Bir müddət əvvəl, Zhuhai və Makao arasında Hengqin'in birgə inkişafı üçün ilin ortası cavab vərəqi yavaş-yavaş açılırdı. Transsərhəd optik liflərdən biri diqqəti cəlb etdi. Makaodan Hengqin-ə hesablama gücünün qarşılıqlı əlaqəsini və resurs mübadiləsini həyata keçirmək və məlumat kanalı qurmaq üçün Zhuhai və Makaodan keçdi. Şanxay həmçinin yüksək keyfiyyətli iqtisadi inkişafı və sakinlər üçün daha yaxşı rabitə xidmətlərini təmin etmək üçün "optikdən mis arxaya" tam lifli rabitə şəbəkəsinin təkmilləşdirilməsi və çevrilməsi layihəsini təşviq edir.
İnternet texnologiyasının sürətli inkişafı ilə istifadəçilərin internet trafikinə tələbatı günü-gündən artır, fiber optik rabitənin tutumunun necə təkmilləşdirilməsi həlli vacib olan aktual problemə çevrilib.
Fiber optik rabitə texnologiyası ortaya çıxdıqdan sonra elm və texnologiya və cəmiyyət sahələrində böyük dəyişikliklərə səbəb oldu. Lazer texnologiyasının mühüm tətbiqi kimi, fiber optik rabitə texnologiyası ilə təmsil olunan lazer informasiya texnologiyası müasir rabitə şəbəkəsinin çərçivəsini qurmuş və informasiya ötürülməsinin mühüm hissəsinə çevrilmişdir. Fiber optik rabitə texnologiyası müasir İnternet dünyasının mühüm daşıyıcı qüvvəsidir və eyni zamanda informasiya əsrinin əsas texnologiyalarından biridir.
Əşyaların İnterneti, böyük verilənlər, virtual reallıq, süni intellekt (AI), beşinci nəsil mobil rabitə (5G) və digər texnologiyalar kimi müxtəlif inkişaf etməkdə olan texnologiyaların davamlı olaraq ortaya çıxması ilə informasiya mübadiləsi və ötürülməsinə daha yüksək tələblər qoyulur. Cisco tərəfindən 2019-cu ildə açıqlanan tədqiqat məlumatlarına əsasən, qlobal illik IP trafiki 2017-ci ildəki 1,5ZB (1ZB=1021B) səviyyəsindən 2022-ci ildə 4,8ZB-ə qədər artacaq və mürəkkəb illik artım tempi 26% təşkil edəcək. Yüksək trafikin artım tendensiyası ilə üzləşən optik lif rabitə, rabitə şəbəkəsinin ən əsas hissəsi kimi, təkmilləşdirmək üçün böyük təzyiq altındadır. Yüksək sürətli, böyük tutumlu fiber optik rabitə sistemləri və şəbəkələri fiber optik rabitə texnologiyasının əsas inkişaf istiqaməti olacaqdır.
Optik Fiber Rabitə Texnologiyasının İnkişaf Tarixi və Tədqiqat Vəziyyəti
İlk yaqut lazer 1958-ci ildə Artur Şoulo və Çarlz Taunes tərəfindən lazerlərin necə işlədiyini kəşf etdikdən sonra 1960-cı ildə hazırlanmışdır. Daha sonra, 1970-ci ildə otaq temperaturunda fasiləsiz işləməyə qadir olan ilk AlGaAs yarımkeçirici lazer uğurla inkişaf etdirildi və 1977-ci ildə, yarımkeçirici lazerin praktiki mühitdə on minlərlə saat fasiləsiz işləməsi həyata keçirildi.
İndiyə qədər lazerlər kommersiya fiber optik rabitə üçün ilkin şərtlərə malikdir. Lazerin ixtirasının əvvəlindən ixtiraçılar onun rabitə sahəsində mühüm potensial tətbiqini qəbul etdilər. Bununla belə, lazer rabitə texnologiyasında iki aşkar çatışmazlıq var: biri odur ki, lazer şüasının divergensiyasına görə böyük miqdarda enerji itiriləcək; Digəri isə tətbiq mühitindən çox təsirləndiyi, məsələn, atmosfer mühitindəki tətbiqin əhəmiyyətli dərəcədə hava şəraitindəki dəyişikliklərə məruz qalacağıdır. Buna görə lazer rabitəsi üçün uyğun bir optik dalğa ötürücü çox vacibdir.
