Жакында Чжухай менен Макао ортосунда Хенцинди биргелешип өнүктүрүү үчүн жылдын орто чениндеги жооп баракчасы жай ачылды.Чек арадагы оптикалык булалардын бири көңүл бурду.Ал Чжухай жана Макао аркылуу Макаодон Хенцинге чейин эсептөө кубаттуулугун жана ресурстарды бөлүштүрүүнү ишке ашыруу жана маалымат каналын куруу үчүн өттү.Шанхай ошондой эле жогорку сапаттагы экономикалык өнүгүүнү жана жашоочулар үчүн жакшыраак байланыш кызматтарын камсыз кылуу үчүн "оптикалык кайра жезге" бардык булалуу байланыш тармагын модернизациялоо жана трансформациялоо долбоорун илгерилетүүдө.
Интернет-технологиясынын тез өнүгүшү менен колдонуучулардын интернет-трафикке болгон суроо-талабы күндөн-күнгө өсүп жатат, оптикалык була байланышынын мүмкүнчүлүктөрүн кантип жакшыртуу маселеси чечиле турган актуалдуу маселе болуп калды.
Оптикалык була байланыш технологиясы пайда болгондон бери, ал илим жана техника жана коомдун тармактарында негизги өзгөрүүлөрдү алып келди.Лазердик технологиянын маанилүү колдонмосу катары, оптикалык була байланыш технологиясы менен берилген лазердик маалымат технологиясы заманбап байланыш тармагынын негизин түздү жана маалыматты берүүнүн маанилүү бөлүгү болуп калды.Оптикалык була байланыш технологиясы азыркы Интернет дүйнөсүнүн маанилүү алып жүрүүчү күчү болуп саналат, ошондой эле маалымат доорунун негизги технологияларынын бири болуп саналат.
Нерселер интернети, чоң маалыматтар, виртуалдык реалдуулук, жасалма интеллект (AI), бешинчи муундагы мобилдик байланыш (5G) жана башка технологиялар сыяктуу ар кандай өнүгүп келе жаткан технологиялардын тынымсыз пайда болушу менен маалымат алмашууга жана берүүгө жогорку талаптар коюлууда.2019-жылы Cisco тарабынан жарыяланган изилдөө маалыматтарына ылайык, глобалдык IP трафиги 2017-жылы 1,5ZB (1ZB=1021B) дан 2022-жылы 4,8ZB чейин көбөйөт, татаал жылдык өсүү темпи 26% түзөт.Жогорку трафиктин өсүү тенденциясына туш болгон оптикалык була байланыш, байланыш тармагынын эң негизги бөлүгү катары, жаңыртуу үчүн зор кысымга кабылууда.Жогорку ылдамдыктагы, чоң сыйымдуулуктагы оптикалык була байланыш системалары жана тармактары оптикалык була байланыш технологиясын өнүктүрүүнүн негизги багыты болуп калат.
Оптикалык булалуу байланыш технологиясынын өнүгүү тарыхы жана изилдөө абалы
Биринчи рубин лазери 1958-жылы Артур Шоулоу жана Чарльз Таунс тарабынан лазерлердин кантип иштеши ачылгандан кийин 1960-жылы иштелип чыккан. Андан кийин, 1970-жылы бөлмө температурасында үзгүлтүксүз иштөөгө жөндөмдүү биринчи AlGaAs жарым өткөргүч лазер ийгиликтүү иштелип чыккан жана 1977-жылы, жарым өткөргүч лазер практикалык чөйрөдө он миңдеген саат бою үзгүлтүксүз иштөө үчүн ишке ашырылган.
Азырынча лазердин коммерциялык оптикалык була байланышы үчүн өбөлгөлөрү бар.Лазерди ойлоп тапкандан баштап ойлоп табуучулар анын байланыш тармагында маанилүү потенциалдуу колдонулушун моюнга алышкан.Бирок, лазердик байланыш технологиясында эки ачык кемчилик бар: бири лазер нурунун дивергенциясына байланыштуу чоң көлөмдөгү энергия жоголот;экинчиси, бул колдонуу чөйрөсүнө абдан таасир этет, мисалы, атмосфералык чөйрөдө колдонуу аба ырайынын шарттарынын өзгөрүшүнө олуттуу дуушар болот.Ошондуктан, лазердик байланыш үчүн, ылайыктуу оптикалык толкун өткөргүч абдан маанилүү.
