Jadi, mengapa kelajuan penghantaran komunikasi gentian optik begitu pantas? Apakah komunikasi serat? Apakah kelebihan dan kekurangannya berbanding dengan alat komunikasi lain? Dalam bidang yang manakah teknologi digunakan pada masa ini?
Menghantar maklumat dengan cahaya dalam gentian kaca.
Sebagai rangkaian berwayar, komunikasi gentian optik tidak dapat memenuhi keperluan mudah alih. Dalam kehidupan seharian, komunikasi mudah alih kami menggunakan rangkaian tanpa wayar, dan kehadiran komunikasi optik nampaknya tidak kuat.
“Tetapi pada hakikatnya, lebih daripada 90% maklumat dihantar melalui gentian optik. Telefon bimbit disambungkan ke stesen pangkalan melalui rangkaian wayarles, dan penghantaran isyarat antara stesen pangkalan kebanyakannya bergantung pada gentian optik.”He Zhixue, timbalan pengarah Pejabat Penyelidikan Sistem Optik Makmal Utama Teknologi Rangkaian Komunikasi Gentian Optik Negeri, berkata dalam temu bual dengan Harian Sains dan Teknologi.
Gentian optik ialah gentian optik yang nipis seperti rambut, boleh ditanam terus, di atas kepala, atau diletakkan di dasar laut. Oleh kerana beratnya yang ringan, kemudahan dan kos yang rendah untuk menghasilkan bahan mentah, ia akhirnya menggantikan kabel yang besar. sebagai medium penghantaran isyarat arus perdana.
Secara ringkasnya, komunikasi gentian optik adalah aplikasi biasa komunikasi optik, seperti lampu isyarat teleskop, dan lain-lain, mereka menggunakan atmosfera untuk menyebarkan cahaya yang boleh dilihat, tergolong dalam komunikasi optik penghantaran visual ialah penggunaan gentian kaca dalam cahaya. maklumat penghantaran.
Seorang pengamal komunikasi optik memberitahu setiap hari teknologi sains bahawa isyarat optik kurang reput semasa penghantaran berbanding isyarat elektrik. Beliau menjelaskan, sebagai contoh, isyarat optik mereput dari 1 hingga 0.99 selepas 100 kilometer, manakala isyarat elektrik mereput dari 1 hingga 0.5 selepas hanya 1 kilometer.
Dari sudut pandangan prinsip, elemen bahan asas yang membentuk komunikasi gentian optik ialah sumber cahaya gentian optik dan pengesan optik.
Kapasiti besar dan keupayaan penghantaran jarak jauh
Menurut laporan, kaedah muktamad capaian jalur lebar gentian optik adalah gentian ke rumah, iaitu, menyambungkan gentian secara terus ke tempat yang diperlukan oleh pengguna, supaya ia boleh mendapatkan sejumlah besar maklumat dengan menggunakan serat.
"Kaedah komunikasi tanpa wayar terdedah kepada gangguan elektromagnet, dan kaedah penghantaran kabel mahal untuk diletakkan. Sebaliknya, komunikasi gentian optik mempunyai kelebihan kapasiti besar, keupayaan penghantaran jarak jauh, kerahsiaan yang baik, dan kebolehsuaian yang kuat. Selain itu, gentiannya bersaiz kecil dan mudah digunakan. Pembinaan dan penyelenggaraan, harga bahan mentah juga agak rendah.” He Zhixue berkata.
Walaupun komunikasi gentian optik mempunyai kelebihan di atas, papan pendeknya sendiri tidak boleh diabaikan. Contohnya, gentiannya rapuh dan mudah pecah. Di samping itu, pemotongan atau penyambungan gentian memerlukan penggunaan peranti tertentu. Perlu diingatkan bahawa pembinaan bandar atau bencana alam dengan mudah boleh menyebabkan kegagalan talian gentian.