Fizika üzrə Nobel Mükafatı laureatı Dr. Kao Kung tərəfindən təklif olunan rabitə üçün istifadə olunan optik lif dalğa ötürücüləri üçün lazer rabitə texnologiyasının ehtiyaclarına cavab verir. O, təklif etdi ki, şüşə optik lifin Rayleigh səpilmə itkisi çox aşağı ola bilər (20 dB/km-dən az) və optik lifdə güc itkisi əsasən şüşə materiallardakı çirklər tərəfindən işığın udulmasından qaynaqlanır, buna görə də materialın təmizlənməsi əsasdır. Optik lif itkisini azaltmaq üçün Açar, həmçinin tək rejimli ötürmənin yaxşı rabitə performansını qorumaq üçün vacib olduğuna diqqət çəkdi.
1970-ci ildə Corning Glass şirkəti Dr. Kaonun təmizləmə təklifinə uyğun olaraq təxminən 20dB/km itkisi ilə kvars əsaslı çox rejimli optik lif hazırladı və optik lifi rabitə ötürülməsi mediası üçün reallığa çevirdi. Davamlı tədqiqat və inkişafdan sonra kvars əsaslı optik liflərin itirilməsi nəzəri həddə yaxınlaşdı. İndiyədək fiber optik rabitə şərtləri tam təmin olunub.
Erkən optik lif rabitə sistemlərinin hamısı birbaşa aşkarlamanın qəbuledici metodunu qəbul edirdi. Bu nisbətən sadə fiber optik rabitə üsuludur. PD kvadrat qanun detektorudur və yalnız optik siqnalın intensivliyi aşkar edilə bilər. Bu birbaşa aşkarlama qəbulu üsulu 1970-ci illərdə optik lif rabitə texnologiyasının birinci nəslindən 1990-cı illərin əvvəllərinə qədər davam etmişdir.
Bölmə genişliyi daxilində spektrin istifadəsini artırmaq üçün iki aspektdən başlamalıyıq: biri Şennon həddinə yaxınlaşmaq üçün texnologiyadan istifadə etməkdir, lakin spektrin səmərəliliyinin artması telekommunikasiya ilə səs-küy nisbətinə olan tələbləri artırdı və bununla da səs-küy nisbətini azaltdı. ötürmə məsafəsi; digəri isə fazadan tam istifadə etməkdir, İkinci nəsil koherent optik rabitə sistemi olan ötürülmə üçün qütbləşmə vəziyyətinin məlumat daşıma qabiliyyəti istifadə olunur.
İkinci nəsil koherent optik rabitə sistemi intradin aşkarlanması üçün optik mikserdən istifadə edir və qütbləşmə müxtəlifliyinin qəbulunu qəbul edir, yəni qəbulun sonunda siqnal işığı və yerli osilator işığı qütbləşmə vəziyyəti ortoqonal olan iki işıq şüasına parçalanır. bir-birinə. Bu yolla qütbləşməyə həssas olmayan qəbula nail olmaq olar. Bundan əlavə, qeyd etmək lazımdır ki, bu zaman tezliklərin izlənilməsi, daşıyıcı fazanın bərpası, bərabərləşdirmə, sinxronizasiya, qütbləşmənin izlənməsi və qəbuledici ucunda demultipleksləşdirmə bütün avadanlıqları xeyli asanlaşdıran rəqəmsal siqnal emalı (DSP) texnologiyası ilə tamamlana bilər. qəbuledicinin dizaynı və təkmilləşdirilmiş siqnal bərpa qabiliyyəti.
Optik Fiber Rabitə Texnologiyasının İnkişafında Qarşılaşan Bəzi Problemlər və Mülahizələr
Müxtəlif texnologiyaların tətbiqi ilə akademik dairələr və sənaye əsasən fiber optik rabitə sisteminin spektral səmərəliliyinin həddinə çatmışdır. Ötürmə qabiliyyətini artırmağa davam etmək üçün bu, yalnız sistemin bant genişliyini B (xətti artan tutum) və ya siqnal-küy nisbətini artırmaqla əldə edilə bilər. Xüsusi müzakirə aşağıdakı kimidir.
1. Ötürmə gücünü artırmaq üçün həll
Yüksək gücün ötürülməsi nəticəsində yaranan qeyri-xətti təsir, lif kəsişməsinin effektiv sahəsini lazımi şəkildə artırmaqla azaldıla biləcəyi üçün, ötürülmə üçün tək rejimli lif əvəzinə bir neçə rejimli lifdən istifadə etmək gücü artırmaq üçün bir həlldir. Bundan əlavə, qeyri-xətti effektlərin ən çox yayılmış həlli rəqəmsal geri yayılma (DBP) alqoritmindən istifadə etməkdir, lakin alqoritm performansının yaxşılaşdırılması hesablama mürəkkəbliyinin artmasına səbəb olacaqdır. Bu yaxınlarda qeyri-xətti kompensasiyada maşın öyrənmə texnologiyasının tədqiqi yaxşı bir tətbiq perspektivini göstərdi, bu da alqoritmin mürəkkəbliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır, beləliklə, DBP sisteminin dizaynına gələcəkdə maşın öyrənməsi kömək edə bilər.
