Чанде пеш, варақаи ҷавобҳои миёнаи сол барои рушди муштараки Ҳенчин байни Чжухай ва Макао оҳиста-оҳиста кушода мешуд. Яке аз наххои оптикии байнисархадй диккатро ба худ чалб кард. Он аз Чжухай ва Макао барои амалӣ кардани пайвасти қувваи компютерӣ ва мубодилаи захираҳо аз Макао ба Ҳенкин ва сохтани як канали иттилоотӣ гузашт. Шанхай инчунин лоиҳаи таҷдид ва табдили шабакаи алоқаи нахи "оптикӣ ба мис"-ро барои таъмини рушди босифати иқтисодӣ ва хидматрасонии беҳтари иртиботот барои сокинон пешбарӣ мекунад.
Бо рушди босуръати технологияи интернет, талаботи корбарон ба трафики интернет рӯз то рӯз меафзояд, ки чӣ тавр беҳтар намудани иқтидори алоқаи нахи оптикӣ ба як масъалаи таъхирнопазир табдил ёфтааст, ки бояд ҳал карда шавад.
Аз замони пайдоиши технологияи алоқаи нахи оптикӣ, он дар соҳаҳои илму техника ва ҷомеа тағйироти ҷиддӣ ба бор овард. Ҳамчун як барномаи муҳими технологияи лазерӣ, технологияи иттилоотии лазерӣ, ки бо технологияи алоқаи нахи оптикӣ муаррифӣ шудааст, чаҳорчӯбаи шабакаи муосири коммуникатсионӣ сохта, як ҷузъи муҳими интиқоли иттилоот гардид. Технологияи коммуникатсионӣ нахи оптикӣ як қувваи муҳими барандаи ҷаҳони кунунии Интернет аст ва он инчунин яке аз технологияҳои асосии асри иттилоот мебошад.
Бо пайдоиши пайвастаи технологияҳои гуногуни рушдёбанда, аз қабили Интернети ашё, маълумоти калон, воқеияти виртуалӣ, зеҳни сунъӣ (AI), алоқаи мобилии насли панҷум (5G) ва технологияҳои дигар, талаботҳои бештар ба мубодила ва интиқоли иттилоот гузошта мешаванд. Тибқи маълумоти тадқиқотие, ки Cisco дар соли 2019 интишор кардааст, трафики солонаи IP дар ҷаҳон аз 1,5ЗБ (1ZB=1021B) дар соли 2017 то 4,8ЗБ дар соли 2022 бо суръати афзоиши солонаи мураккаб 26% афзоиш хоҳад ёфт. Бо тамоюли афзоиши трафики баланд, алоқаи нахи оптикӣ, ҳамчун қисми асоситарини шабакаи коммуникатсионӣ, барои навсозӣ таҳти фишори шадид қарор дорад. Системаҳо ва шабакаҳои алоқаи нахи оптикии баландсуръат, иқтидори калон самти рушди технологияи алоқаи нахи оптикӣ хоҳанд буд.
Таърихи рушд ва ҳолати тадқиқоти технологияи коммуникатсионӣ нахи оптикӣ
Аввалин лазери ёқут дар соли 1960, пас аз кашфи тарзи кор кардани лазерҳо аз ҷониби Артур Шоулоу ва Чарлз Таунс дар соли 1958 таҳия карда шуд. Сипас, дар соли 1970, аввалин лазери нимноқили AlGaAs, ки қодир аст дар ҳарорати хонагӣ кор кунад, бомуваффақият таҳия карда шуд ва дар соли 1977, лазери нимноқилӣ амалӣ карда шуд, ки дар муҳити амалӣ даҳҳо ҳазор соат пайваста кор кунад.
То ҳол, лазерҳо барои иртиботи нахи оптикии тиҷоратӣ шартҳои зарурӣ доранд. Аз ибтидои ихтироъ кардани лазер, ихтироъкорон истифодаи муҳими эҳтимолии онро дар соҳаи алоқа эътироф карданд. Аммо дар технологияи алоќаи лазерї ду камбудии аёнї вуљуд дорад: яке аз он аст, ки дар натиљаи фарќшавии шуои лазер микдори зиёди энергия талаф мешавад; дигараш ин аст, ки ба он муҳити барнома хеле таъсир мерасонад, масалан, татбиқ дар муҳити атмосфера ба тағирёбии шароити обу ҳаво ба таври назаррас дучор хоҳад шуд. Аз ин рӯ, барои алоқаи лазерӣ мавҷи оптикии мувофиқ хеле муҳим аст.