Dalam aplikasi praktikal, realisasi penghantaran gentian optik terutamanya bergantung pada mesin akhir pemancar optik dan mesin akhir penerima optik. Peranti akhir pemancar optik boleh melaraskan dan menukar isyarat elektro-optik dengan berkesan, dengan itu menukar isyarat elektrik kepada isyarat optik yang dibawa oleh gentian optik. Hujung penerima optik melakukan penukaran terbalik dan juga boleh menyahmodulasi isyarat elektrik. Hujung penerima optik dan hujung pemancar optik disambungkan oleh penyambung kepada kabel optik untuk merealisasikan penghantaran, penghantaran, penerimaan dan paparan maklumat.
Peralatan pembuatan mewah berkaitan bergantung pada import
Gentian optik yang biasa digunakan adalah gentian optik mod tunggal standard. Secara teorinya, kelajuan penghantaran maklumat per unit masa adalah kira-kira 140 Tbit/s. Jika kelajuan penghantaran maklumat mencapai had ini, ia akan menyebabkan kesesakan maklumat. Gentian mod tunggal biasanya gentian yang hanya boleh menghantar satu mod.
Pada masa ini, komunikasi gentian optik mod tunggal standard adalah salah satu kaedah komunikasi yang biasa digunakan oleh pengendali. Kapasiti penghantaran mod ini ialah 16 Tbit/s, yang masih belum mencapai nilai had teori. “Rekod baharu 1.06Pbit/s, yang dicetak pada awal tahun ini, adalah hasil kejayaan dalam teknologi komunikasi gentian optik mod tunggal, tetapi kelajuan sedemikian sukar dicapai dalam penggunaan komersial dalam tempoh yang singkat. masa.” He Zhixue berkata.
Dari segi teknikal, berbanding mod tunggal, mod penghantaran gentian berbilang teras mempunyai kelebihan yang lebih besar dalam mencapai kelajuan tinggi, tetapi mod ini masih di hadapan, dan penemuan selanjutnya diperlukan dalam teknologi teras, komponen utama dan peranti perkakasan. .
Selepas 5 hingga 10 tahun, di bawah dorongan keperluan aplikasi, teknologi utama sistem penghantaran gentian optik berbilang teras mod tunggal berkapasiti ultra-besar 1.06Pbit/s mungkin mula-mula digunakan pada beberapa senario khas, seperti penghantaran transoceanic dan beberapa pusat Data berskala besar.” He Zhixue berkata.
Pada masa ini, teknologi komunikasi optik China boleh bersaing dengan tahap lanjutan antarabangsa, tetapi masih menghadapi banyak kesukaran. Sebagai contoh, asas perindustrian yang berkaitan adalah lemah, tidak mempunyai keaslian dan teknologi autonomi, dan bahan mentah gentian optik tidak mencukupi. "Pada masa ini, peralatan mewah yang diperlukan untuk mengeluarkan bahan gentian seperti lukisan wayar dan penggulungan gentian bergantung kepada import." He Zhixue berkata.
Pada masa yang sama, peranti dan cip mewah yang berkaitan dengan komunikasi gentian optik dikawal terutamanya oleh negara maju seperti Amerika Syarikat dan Jepun.
Dalam hal ini, He Zhixue mencadangkan bahawa adalah perlu untuk mengukuhkan penyelidikan teori asas yang berkaitan, melakukan kerja yang baik dalam susun atur jangka panjang teknologi teras, meramalkan arah aliran pembangunan teknologi, dan melompat keluar daripada kitaran lelaran teknikal "penjejakan -jejak-semula-dan kemunduran”.
Di samping itu, He Zhixue menekankan bahawa adalah perlu untuk meningkatkan pelaburan dalam penyelidikan dan pembangunan, reka bentuk dan pemprosesan cip mewah dan peranti mewah, merangsang keghairahan bakat R&D, dan memberi tumpuan kepada melindungi pencapaian asal. “Terutamanya, kita mesti melakukan reka bentuk peringkat atasan, mencapai sinergi dan inovasi dalam tenaga manusia, infrastruktur dan dasar, serta meningkatkan keupayaan sokongan industri yang sepadan,” katanya.