk is noch nedich om te soargjen dat harren wiidweidige prestaasjes en manufacturing prosessen kinne berikke de besteande single It nivo fan modus fiber; studearje ferskate apparaten dy't brûkt wurde kinne mei de nije glêstried yn de kommunikaasje keppeling.
(3) Optyske kommunikaasje apparaten
Yn optyske kommunikaasjeapparaten hat it ûndersyk en ûntwikkeling fan silisium fotonyske apparaten earste resultaten berikt. Dochs is op it stuit húslik relatearre ûndersyk benammen basearre op passive apparaten, en ûndersyk nei aktive apparaten is relatyf swak. Yn termen fan optyske kommunikaasjeapparaten omfetsje de takomstige ûndersyksrjochtingen: yntegraasjeûndersyk fan aktive apparaten en silisium optyske apparaten; ûndersyk nei yntegraasjetechnology fan net-silisium optyske apparaten, lykas ûndersyk nei yntegraasjetechnology fan III-V materialen en substraten; fierdere ûntwikkeling fan nij apparaat ûndersyk en ûntwikkeling. Folgje, lykas yntegreare lithium niobate optyske waveguide mei de foardielen fan hege snelheid en leech enerzjyferbrûk.
Post tiid: Aug-03-2023