Нахи оптикие, ки барои муошират истифода мешавад, ки аз ҷониби доктор Као Кунг, барандаи ҷоизаи Нобел дар риштаи физика пешниҳод шудааст, ба ниёзҳои технологияи иртибототи лазерӣ барои роҳнамои мавҷҳо ҷавобгӯ аст. Вай пешниҳод кард, ки талафоти парокандаи нахи оптикии шишагии Рэйлӣ метавонад хеле кам бошад (камтар аз 20 дБ/км) ва талафоти нерӯи нахи оптикӣ асосан аз ҷабби нур тавассути ифлосиҳо дар маводи шишагӣ ба амал меояд, аз ин рӯ тозакунии мавод муҳим аст. барои кам кардани талафоти нахи оптикӣ Калид ва инчунин қайд кард, ки интиқоли як-режим барои нигоҳ доштани кори хуби муошират муҳим аст.
Дар соли 1970, ширкати Corning Glass нахи оптикии бисёрмодарии кварцро бо талафоти тақрибан 20дБ/км мувофиқи пешниҳоди тозакунии доктор Као таҳия карда, нахи оптикиро барои васоити интиқоли коммуникатсия ба воқеият табдил дод. Пас аз тадцицот ва тадцицоти доимй талафи наххои оптикии кварц ба хадди назариявй наздик шуд. То хол шароити алокаи нахи оптикй пурра конеъ гардонда шудааст.
Системаҳои барвақти алоқаи нахи оптикӣ ҳама усули қабули ошкоркунии мустақимро қабул карданд. Ин усули нисбатан соддаи алоқаи нахи оптикӣ мебошад. PD детектори қонуни квадратӣ буда, танҳо шиддати сигнали оптикиро муайян кардан мумкин аст. Ин усули қабули ошкоркунии мустақим аз насли якуми технологияи алоқаи нахи оптикӣ дар солҳои 1970 то аввали солҳои 1990 идома дошт.
Барои зиёд кардани истифодаи спектр дар доираи фарохмаҷро, мо бояд аз ду ҷиҳат оғоз кунем: яке ин аст, ки истифодаи технология барои наздик шудан ба маҳдудияти Шеннон, аммо афзоиши самаранокии спектр талаботро ба таносуби телекоммуникатсия ба садо зиёд кард ва ба ин васила масофаи интиқол; дигараш пурра истифода бурдани фаза, Иқтидори интиқоли иттилооти ҳолати поляризатсия барои интиқол истифода мешавад, ки системаи алоқаи оптикии насли дуюм аст.
Системаи алоқаи когерентии оптикии насли дуюм миксерҳои оптикиро барои муайян кардани дохилидина истифода мебарад ва қабули гуногунии поляризатсияро қабул мекунад, яъне дар охири қабул нури сигнал ва нури осциллятори маҳаллӣ ба ду нури нуре, ки ҳолати поляризатсияи онҳо ортогоналӣ мебошанд, таҷзия мешаванд. ба якдигар. Бо ин роҳ, қабули поляризатсияро бе ҳассос ба даст овардан мумкин аст. Илова бар ин, бояд қайд кард, ки дар айни замон пайгирии басомадҳо, барқарорсозии марҳилаи интиқолдиҳанда, баробарсозӣ, синхронизатсия, пайгирии поляризатсия ва демултиплексизатсия дар охири қабул ҳама метавонанд тавассути технологияи коркарди сигналҳои рақамӣ (DSP) анҷом дода шаванд, ки сахтафзорро хеле содда мекунад. тарҳрезии қабулкунанда ва қобилияти беҳтар кардани барқарорсозии сигнал.
Баъзе мушкилот ва мулоҳизаҳое, ки дар рушди технологияи алоқаи нахи оптикӣ рӯбарӯ мешаванд
Тавассути истифодаи технологияҳои гуногун, доираҳои академӣ ва саноат асосан ба ҳадди ниҳоии самаранокии спектри системаи алоқаи нахи оптикӣ расидаанд. Барои идома додани афзоиши иқтидори интиқол, онро танҳо тавассути зиёд кардани маҷрои система B (иқтидори ба таври хаттӣ афзоянда) ё баланд бардоштани таносуби сигнал ба садо ба даст овардан мумкин аст. Муҳокимаи мушаххас чунин аст.
1. Ҳалли баланд бардоштани қудрати интиқол
Азбаски таъсири ғайрихаттӣ, ки тавассути интиқоли нерӯи баланд ба вуҷуд омадааст, тавассути афзоиши дурусти майдони самарабахши нахи нах метавонад кам карда шавад, он як роҳи ҳалли зиёд кардани қудрат барои истифодаи нахи чанд режим ба ҷои нахи як режим барои интиқол мебошад. Илова бар ин, ҳалли маъмултарин барои эффектҳои ғайрихаттӣ истифодаи алгоритми бозгашти рақамӣ (DBP) мебошад, аммо беҳтар шудани кори алгоритм боиси афзоиши мураккабии ҳисоббарорӣ мегардад. Ба наздикӣ, тадқиқоти технологияи омӯзиши мошинсозӣ дар ҷуброни ғайрихаттӣ дурнамои хуби татбиқро нишон дод, ки мураккабии алгоритмро хеле коҳиш медиҳад, аз ин рӯ ба тарҳрезии системаи DBP дар оянда омӯзиши мошинсозӣ кӯмак кардан мумкин аст.