Физика боюнча Нобель сыйлыгынын лауреаты, доктор Као Кунг сунуштаган байланыш үчүн колдонулган оптикалык була толкун өткөргүчтөр үчүн лазердик байланыш технологиясынын муктаждыктарын канааттандырат.Ал айнек оптикалык буласынын Рэйлинин чачыранды жоготуусу өтө төмөн болушу мүмкүн (20 дБ/кмден аз) жана оптикалык буладагы кубаттуулуктун жоголушу негизинен айнек материалдарындагы аралашмалар менен жарыкты сиңирүүдөн келип чыгат, ошондуктан материалды тазалоо негизги болуп саналат деп сунуштады. оптикалык була жоготууларды азайтуу ачкычы, ошондой эле бир режимде берүү жакшы байланыш натыйжалуулугун сактоо үчүн маанилүү экенин белгиледи.
1970-жылы Corning Glass компаниясы доктор Каонун тазалоо сунушуна ылайык, болжол менен 20дБ/км жоготуу менен кварц негизиндеги мультимодулдуу оптикалык буланы иштеп чыкты, бул оптикалык буланы байланыш өткөрүүчү каражаттар үчүн реалдуулукка айлантты.Үзгүлтүксүз изилдөөлөрдөн жана иштеп чыгуулардан кийин кварцтын негизиндеги оптикалык булалардын жоголушу теориялык чекке жакындады.Азырынча оптикалык була байланышынын шарттары толугу менен канааттандырылды.
Алгачкы оптикалык була байланыш системаларынын бардыгы түз аныктоонун кабыл алуу ыкмасын кабыл алышкан.Бул салыштырмалуу жөнөкөй оптикалык була байланыш ыкмасы.PD - квадраттык мыйзам детектору жана оптикалык сигналдын интенсивдүүлүгүн гана аныктоого болот.Түздөн-түз аныктоонун бул ыкмасы 1970-жылдардагы оптикалык була байланыш технологиясынын биринчи муунунан тартып 1990-жылдардын башына чейин уланган.
Өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн чегинде спектрди колдонууну жогорулатуу үчүн биз эки аспектиден башташыбыз керек: бири Шеннон чегине жакындоо үчүн технологияны колдонуу, бирок спектрдин эффективдүүлүгүнүн жогорулашы телекоммуникациянын ызы-чуу катышына болгон талаптарды көбөйттү, ошону менен берүү аралык;экинчиси фазаны толук пайдалануу үчүн, экинчи муундун когеренттүү оптикалык байланыш системасы болуп саналган берүү үчүн поляризация абалынын маалымат өткөрүү жөндөмдүүлүгү колдонулат.
Экинчи муундагы когеренттүү оптикалык байланыш системасы интрадинди аныктоо үчүн оптикалык аралаштыргычты колдонот жана поляризациянын көп түрдүүлүгүн кабыл алууну кабыл алат, башкача айтканда, кабыл алуучу тарапта сигнал жарыгы жана жергиликтүү осциллятор жарыгы поляризациялык абалдары ортогоналдуу болгон эки жарык нуруна ажырайт. бири бирине.Ушундай жол менен поляризацияны сезбеген кабыл алууга жетишүүгө болот.Кошумчалай кетсек, бул учурда жыштыкка көз салуу, ташуучу фазаны калыбына келтирүү, теңдөө, синхрондоштуруу, поляризациялоону көзөмөлдөө жана кабыл алуучу тараптагы демультиплексирлөөнүн бардыгын санариптик сигналды иштетүү (DSP) технологиясы менен бүтүрсө болот, бул аппараттык камсыздоону абдан жөнөкөйлөтөт. кабыл алгычтын дизайны жана жакшыртылган сигналды калыбына келтирүү мүмкүнчүлүгү.
Оптикалык була байланыш технологиясын өнүктүрүүнүн алдында турган кээ бир кыйынчылыктар жана ойлор
Ар кандай технологияларды колдонуу аркылуу академиялык чөйрөлөр жана өнөр жай оптикалык була байланыш системасынын спектралдык эффективдүүлүгүнүн чегине жетишти.Берүүнүн кубаттуулугун жогорулатууну улантуу үчүн, системанын өткөрүү жөндөмдүүлүгүн B жогорулатуу (сызыктуу жогорулатуу кубаттуулугу) же сигналдын ызы-чуу катышын жогорулатуу менен гана жетишүүгө болот.Конкреттүү талкуу төмөнкүдөй.
