Allora perché la velocità di trasmissione della comunicazione in fibra ottica è così elevata? Cos'è la comunicazione in fibra? Quali sono i suoi vantaggi e svantaggi rispetto ad altri mezzi di comunicazione? In quali ambiti viene attualmente utilizzata la tecnologia?
Trasmissione di informazioni con la luce in fibra di vetro.
Essendo una rete cablata, la comunicazione in fibra ottica non può soddisfare le esigenze della telefonia mobile. Nella vita quotidiana la nostra comunicazione mobile utilizza reti wireless e la presenza della comunicazione ottica non sembra essere forte.
“Ma in realtà più del 90% delle informazioni viene trasmesso tramite fibra ottica. Il telefono cellulare è collegato alla stazione base tramite una rete wireless e la trasmissione dei segnali tra le stazioni base dipende in gran parte dalla fibra ottica."Ha detto He Zhixue, vicedirettore dell'Ufficio di ricerca sui sistemi ottici del Laboratorio statale chiave per la tecnologia delle reti di comunicazione in fibra ottica, in un'intervista al Science and Technology Daily.
La fibra ottica è una fibra ottica sottile come un capello, che può essere interrata direttamente, sopra la testa o posizionata sul fondo del mare. Grazie alla sua leggerezza, praticità e al basso costo di produzione delle materie prime, alla fine ha sostituito il cavo ingombrante come mezzo di trasmissione del segnale principale.
Per dirla semplicemente, la comunicazione in fibra ottica è l'applicazione comune della comunicazione ottica, come i semafori del telescopio, ecc., usano l'atmosfera per diffondere la luce visibile, appartiene alla trasmissione visiva. La comunicazione ottica è l'uso della fibra di vetro nella luce informazioni sulla trasmissione.
Un professionista delle comunicazioni ottiche ha dichiarato al quotidiano sci-tech che i segnali ottici decadono meno durante la trasmissione rispetto ai segnali elettrici. Ha spiegato che, ad esempio, un segnale ottico decade da 1 a 0,99 dopo 100 chilometri, mentre un segnale elettrico decade da 1 a 0,5 dopo solo 1 chilometro.
Dal punto di vista di principio, gli elementi materiali di base che costituiscono la comunicazione in fibra ottica sono la sorgente luminosa in fibra ottica e il rilevatore ottico.
Grande capacità e capacità di trasmissione a lunga distanza
Secondo i rapporti, il metodo più innovativo per l'accesso alla banda larga in fibra ottica è il "fiber-to-the-home", cioè collegando direttamente la fibra al luogo richiesto dall'utente, in modo che possa ottenere una grande quantità di informazioni utilizzando il fibra.
“Il metodo di comunicazione wireless è suscettibile alle interferenze elettromagnetiche e il metodo di trasmissione via cavo è costoso da installare. Al contrario, la comunicazione in fibra ottica presenta i vantaggi di grande capacità, capacità di trasmissione a lunga distanza, buona riservatezza e forte adattabilità. Inoltre, la fibra è di piccole dimensioni e facile da usare. Anche la costruzione, la manutenzione e i prezzi delle materie prime sono relativamente bassi”. Ha detto Zhixue.
Sebbene la comunicazione in fibra ottica presenti i vantaggi sopra menzionati, la sua scheda corta non può essere ignorata. Ad esempio, la fibra è fragile e si rompe facilmente. Inoltre, il taglio o il collegamento della fibra richiede l'utilizzo di un dispositivo specifico. Va notato che l'edilizia urbana o i disastri naturali possono facilmente causare guasti alle linee in fibra.
Nelle applicazioni pratiche, la realizzazione della trasmissione in fibra ottica dipende principalmente dalla macchina terminale trasmittente ottica e dalla macchina terminale ricevente ottica. Il dispositivo terminale di trasmissione ottica può regolare e convertire efficacemente il segnale elettro-ottico, convertendo così il segnale elettrico in un segnale ottico trasportato dalla fibra ottica. L'estremità ricevente ottica esegue la conversione inversa e può anche demodulare il segnale elettrico. L'estremità ricevente ottica e l'estremità trasmittente ottica sono collegate tramite un connettore a un cavo ottico per realizzare trasmissione, trasmissione, ricezione e visualizzazione delle informazioni.
Le relative apparecchiature di produzione di fascia alta dipendono dalle importazioni
Le fibre ottiche comunemente utilizzate sono principalmente fibre ottiche monomodali standard. In teoria, la velocità di trasmissione delle informazioni per unità di tempo è di circa 140 Tbit/s. Se la velocità di trasmissione delle informazioni raggiunge questo limite, ciò causerà una congestione delle informazioni. La fibra monomodale è solitamente una fibra che può trasmettere solo una modalità.
Attualmente, la comunicazione standard in fibra ottica monomodale è uno dei metodi di comunicazione comunemente utilizzati dagli operatori. La capacità di trasmissione di questa modalità è di 16 Tbit/s, che non ha ancora raggiunto il valore limite teorico. “Il nuovo record di 1,06 Pbit/s, stabilito all’inizio di quest’anno, è il risultato di innovazioni nella tecnologia di comunicazione in fibra ottica monomodale, ma tale velocità è difficile da raggiungere nell’uso commerciale in un breve periodo di tempo. tempo." Ha detto Zhixue.
Tecnicamente, rispetto alla modalità di trasmissione in fibra monomodale e multi-core presenta maggiori vantaggi nel raggiungere l'alta velocità, ma questa modalità è ancora all'avanguardia e sono necessari ulteriori progressi nelle tecnologie di base, nei componenti chiave e nei dispositivi hardware. .
Dopo 5-10 anni, sotto l'impulso dei requisiti applicativi, le tecnologie chiave del sistema di trasmissione in fibra ottica multi-core monomodale a capacità ultra-grande da 1,06 Pbit/s potrebbero essere applicate per la prima volta ad alcuni scenari speciali, come la trasmissione transoceanica e alcuni Data center su larga scala." Ha detto Zhixue.
Allo stato attuale, la tecnologia di comunicazione ottica cinese può competere con il livello avanzato internazionale, ma deve ancora affrontare molte difficoltà. Ad esempio, la base industriale rilevante è debole, priva di originalità e autonomia tecnologica, e di materie prime in fibra ottica insufficienti. “Attualmente, le attrezzature di fascia alta necessarie per produrre materiali in fibra come la trafilatura e l’avvolgimento di fibre dipendono dalle importazioni”. Ha detto Zhixue.
Allo stesso tempo, i dispositivi e i chip di fascia alta legati alla comunicazione in fibra ottica sono controllati principalmente da paesi sviluppati come Stati Uniti e Giappone.
A questo proposito, He Zhixue ha suggerito che è necessario rafforzare la ricerca teorica di base pertinente, fare un buon lavoro di layout a lungo termine delle tecnologie di base, prevedere la tendenza di sviluppo della tecnologia e uscire dal ciclo di iterazione tecnica del “tracciamento -lag-re-tracking-e arretratezza”.
Inoltre, He Zhixue ha sottolineato che è necessario aumentare gli investimenti in ricerca e sviluppo, progettazione ed elaborazione di chip e dispositivi di fascia alta, stimolare l'entusiasmo dei talenti di ricerca e sviluppo e concentrarsi sulla protezione dei risultati originali. “In particolare, dobbiamo realizzare una progettazione di alto livello, ottenere sinergia e innovazione nella manodopera, nelle infrastrutture e nelle politiche e migliorare le capacità di supporto delle industrie corrispondenti”, ha affermato.