2. Баланд бардоштани маҷрои пурқувваткунандаи оптикӣ
Баланд бардоштани фарохмаҷро метавонад маҳдудияти диапазони басомади EDFA-ро вайрон кунад. Илова ба C-банд ва L-банд, S-банд низ метавонад ба доираи барнома дохил карда шавад, ва SOA ё щуввазиёдкунӣ Raman метавонад барои тақвият истифода шавад. Бо вуҷуди ин, нахи оптикии мавҷуда дар басомадҳои ба ғайр аз S-банд талафоти калон дорад ва барои кам кардани талафоти интиқол як навъи нави нахи оптикиро тарҳрезӣ кардан лозим аст. Аммо барои гурӯҳҳои боқимонда, технологияи амплификатсияи оптикии дар тиҷорат дастрасшуда низ мушкил аст.
3. Тадқиқот оид ба талафоти ками нахи оптикӣ
Тадқиқот дар бораи нахи талафоти ками интиқол яке аз масъалаҳои муҳим дар ин соҳа мебошад. Нахи ядрои холӣ (HCF) имкони талафоти камтари интиқолро дорад, ки таъхири вақти интиқоли нахро коҳиш медиҳад ва метавонад мушкилоти ғайрихаттии нахро то андозае бартараф кунад.
4. Тадқиқот оид ба технологияҳои марбут ба тақсимоти мултиплексии кайҳон
Технологияи мултиплексии кайҳонӣ-дивизионӣ як роҳи ҳалли самараноки баланд бардоштани иқтидори як нахи аст. Махсусан, нахи оптикии бисёр ядроӣ барои интиқол истифода мешавад ва иқтидори як нахи як маротиба дучанд мешавад. Масъалаи асосӣ дар ин робита ин аст, ки оё як пурқувваткунандаи оптикии баландсифат вуҷуд дорад. , дар акси ҳол он метавонад танҳо ба якчанд нахи оптикии як-аслӣ баробар бошад; бо истифода аз технологияи мултиплексии реҷаи тақсимкунӣ, аз ҷумла режими поляризатсияи хатӣ, чӯби OAM дар асоси сингулярияти фазавӣ ва чӯби вектории силиндрӣ дар асоси сингуляризатсия, чунин технология метавонад Мультиплексинги Beam дараҷаи нави озодиро таъмин мекунад ва қобилияти системаҳои алоқаи оптикиро беҳтар мекунад. Он дорои дурнамои васеи татбиқ дар технологияи алоқаи нахи оптикӣ мебошад, аммо тадқиқот оид ба тақвиятдиҳандаҳои оптикии алоқаманд низ мушкил аст. Илова бар ин, чӣ гуна мувозинат кардани мураккабии системае, ки дар натиҷаи таъхири гурӯҳи режими дифференсиалӣ ва технологияи баробарсозии рақамии чандбаромади бисёрдаромад ба вуҷуд омадааст, низ қобили таваҷҷӯҳ аст.
Дурнамои рушди технологияи алоқаи нахи оптикӣ
Технологияи алоқаи нахи оптикӣ аз интиқоли ибтидоии пастсуръат то интиқоли баландсуръати кунунӣ рушд карда, ба яке аз технологияҳои асосие, ки ҷомеаи иттилоотиро дастгирӣ мекунад, табдил ёфта, як интизом ва майдони бузурги иҷтимоиро ташкил додааст. Дар оянда, бо афзоиши афзоиши талаботи ҷомеа ба интиқоли иттилоот, системаҳои алоқаи нахи оптикӣ ва технологияҳои шабакавӣ ба иқтидори ултра калон, иктишофӣ ва ҳамгироӣ таҳаввул хоҳанд кард. Дар баробари беҳтар кардани нишондиҳандаҳои интиқол, онҳо минбаъд низ хароҷотро коҳиш медиҳанд ва ба зиндагии мардум хидмат мерасонанд ва ба кишвар дар сохтани иттилоот кӯмак хоҳанд кард. чамъият роли калон мебозад. CeiTa бо як қатор созмонҳои офатҳои табиӣ ҳамкорӣ кардааст, ки метавонанд огоҳиҳои амнияти минтақавӣ, аз қабили заминларза, обхезӣ ва сунамиро пешгӯӣ кунанд. Он танҳо бояд ба ONU-и CeiTa пайваст карда шавад. Дар вакти руй додани офати табий станцияи зилзилазанй пешакй огох мекунад. Терминал дар зери огоҳиҳои ONU ҳамоҳанг карда мешавад.