1. Өтүү күчүн жогорулатуу үчүн чечим
Жогорку кубаттуулукту берүү менен шартталган сызыктуу эмес эффект була кесилишинин эффективдүү аянтын туура көбөйтүү жолу менен азайтылышы мүмкүн болгондуктан, берүү үчүн бир режимдик буланын ордуна бир нече режимдик буланы колдонуу үчүн кубаттуулукту жогорулатуу чечими болуп саналат.Мындан тышкары, сызыктуу эмес эффекттердин учурдагы эң кеңири таралган чечими санариптик артка жайылуу (DBP) алгоритмин колдонуу болуп саналат, бирок алгоритмдин иштешинин жакшырышы эсептөө татаалдыгынын өсүшүнө алып келет.Жакында эле, сызыктуу эмес компенсацияда машинаны үйрөнүү технологиясын изилдөө жакшы колдонуу перспективасын көрсөттү, бул алгоритмдин татаалдыгын бир топ төмөндөтөт, ошондуктан DBP системасынын дизайнын келечекте машина үйрөнүүсүнө жардам бере алат.
2. Оптикалык күчөткүчтүн өткөрүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу
Өткөрүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу EDFA жыштык диапазонун чектөөнү бузуп алат.C жана L тилкелеринен тышкары, S-тилкеси да тиркеме диапазонуна киргизилиши мүмкүн, ал эми SOA же Раман күчөткүч күчөтүү үчүн колдонулушу мүмкүн.Бирок, учурдагы оптикалык була S-диапазондон башка жыштык тилкелеринде чоң жоготууга ээ жана берүү жоготууларын азайтуу үчүн оптикалык булалардын жаңы түрүн долбоорлоо зарыл.Бирок калган топтор үчүн коммерциялык жеткиликтүү оптикалык күчөтүү технологиясы да кыйынчылык жаратат.
3. Аз берүү жоготуу оптикалык була боюнча изилдөө
Төмөн өткөргүч жоготуу була боюнча изилдөөлөр бул тармактагы эң орчундуу маселелердин бири болуп саналат.Көңдөй өзөктүү була (HCF) төмөнкү өткөргүч жоготуу мүмкүнчүлүгүнө ээ, бул була берүү убактысынын кечиктирилишин азайтат жана буланын сызыктуу эмес көйгөйүн бир топ деңгээлде жок кыла алат.
4. Космостук бөлүү мультиплексирлөө менен байланышкан технологияларды изилдөө
Космос-бөлүштүрүү мультиплекстөө технологиясы бир була кубаттуулугун жогорулатуу үчүн натыйжалуу чечим болуп саналат.Тактап айтканда, көп ядролуу оптикалык була берүү үчүн колдонулат, ал эми бир була кубаттуулугу эки эсеге көбөйөт.Бул жагынан негизги маселе жогорку натыйжалуу оптикалык күчөткүч бар же жокпу., антпесе, ал бир нече өзөктүү оптикалык булаларга гана барабар болушу мүмкүн;режимди бөлүү мультиплекстөө технологиясын колдонуу менен, анын ичинде сызыктуу поляризация режими, фазалык сингулярдуулукка негизделген OAM нуру жана поляризациялык сингулярдуулукка негизделген цилиндрдик вектордук нур, мындай технология болушу мүмкүн.Бул оптикалык була байланыш технологиясында колдонуунун кеңири перспективалары бар, бирок тиешелүү оптикалык күчөткүчтөрдү изилдөө да кыйынчылык жаратат.Мындан тышкары, дифференциалдык режим тобунун кечигүүсүнөн жана бир нече киргизүүлүү, бир нече чыгуучу санариптик теңдөө технологиясынан улам келип чыккан системанын татаалдыгын кантип тең салмактоо да көңүл бурууга татыктуу.
Оптикалык була байланыш технологиясын өнүктүрүүнүн перспективалары
Оптикалык була байланыш технологиясы алгачкы төмөнкү ылдамдыктагы берүүдөн азыркы жогорку ылдамдыктагы берүүлөргө чейин өнүгүп, маалыматтык коомду колдогон магистралдык технологиялардын бири болуп калды жана эбегейсиз тартипти жана социалдык талааны түздү.Келечекте, коомдун маалымат берүү талабы өсүп жаткандыктан, оптикалык була байланыш системалары жана тармактык технологиялар өтө чоң кубаттуулукка, интеллектке жана интеграцияга карай өнүгөт.Трансляциянын натыйжалуулугун жогорулатуу менен бирге, алар чыгашаларды азайтып, элдин ырыскысына кызмат кылып, өлкөгө маалымат түзүүгө жардам беришет.коом маанилүү ролду ойнойт.CeiTa жер титирөө, суу ташкындары жана цунами сыяктуу аймактык коопсуздук эскертүүлөрүн алдын ала ала турган бир катар табигый кырсык уюмдары менен кызматташкан.Ал гана CeiTaнын ONU менен туташуу керек.Табигый кырсык болгондо жер титирөө станциясы алдын ала эскертүү берет.ONU Alerts астындагы терминал синхрондолот.
