では、光ファイバー通信の通信速度はなぜ速いのでしょうか。光ファイバー通信とは何ですか?他の通信手段と比較して、その利点と欠点は何ですか?このテクノロジーは現在どの分野で使用されていますか?
グラスファイバー内の光で情報を伝達します。
光ファイバー通信は有線ネットワークであるため、モバイルのニーズを満たすことができません。私たちの日常生活においては、移動通信は無線ネットワークを利用しており、光通信の存在感はそれほど強くないように思われます。
「しかし実際には、情報の 90% 以上が光ファイバーを介して送信されます。携帯電話は無線ネットワークを介して基地局に接続されており、基地局間の信号の伝送はほとんどが光ファイバーに依存しています。国家光ファイバー通信ネットワーク技術重点研究所の光学システム研究室の副所長であるHe Zhixue氏は科技日報のインタビューでこう述べた。
光ファイバーは髪の毛ほどの細さの光ファイバーで、直接埋めたり、頭上に敷いたり、海底に敷いたりすることができます。軽量で便利で、原材料の生産コストが低いため、最終的にはかさばるケーブルに取って代わりました。主流の信号伝送媒体として。
簡単に言うと、光ファイバー通信は、望遠鏡の信号機などの光通信の一般的な用途であり、大気を利用して可視光を拡散させ、視覚伝送に属します。光通信は、光にガラスファイバーを使用します。発信情報。
光通信の専門家は、光信号は電気信号よりも伝送中の減衰が少ないとサイエンス・デイリーに語った。たとえば、光信号は 100 キロメートル走行すると 1 から 0.99 に減衰しますが、電気信号はわずか 1 キロメートル走行すると 1 から 0.5 に減衰すると説明しました。
原理的な観点から見ると、光ファイバー通信を構成する基本的な材料要素は、光ファイバー光源と光検出器です。
大容量で長距離伝送が可能
報道によれば、光ファイバーブロードバンドアクセスの究極の方法は、ファイバー・トゥ・ザ・ホーム、つまりユーザーが必要な場所にファイバーを直接接続し、光ファイバーを使用して大量の情報を取得できることです。ファイバ。
「無線通信方式は電磁干渉の影響を受けやすく、ケーブル伝送方式は敷設にコストがかかります。これに対し、光ファイバー通信は、大容量、長距離伝送が可能、秘匿性が高く、適応力が強いという利点があります。また、ファイバーのサイズが小さくて使いやすいです。建設とメンテナンス、原材料の価格も比較的低いです。」彼志雪は言った。
光ファイバー通信には上記のような利点がありますが、光ファイバー自体の基板の短さも無視できません。たとえば、繊維は脆くて壊れやすいです。さらに、ファイバーの切断または接続には、特別な装置を使用する必要があります。都市部の建設や自然災害により、ファイバー回線の障害が発生しやすいことに注意してください。
実際のアプリケーションでは、光ファイバ伝送の実現は主に光送信側マシンと光受信側マシンに依存します。光送信端デバイスは、電気光信号を効果的に調整および変換することができ、それによって電気信号を光ファイバによって搬送される光信号に変換することができる。光受信側は逆変換を行い、電気信号を復調することもできます。光受信側と光送信側はコネクタによって光ケーブルに接続され、情報の送受信、表示を実現します。
関連するハイエンド製造装置は輸入に依存しています
一般的に使用される光ファイバは、主に標準的なシングルモード光ファイバです。理論上、単位時間当たりの情報伝送速度は約140Tbit/sとなります。情報の伝送速度がこの制限に達すると、情報の混雑が発生します。シングルモードファイバーは通常、1 つのモードのみを伝送できるファイバーです。
現在、標準的なシングルモード光ファイバー通信は、事業者が一般的に使用する通信方式の 1 つです。このモードの伝送容量は16Tbit/sですが、理論上の限界値にはまだ達していません。 「今年初めに発表された1.06Pビット/秒の新記録は、シングルモード光ファイバー通信技術の画期的な進歩の結果ですが、このような速度を商業利用で短期間に達成するのは困難です」時間。"彼志雪は言った。
技術的には、シングルモードと比較して、マルチコアファイバー伝送モードは高速化の点で大きな利点がありますが、このモードは依然として最前線にあり、コアテクノロジー、主要コンポーネント、およびハードウェアデバイスでさらなるブレークスルーが必要です。 。
5 ～ 10 年後、アプリケーション要件の推進力の下で、1.06Pbit/s 超大容量シングルモード マルチコア光ファイバ伝送システムの主要技術が、大洋横断伝送などのいくつかの特殊なシナリオに初めて適用される可能性があります。大規模データセンター」彼志雪は言った。
現在、中国の光通信技術は国際先進レベルと競争できるが、依然として多くの困難に直面している。例えば、関連する産業基盤が弱く、独自性や自律性のある技術が不足しており、光ファイバーの原材料も不足しています。 「現在、伸線や繊維の巻き取りなど繊維材料の製造に必要なハイエンド設備は輸入に頼っています。」彼志雪は言った。
一方で、光ファイバー通信に関連するハイエンドデバイスやチップは、主に米国や日本などの先進国が主導権を握っています。
この点に関して、何志学氏は、関連する基礎理論研究を強化し、コア技術の長期的な配置をうまく行い、技術の発展傾向を予測し、「追跡」の技術反復サイクルから抜け出す必要があると示唆した。 -遅れ、再追跡、そして後進性」。
さらに、何志雪氏は、ハイエンドチップやハイエンドデバイスの研究開発、設計、処理への投資を増やし、研究開発人材の熱意を刺激し、本来の成果の保護に注力する必要があると強調した。 「特に、トップレベルの設計を行い、人材、インフラ、政策における相乗効果と革新を達成し、対応する業界の支援能力を向上させなければなりません」と同氏は述べた。