(1) Шабакаи оптикии интеллектуалӣ
Дар муқоиса бо системаи иртиботи бесим, системаи иртиботи оптикӣ ва шабакаи шабакаи оптикии интеллектуалӣ аз ҷиҳати конфигуратсияи шабака, нигоҳдории шабака ва ташхиси хатогӣ дар марҳилаи ибтидоӣ қарор доранд ва дараҷаи иктишофӣ нокифоя аст. Аз сабаби иқтидори бузурги як нах, ба вуҷуд омадани ҳар гуна шикастани нах ба иқтисодиёт ва ҷомеа таъсири калон мерасонад. Аз ин рӯ, мониторинги параметрҳои шабака барои рушди шабакаҳои ояндаи интеллектуалӣ хеле муҳим аст. Самтҳои тадқиқоте, ки бояд дар оянда ба ин ҷиҳат таваҷҷӯҳ зоҳир карда шаванд, иборатанд аз: системаи мониторинги параметрҳои система дар асоси технологияи соддакардашудаи ҳамоҳангшуда ва омӯзиши мошинсозӣ, технологияи мониторинги миқдори физикӣ дар асоси таҳлили ҳамоҳангии сигнал ва инъикоси ҳассоси оптикии вақт-домен.
(2) Технология ва системаи ҳамгирошуда
Ҳадафи асосии ҳамгироии дастгоҳ кам кардани хароҷот аст. Дар технологияи алоқаи нахи оптикӣ интиқоли баландсуръати сигналҳоро ба масофаи кӯтоҳ тавассути барқарорсозии пайвастаи сигнал амалӣ кардан мумкин аст. Аммо аз сабаби мушкилоти барқарорсозии ҳолати фазавӣ ва поляризатсия интегратсияи системаҳои когерентӣ ҳанӯз нисбатан душвор аст. Гайр аз ин, агар системам калони комплексии оптикию электрй-оптикй ба амал бароварда шавад, иктидори система низ хеле бехтар мегардад. Бо вуҷуди ин, аз сабаби омилҳое, ба монанди самаранокии пасти техникӣ, мураккабии баланд ва душворӣ дар ҳамгироӣ, ба таври васеъ таблиғи сигналҳои ҳама оптикӣ, аз қабили 2R (аз нав пурқувват кардан, аз нав шакл додан), 3R (аз нав тақвият додан) ғайриимкон аст. , аз нав тартиб додан ва аз нав шакл додан) дар сохаи алокаи оптикй. технологияи коркард. Аз ин ру, аз чихати технология ва системахои интеграционй самтхои тадкикоти оянда чунинанд: Гарчанде ки тадкикоти мавчуда оид ба системахои мултиплексии таксимкунии кайхонй нисбатан бой бошад хам, кисмхои асосии системахои мултиплексии таксимкунии кайхонй хануз дар академия ва саноат ба пешравихои технологи ноил нашудаанд. ва минбаъд хам мустахкам кардан зарур аст. Тадкикот, аз кабили лазерхои интегралй ва модуляторхо, приёмникхои интегралии ду-ченака, кувваи пурмахсули интегралии оптики ва гайра; навъҳои нави нахҳои оптикӣ метавонанд маҷрои системаро ба таври назаррас васеъ кунанд, аммо таҳқиқоти минбаъда барои таъмини он, ки равандҳои ҳамаҷонибаи онҳо ва равандҳои истеҳсолӣ ба сатҳи ягонаи мавҷудаи нахи режим расида метавонанд; асбобхои гуногунеро, ки бо нахи нав дар звенои алока истифода бурдан мумкин аст, омузед.
(3) Дастгоҳҳои оптикии алоқа
Дар аппаратхои алокаи оптикй тадкикот ва кор карда баромадани асбобхои фотоникии кремний натичахои аввалин ба даст оварданд. Бо вуҷуди ин, дар айни замон тадқиқоти марбут ба ватанӣ асосан ба дастгоҳҳои ғайрифаъол асос ёфтааст ва таҳқиқот дар бораи дастгоҳҳои фаъол нисбатан суст аст. Аз чихати асбобхои алокаи оптикй самтхои тадкикоти оянда аз инхо иборатанд: тадкикоти интегра-ционии аппаратхои фаъол ва асбобхои оптикии кремний; тадкикот оид ба технологияи интеграционии асбобхои оптикии гайри кремний, монанди тадкикот оид ба технологияи интеграционии материалхо ва субстратхои III—V; инкишофи минбаъдаи тадкикот ва конструктории асбобхои нав. Пайравӣ, ба монанди мавҷи оптикии литий ниобати ҳамгирошуда бо бартариҳои суръати баланд ва истеъмоли ками нерӯ.
Вақти фиристодан: 03-03-2023