(1) Акылдуу оптикалык тармак
Зымсыз байланыш системасы менен салыштырганда, интеллектуалдык оптикалык тармактын оптикалык байланыш системасы жана тармагы дагы эле тармактын конфигурациясынын, тармакты тейлөөнүн жана каталарды диагностикалоонун баштапкы этабында жана интеллект даражасы жетишсиз.Жалгыз була кубаттуулугунан улам ар кандай була бузулуп калышы экономикага жана коомго чоң таасирин тийгизет.Ошондуктан, тармактын параметрлерине мониторинг келечектеги интеллектуалдык тармактарды өнүктүрүү үчүн абдан маанилүү болуп саналат.Келечекте бул аспектиде көңүл бурууну талап кылган изилдөө багыттары төмөнкүлөрдү камтыйт: жөнөкөйлөштүрүлгөн когеренттүү технологияга жана машинаны үйрөнүүгө негизделген системанын параметрлерин көзөмөлдөө системасы, когеренттүү сигналды талдоо жана фазага сезгич оптикалык убакыт-домен чагылдырууга негизделген физикалык чоңдуктарды көзөмөлдөө технологиясы.
(2) Интегралдык технология жана система
Түзмөктү интеграциялоонун негизги максаты - чыгымдарды азайтуу.Оптикалык була байланыш технологиясында сигналдарды кыска аралыкка жогорку ылдамдыкта берүү үзгүлтүксүз сигналды регенерациялоо аркылуу ишке ашырылышы мүмкүн.Бирок, фазалык жана поляризациялык абалды калыбына келтирүү көйгөйлөрүнө байланыштуу когеренттүү системаларды интеграциялоо дагы деле салыштырмалуу татаал.Мындан тышкары, ири масштабдуу интеграцияланган оптикалык-электрдик-оптикалык системаны ишке ашыруу мүмкүн болсо, системанын кубаттуулугу да бир топ жакшырат.Бирок, төмөн техникалык эффективдүү, жогорку татаалдык жана интеграциялоонун кыйынчылыгы сыяктуу факторлордон улам, толук оптикалык 2R (кайра күчөтүү, кайра калыптандыруу), 3R (кайра күчөтүү) сыяктуу бардык оптикалык сигналдарды кеңири жайылтуу мүмкүн эмес. , кайра убакыт жана кайра калыптандыруу) оптикалык байланыш тармагында.кайра иштетүү технологиясы.Демек, интеграциялык технология жана системалар жагынан келечектеги изилдөө багыттары төмөнкүдөй: Космостук бөлүү мультиплексирлөө системалары боюнча жүргүзүлүп жаткан изилдөөлөр салыштырмалуу бай болгону менен, космостук бөлүү мультиплексирлөө системаларынын негизги компоненттери али академиялык жана өнөр жайда технологиялык жетишкендиктерге жетише элек. жана мындан ары чыцдоо зарыл.Интегралдык лазерлер жана модуляторлор, эки өлчөмдүү интеграцияланган кабыл алгычтар, жогорку энергия эффективдүү интеграцияланган оптикалык күчөткүчтөр жана башкалар сыяктуу изилдөөлөр;оптикалык булалардын жаңы түрлөрү системанын өткөрүү жөндөмдүүлүгүн кыйла кеңейтиши мүмкүн, бирок алардын комплекстүү иштеши жана өндүрүш процесстери учурдагы бирдиктүү режим буласынын деңгээлине жетиши үчүн дагы эле изилдөө керек;байланыш шилтемесинде жаңы була менен колдонулушу мүмкүн болгон ар кандай түзүлүштөрдү изилдөө.
(3) Оптикалык байланыш түзүлүштөрү
Оптикалык байланыш түзүлүштөрүндө кремнийдик фотоникалык приборлорду изилдөө жана иштеп чыгуу алгачкы натыйжаларга жетишти.Бирок, учурда ата мекендик изилдөөлөр негизинен пассивдүү түзүлүштөргө негизделген жана активдүү түзүлүштөр боюнча изилдөөлөр салыштырмалуу начар.Оптикалык байланыш түзүлүштөрү жагынан келечектеги изилдөө багыттары төмөнкүлөрдү камтыйт: активдүү түзүлүштөрдү жана кремнийдик оптикалык приборлорду интеграциялык изилдөө;III-V материалдардын жана субстраттардын интеграциялык технологиясы боюнча изилдөөлөр сыяктуу кремний эмес оптикалык приборлордун интеграциялык технологиясы боюнча изилдөөлөр;жаны приборлорду изилдоолорду жана иштеп чыгууларды мындан ары енуктуруу.Интегралдык литий ниобат оптикалык толкун жетектөөчүсү сыяктуу, жогорку ылдамдык жана аз энергия керектөө артыкчылыктары менен ээрчиңиз.
Посттун убактысы: 03-03-2023
