Dakle, zašto je brzina prijenosa optičke komunikacije tako velika? Što je optička komunikacija? Koje su njegove prednosti i nedostaci u odnosu na druga sredstva komunikacije? U kojim se područjima tehnologija trenutno koristi?
Prijenos informacija svjetlom u staklenim vlaknima.
Kao žična mreža, optička komunikacija ne može zadovoljiti potrebe mobilne telefonije. U svakodnevnom životu naša mobilna komunikacija koristi se bežičnim mrežama, a čini se da prisutnost optičke komunikacije nije jaka.
“No u stvarnosti se više od 90% informacija prenosi optičkim vlaknom. Mobitel je s baznom stanicom povezan bežičnom mrežom, a prijenos signala između baznih stanica najviše ovisi o optičkom vlaknu.”He Zhixue, zamjenik ravnatelja Ureda za istraživanje optičkih sustava Državnog ključnog laboratorija za tehnologiju komunikacijske mreže s optičkim vlaknima, rekao je u intervjuu za Science and Technology Daily.
Optičko vlakno je optičko vlakno koje je tanko poput dlake, može se ukopati izravno, iznad glave ili postaviti na morsko dno. Zbog male težine, praktičnosti i niske cijene proizvodnje sirovina, na kraju je zamijenilo glomazni kabel kao glavni medij za prijenos signala.
Jednostavno rečeno, komunikacija optičkim vlaknima je uobičajena primjena optičke komunikacije, kao što su teleskopski semafori itd., oni koriste atmosferu za širenje vidljive svjetlosti, pripada vizualnom prijenosu optičke komunikacije je korištenje staklenih vlakana u svjetlu informacije o prijenosu.
Stručnjak za optičke komunikacije rekao je za sci-tech daily da se optički signali manje smanjuju tijekom prijenosa nego električni signali. Objasnio je da, primjerice, optički signal opada s 1 na 0,99 nakon 100 kilometara, dok električni signal opada s 1 na 0,5 nakon samo 1 kilometra.
S načelnog stajališta, osnovni materijalni elementi koji čine optičku komunikaciju su svjetlosni izvor svjetlosti i optički detektor.
Veliki kapacitet i mogućnost prijenosa na velike udaljenosti
Prema izvješćima, ultimativna metoda optičkog širokopojasnog pristupa je fiber-to-the-home, odnosno izravno povezivanje vlakna na mjesto koje korisnik traži, tako da može dobiti veliku količinu informacija korištenjem vlakno.
“Metoda bežične komunikacije osjetljiva je na elektromagnetske smetnje, a metoda kabelskog prijenosa je skupa za postavljanje. Nasuprot tome, komunikacija optičkim vlaknima ima prednosti velikog kapaciteta, mogućnosti prijenosa na velike udaljenosti, dobre povjerljivosti i snažne prilagodljivosti. Štoviše, vlakno je male veličine i lako se koristi. Izgradnja i održavanje, cijene sirovina također su relativno niske.” rekao je Zhixue.
Iako komunikacija putem optičkih vlakana ima gore navedene prednosti, ne može se zanemariti vlastita kratka ploča. Na primjer, vlakno je krto i lako se lomi. Osim toga, rezanje ili spajanje vlakana zahtijeva korištenje posebnog uređaja. Treba napomenuti da urbana gradnja ili prirodne katastrofe mogu lako uzrokovati kvarove na svjetlovodnim linijama.
U praktičnim primjenama, realizacija prijenosa optičkim vlaknima uglavnom ovisi o krajnjem optičkom odašiljačkom stroju i optičkom prijemnom krajnjem stroju. Krajnji uređaj za optički prijenos može učinkovito prilagoditi i pretvoriti elektro-optički signal, čime se električni signal pretvara u optički signal koji prenosi optičko vlakno. Optički prijemni kraj izvodi obrnutu pretvorbu i također može demodulirati električni signal. Optički prijemni kraj i optički odašiljački kraj spojeni su konektorom na optički kabel kako bi se ostvario prijenos, prijenos, prijem i prikaz informacija.
Povezana vrhunska proizvodna oprema oslanja se na uvoz
Često korištena optička vlakna su uglavnom standardna jednomodna optička vlakna. U teoriji, brzina prijenosa informacija po jedinici vremena je oko 140 Tbit/s. Ako brzina prijenosa informacija dosegne ovu granicu, to će uzrokovati zagušenje informacija. Jednomodno vlakno obično je vlakno koje može prenositi samo jedan mod.
Trenutačno je standardna jednomodna komunikacija optičkim vlaknima jedna od komunikacijskih metoda koju operateri obično koriste. Prijenosni kapacitet ovog načina je 16 Tbit/s, što još nije doseglo teoretsku graničnu vrijednost. “Novi rekord od 1.06Pbit/s, koji je ispisan početkom ove godine, rezultat je prodora u single-mode svjetlovodnoj komunikacijskoj tehnologiji, no takvu je brzinu teško postići u komercijalnoj uporabi u kratkom razdoblju od vrijeme." rekao je Zhixue.
Tehnički gledano, u usporedbi s jednim modom, višejezgreni način prijenosa vlaknima ima veće prednosti u postizanju velike brzine, ali ovaj je način još uvijek na čelu, a potrebni su daljnji proboji u temeljnim tehnologijama, ključnim komponentama i hardverskim uređajima. .
Nakon 5 do 10 godina, pod poticajem zahtjeva za primjenu, ključne tehnologije prijenosnog sustava jednomodnog višejezgrenog optičkog vlakna ultra velikog kapaciteta od 1,06 Pbit/s mogu se prvo primijeniti na neke posebne scenarije, kao što su prekooceanski prijenos i neki veliki podatkovni centar.” rekao je Zhixue.
Trenutno se kineska optička komunikacijska tehnologija može natjecati s međunarodnom naprednom razinom, ali se još uvijek suočava s mnogim poteškoćama. Na primjer, relevantna industrijska baza je slaba, nedostaje joj originalnost i autonomna tehnologija te nedovoljno sirovina za optička vlakna. "Trenutno, vrhunska oprema potrebna za proizvodnju vlaknastih materijala kao što su izvlačenje žice i namotavanje vlakana ovisi o uvozu." rekao je Zhixue.
U isto vrijeme, vrhunske uređaje i čipove povezane s komunikacijom optičkim vlaknima uglavnom kontroliraju razvijene zemlje poput Sjedinjenih Država i Japana.
U tom smislu, He Zhixue je sugerirao da je potrebno ojačati relevantna temeljna teorijska istraživanja, dobro obaviti dugoročni raspored temeljnih tehnologija, predvidjeti razvojni trend tehnologije i iskočiti iz ciklusa tehničke iteracije „praćenja -zaostajanje-ponovno praćenje-i nazadovanje”.
Osim toga, He Zhixue je naglasio da je potrebno povećati ulaganja u istraživanje i razvoj, dizajn i obradu vrhunskih čipova i vrhunskih uređaja, potaknuti entuzijazam talenata za istraživanje i razvoj te se usredotočiti na zaštitu izvornih postignuća. "Posebno moramo izraditi dizajn na najvišoj razini, postići sinergiju i inovacije u radnoj snazi, infrastrukturi i politikama te poboljšati mogućnosti podrške odgovarajućih industrija", rekao je.