Warum ist die Übertragungsgeschwindigkeit der Glasfaserkommunikation so hoch? Was ist Glasfaserkommunikation? Welche Vor- und Nachteile hat es im Vergleich zu anderen Kommunikationsmitteln? In welchen Bereichen wird die Technologie derzeit eingesetzt?
Informationsübertragung mit Licht in Glasfaser.
Da es sich um ein kabelgebundenes Netzwerk handelt, kann die Glasfaserkommunikation die Anforderungen des Mobilfunks nicht erfüllen. Im täglichen Leben nutzt unsere mobile Kommunikation drahtlose Netzwerke, und die Präsenz optischer Kommunikation scheint nicht stark ausgeprägt zu sein.
„Doch in Wirklichkeit werden mehr als 90 % der Informationen über Glasfaser übertragen. Das Mobiltelefon ist über ein drahtloses Netzwerk mit der Basisstation verbunden, und die Übertragung von Signalen zwischen den Basisstationen hängt größtenteils von der Glasfaser ab.„He Zhixue, stellvertretender Direktor des Forschungsbüros für optische Systeme des State Key Laboratory of Optical Fiber Communication Network Technology, sagte in einem Interview mit der Science and Technology Daily.
Bei Glasfasern handelt es sich um optische Fasern, die so dünn wie ein Haar sind und direkt, über Kopf oder auf dem Meeresboden vergraben werden können. Aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer Bequemlichkeit und der niedrigen Kosten für die Herstellung von Rohstoffen ersetzte sie schließlich das sperrige Kabel als gängiges Signalübertragungsmedium.
Um es einfach auszudrücken: Glasfaserkommunikation ist eine häufige Anwendung der optischen Kommunikation, z. B. Teleskopampeln usw. Sie nutzt die Atmosphäre, um sichtbares Licht zu verbreiten, und gehört zur visuellen Übertragung. Optische Kommunikation ist die Verwendung von Glasfasern im Licht Übertragungsinformationen.
Ein Praktiker für optische Kommunikation erklärte der Zeitschrift Sci-Tech, dass optische Signale während der Übertragung weniger abklingen als elektrische Signale. Er erklärte, dass beispielsweise ein optisches Signal nach 100 Kilometern von 1 auf 0,99 abfällt, während ein elektrisches Signal bereits nach einem Kilometer von 1 auf 0,5 abfällt.
Aus prinzipieller Sicht sind die grundlegenden Materialelemente, aus denen die Glasfaserkommunikation besteht, die Glasfaserlichtquelle und der optische Detektor.
Große Kapazität und Fernübertragungsfähigkeit
Berichten zufolge ist die ultimative Methode des Glasfaser-Breitbandzugangs Fiber-to-the-Home, d Faser.
„Die drahtlose Kommunikationsmethode ist anfällig für elektromagnetische Störungen und die Kabelübertragungsmethode ist aufwendig in der Verlegung. Im Gegensatz dazu bietet die Glasfaserkommunikation die Vorteile einer großen Kapazität, der Fähigkeit zur Übertragung über große Entfernungen, einer guten Vertraulichkeit und einer starken Anpassungsfähigkeit. Darüber hinaus ist die Faser klein und einfach zu verwenden. Auch die Bau- und Instandhaltungspreise sowie die Rohstoffpreise sind relativ niedrig.“ sagte er Zhixue.
Obwohl die Glasfaserkommunikation die oben genannten Vorteile bietet, kann ihre eigene kurze Platine nicht ignoriert werden. Beispielsweise ist die Faser spröde und bricht leicht. Darüber hinaus erfordert das Schneiden oder Verbinden der Faser den Einsatz eines speziellen Geräts. Es ist zu beachten, dass städtische Bauarbeiten oder Naturkatastrophen leicht zu Ausfällen von Glasfaserleitungen führen können.