2. Optik gücləndiricinin bant genişliyini artırın
Bant genişliyinin artırılması EDFA-nın tezlik diapazonunun məhdudiyyətini aşa bilər. C-zolağına və L-zolağına əlavə olaraq, S-zolağı da tətbiq diapazonuna daxil edilə bilər və gücləndirmə üçün SOA və ya Raman gücləndiricisi istifadə edilə bilər. Bununla belə, mövcud optik lif S-bandından başqa tezlik diapazonlarında böyük itkiyə malikdir və ötürmə itkisini azaltmaq üçün yeni tip optik lif dizayn etmək lazımdır. Ancaq qalan qruplar üçün kommersiya baxımından mövcud olan optik gücləndirmə texnologiyası da problemdir.
3. Aşağı ötürmə itkisi olan optik lif üzrə tədqiqat
Az ötürmə itkisi lifi ilə bağlı araşdırmalar bu sahədə ən kritik məsələlərdən biridir. İçi boş nüvəli lif (HCF) daha az ötürmə itkisinə malikdir ki, bu da lif ötürülməsinin vaxt gecikməsini azaldacaq və lifin qeyri-xətti problemini böyük ölçüdə aradan qaldıra bilər.
4. Kosmik bölmənin multipleksləşdirilməsi ilə bağlı texnologiyaların tədqiqi
Kosmik bölmə multipleksləmə texnologiyası tək lifin tutumunu artırmaq üçün effektiv həlldir. Konkret olaraq, ötürmə üçün çoxnüvəli optik lif istifadə olunur və tək lifin tutumu ikiqat artır. Bu mövzuda əsas məsələ daha yüksək səmərəli optik gücləndiricinin olub-olmamasıdır. , əks halda o, yalnız çoxsaylı tək nüvəli optik liflərə ekvivalent ola bilər; Xətti qütbləşmə rejimi, faza təkliyinə əsaslanan OAM şüası və qütbləşmə sinqulyarlığına əsaslanan silindrik vektor şüası daxil olmaqla rejimə bölünən multipleksasiya texnologiyasından istifadə edərək, belə texnologiya ola bilər Beam multiplexing yeni sərbəstlik dərəcəsini təmin edir və optik rabitə sistemlərinin tutumunu yaxşılaşdırır. O, optik lif rabitə texnologiyasında geniş tətbiq perspektivlərinə malikdir, lakin əlaqəli optik gücləndiricilər üzərində araşdırmalar da bir problemdir. Bundan əlavə, diferensial rejim qrupunun gecikməsi və çox girişli çox çıxışlı rəqəmsal bərabərləşdirmə texnologiyasının yaratdığı sistem mürəkkəbliyini necə tarazlaşdırmaq da diqqətə layiqdir.
Optik lifli rabitə texnologiyasının inkişafı perspektivləri
Fiber optik rabitə texnologiyası ilkin aşağı sürətli ötürmədən indiki yüksəksürətli ötürməyə qədər inkişaf edərək informasiya cəmiyyətini dəstəkləyən magistral texnologiyalardan birinə çevrilərək nəhəng nizam-intizam və sosial sahə formalaşdırıb. Gələcəkdə, cəmiyyətin məlumat ötürülməsinə tələbat artmaqda davam etdikcə, optik lifli rabitə sistemləri və şəbəkə texnologiyaları ultra böyük tutum, intellekt və inteqrasiyaya doğru inkişaf edəcək. Ötürmə performansını yaxşılaşdırmaqla yanaşı, onlar xərcləri azaltmağa və insanların dolanışıqlarına xidmət etməyə və ölkəyə informasiyanın qurulmasına kömək etməyə davam edəcəklər. cəmiyyət mühüm rol oynayır. CeiTa zəlzələ, daşqın və sunami kimi regional təhlükəsizlik xəbərdarlıqlarını proqnozlaşdıra bilən bir sıra təbii fəlakət təşkilatları ilə əməkdaşlıq etmişdir. Yalnız CeiTa-nın ONU-ya qoşulmaq lazımdır. Təbii fəlakət baş verdikdə, zəlzələ stansiyası erkən xəbərdarlıq edəcək. ONU Xəbərdarlıqları altındakı terminal sinxronlaşdırılacaq.