In praktischen Anwendungen hängt die Realisierung der Glasfaserübertragung hauptsächlich von der optischen Sendeendmaschine und der optischen Empfangsendmaschine ab. Das optische Sendeendgerät kann das elektrooptische Signal effektiv anpassen und umwandeln und dadurch das elektrische Signal in ein optisches Signal umwandeln, das von der optischen Faser übertragen wird. Das optische Empfangsende führt eine Rückwandlung durch und kann auch das elektrische Signal demodulieren. Das optische Empfangsende und das optische Sendeende sind über einen Stecker mit einem optischen Kabel verbunden, um die Übertragung, Übertragung, den Empfang und die Anzeige von Informationen zu realisieren.
Zugehörige High-End-Produktionsanlagen sind auf Importe angewiesen
Häufig verwendete optische Fasern sind hauptsächlich Standard-Singlemode-Lichtwellenleiter. Theoretisch beträgt die Informationsübertragungsgeschwindigkeit pro Zeiteinheit etwa 140 Tbit/s. Wenn die Geschwindigkeit der Informationsübertragung diese Grenze erreicht, kommt es zu einer Informationsüberlastung. Bei einer Singlemode-Faser handelt es sich in der Regel um eine Faser, die nur einen Modus übertragen kann.
Derzeit ist die standardmäßige Singlemode-Glasfaserkommunikation eine der von Betreibern am häufigsten verwendeten Kommunikationsmethoden. Die Übertragungskapazität dieses Modus beträgt 16 Tbit/s und hat damit noch nicht den theoretischen Grenzwert erreicht. „Der neue Rekord von 1,06 Pbit/s, der Anfang dieses Jahres aufgestellt wurde, ist das Ergebnis von Durchbrüchen in der Singlemode-Glasfaser-Kommunikationstechnologie, aber eine solche Geschwindigkeit ist im kommerziellen Einsatz in kurzer Zeit nur schwer zu erreichen.“ Zeit." sagte er Zhixue.
Technisch gesehen bietet der Multicore-Glasfaserübertragungsmodus im Vergleich zum Single-Mode größere Vorteile beim Erreichen hoher Geschwindigkeiten, aber dieser Modus ist immer noch führend und es sind weitere Durchbrüche bei Kerntechnologien, Schlüsselkomponenten und Hardwaregeräten erforderlich. .
Nach 5 bis 10 Jahren können aufgrund der Anwendungsanforderungen die Schlüsseltechnologien des Singlemode-Multicore-Glasfaserübertragungssystems mit extrem großer Kapazität und 1,06 Pbit/s erstmals auf einige spezielle Szenarien angewendet werden, beispielsweise auf die transozeanische Übertragung und einige andere großes Rechenzentrum.“ sagte er Zhixue.
Gegenwärtig kann Chinas optische Kommunikationstechnologie mit dem internationalen Spitzenniveau konkurrieren, steht aber immer noch vor vielen Schwierigkeiten. Beispielsweise ist die relevante industrielle Basis schwach, es mangelt an Originalität und Autonomie der Technologie und es gibt nicht genügend Glasfaserrohstoffe. „Derzeit ist die High-End-Ausrüstung zur Herstellung von Fasermaterialien wie Drahtziehen und Faserwickeln auf Importe angewiesen.“ sagte er Zhixue.
Gleichzeitig werden High-End-Geräte und Chips für die Glasfaserkommunikation hauptsächlich von entwickelten Ländern wie den Vereinigten Staaten und Japan kontrolliert.
In diesem Zusammenhang schlug He Zhixue vor, dass es notwendig sei, die relevante theoretische Grundlagenforschung zu stärken, die langfristige Gestaltung der Kerntechnologien gut zu gestalten, den Entwicklungstrend der Technologie vorherzusagen und aus dem technischen Iterationszyklus des „Trackings“ auszusteigen -Lag-Re-Tracking-und Rückständigkeit“.
Darüber hinaus betonte He Zhixue, dass es notwendig sei, die Investitionen in Forschung und Entwicklung, Design und Verarbeitung von High-End-Chips und High-End-Geräten zu erhöhen, die Begeisterung von F&E-Talenten anzuregen und sich auf den Schutz ursprünglicher Errungenschaften zu konzentrieren. „Insbesondere müssen wir ein erstklassiges Design erstellen, Synergien und Innovationen bei Arbeitskräften, Infrastruktur und Richtlinien erzielen und die unterstützenden Fähigkeiten der entsprechenden Branchen verbessern“, sagte er.