(1) Ağıllı optik şəbəkə
Simsiz rabitə sistemi ilə müqayisədə, intellektual optik şəbəkənin optik rabitə sistemi və şəbəkəsi hələ də şəbəkənin konfiqurasiyası, şəbəkənin saxlanması və nasazlıqların diaqnostikası baxımından ilkin mərhələdədir və kəşfiyyat dərəcəsi qeyri-kafidir. Tək bir lifin böyük tutumu sayəsində hər hansı bir lif çatışmazlığının baş verməsi iqtisadiyyata və cəmiyyətə böyük təsir göstərəcəkdir. Buna görə də, şəbəkə parametrlərinin monitorinqi gələcək intellektual şəbəkələrin inkişafı üçün çox vacibdir. Gələcəkdə bu aspektdə diqqət yetirilməli olan tədqiqat istiqamətlərinə aşağıdakılar daxildir: sadələşdirilmiş koherent texnologiya və maşın öyrənməsi əsasında sistem parametrlərinin monitorinqi sistemi, koherent siqnal analizinə əsaslanan fiziki kəmiyyətin monitorinqi texnologiyası və faza həssas optik zaman-domen əksi.
(2) İnteqrasiya edilmiş texnologiya və sistem
Cihaz inteqrasiyasının əsas məqsədi xərcləri azaltmaqdır. Fiber optik rabitə texnologiyasında siqnalların qısa məsafələrə yüksək sürətli ötürülməsi fasiləsiz siqnal regenerasiyası vasitəsilə həyata keçirilə bilər. Lakin faza və qütbləşmə vəziyyətinin bərpası problemlərinə görə koherent sistemlərin inteqrasiyası hələ də nisbətən çətindir. Bundan əlavə, genişmiqyaslı inteqrasiya edilmiş optik-elektrik-optik sistem həyata keçirilə bilərsə, sistemin tutumu da əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşacaqdır. Bununla belə, aşağı texniki səmərəlilik, yüksək mürəkkəblik və inteqrasiyanın çətinliyi kimi amillərə görə tam optik 2R (yenidən gücləndirmə, yenidən formalaşdırma), 3R (yenidən gücləndirmə) kimi tam optik siqnalları geniş şəkildə təbliğ etmək mümkün deyil. , re-timeing, and re-shaping) optik rabitə sahəsində. emal texnologiyası. Odur ki, inteqrasiya texnologiyası və sistemləri baxımından gələcək tədqiqat istiqamətləri aşağıdakılardır: Kosmos bölməli multipleksləşdirmə sistemləri üzrə mövcud tədqiqatlar nisbətən zəngin olsa da, kosmik bölmə multipleksləşdirmə sistemlərinin əsas komponentləri hələ də akademik və sənayedə texnoloji sıçrayışlara nail olmamışdır. və daha da gücləndirilməsinə ehtiyac var. Tədqiqat, məsələn, inteqrasiya olunmuş lazerlər və modulyatorlar, iki ölçülü inteqrasiya edilmiş qəbuledicilər, yüksək enerji səmərəliliyi ilə inteqrasiya edilmiş optik gücləndiricilər və s.; optik liflərin yeni növləri sistemin ötürmə qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirə bilər, lakin onların hərtərəfli performansı və istehsal proseslərinin mövcud tək rejimli lif səviyyəsinə çatmasını təmin etmək üçün hələ də əlavə tədqiqatlara ehtiyac var; rabitə keçidində yeni liflə istifadə edilə bilən müxtəlif cihazları öyrənin.
(3) Optik rabitə cihazları
Optik rabitə cihazlarında silikon fotonik cihazların tədqiqi və inkişafı ilkin nəticələr əldə etmişdir. Bununla belə, hazırda yerli əlaqəli tədqiqatlar əsasən passiv cihazlara əsaslanır və aktiv cihazlar üzrə tədqiqatlar nisbətən zəifdir. Optik rabitə cihazları baxımından gələcək tədqiqat istiqamətlərinə aşağıdakılar daxildir: aktiv qurğuların və silikon optik cihazların inteqrasiya tədqiqatları; silisium olmayan optik cihazların inteqrasiya texnologiyası üzrə tədqiqatlar, məsələn, III-V materialların və substratların inteqrasiya texnologiyası üzrə tədqiqatlar; yeni cihazın tədqiqat və inkişafının daha da inkişafı. Yüksək sürət və aşağı enerji istehlakı üstünlükləri ilə inteqrasiya olunmuş litium niobat optik dalğa bələdçisi kimi izləyin.
Göndərmə vaxtı: 03 avqust 2023-cü il
