Итак, почему же скорость передачи данных по оптоволокну такая высокая? Что такое оптоволоконная связь? Каковы его преимущества и недостатки по сравнению с другими средствами связи? В каких сферах в настоящее время используется данная технология?
Передача информации с помощью света в стекловолокне.
Будучи проводной сетью, оптоволоконная связь не может удовлетворить потребности мобильной связи. В повседневной жизни наша мобильная связь использует беспроводные сети, и присутствие оптической связи не кажется сильным.
«Но на самом деле более 90% информации передается по оптоволокну. Мобильный телефон подключается к базовой станции через беспроводную сеть, и передача сигналов между базовыми станциями во многом зависит от оптоволокна.«Хе Чжисюэ, заместитель директора отдела исследований оптических систем Государственной ключевой лаборатории технологий волоконно-оптических сетей связи, сказал в интервью газете Science and Technology Daily.
Оптическое волокно — это оптическое волокно толщиной с волос, которое можно закопать непосредственно, над головой или разместить на морском дне. Благодаря легкому весу, удобству и низкой стоимости производства сырья оно в конечном итоге заменило громоздкий кабель. в качестве основной среды передачи сигнала.
Проще говоря, оптоволоконная связь - это обычное применение оптической связи, например, светофоры телескопа и т. д., они используют атмосферу для распространения видимого света, относятся к визуальной передаче. Оптическая связь - это использование стекловолокна в свете. информация о передаче.
Практикующий специалист по оптическим коммуникациям сообщил изданию Science Daily, что оптические сигналы затухают меньше во время передачи, чем электрические сигналы. Он объяснил, что, например, оптический сигнал затухает от 1 до 0,99 после 100 километров, а электрический сигнал затухает от 1 до 0,5 всего за 1 километр.
С принципиальной точки зрения основными материальными элементами, составляющими оптоволоконную связь, являются оптоволоконный источник света и оптический детектор.
Большая емкость и возможность передачи на большие расстояния
По имеющимся данным, окончательным методом оптоволоконного широкополосного доступа является «волокно до дома», то есть прямое подключение волокна к месту, необходимому пользователю, чтобы он мог получить большой объем информации с помощью волокно.
«Метод беспроводной связи подвержен электромагнитным помехам, а прокладка кабеля требует больших затрат. Напротив, оптоволоконная связь имеет такие преимущества, как большая пропускная способность, возможность передачи на большие расстояния, хорошая конфиденциальность и высокая адаптируемость. Кроме того, волокно имеет небольшой размер и простое в использовании. Цены на строительство и обслуживание, а также на сырье относительно низкие». Сказал Хэ Чжисюэ.
Хотя волоконно-оптическая связь имеет вышеперечисленные преимущества, ее собственную короткую плату нельзя игнорировать. Например, волокно хрупкое и легко ломается. Кроме того, обрезка или соединение волокна требует использования специального устройства. Следует отметить, что городское строительство или стихийные бедствия могут легко привести к выходу из строя оптоволоконных линий.
В практических приложениях реализация передачи по оптоволокну в основном зависит от оптической передающей конечной машины и оптической приемной конечной машины. Оптическое передающее конечное устройство может эффективно регулировать и преобразовывать электрооптический сигнал, тем самым преобразуя электрический сигнал в оптический сигнал, передаваемый по оптическому волокну. Оптическая приемная сторона выполняет обратное преобразование, а также может демодулировать электрический сигнал. Оптическая приемная сторона и оптическая передающая сторона соединены разъемом с оптическим кабелем для реализации передачи, передачи, приема и отображения информации.
Сопутствующее высококачественное производственное оборудование зависит от импорта.
Обычно используемые оптические волокна представляют собой в основном стандартные одномодовые оптические волокна. Теоретически скорость передачи информации в единицу времени составляет около 140 Тбит/с. Если скорость передачи информации достигнет этого предела, это приведет к перегрузке информации. Одномодовое волокно обычно представляет собой волокно, которое может передавать только одну моду.
В настоящее время стандартная связь по одномодовому оптоволоконному кабелю является одним из методов связи, обычно используемых операторами. Пропускная способность этого режима составляет 16 Тбит/с, что еще не достигло теоретического предельного значения. «Новый рекорд скорости 1,06 Пбит/с, который был напечатан в начале этого года, является результатом прорыва в технологии одномодовой оптоволоконной связи, однако такую скорость сложно достичь при коммерческом использовании за короткий период времени. время." Сказал Хэ Чжисюэ.
Технически, по сравнению с одномодовым, режим передачи по многоядерному оптоволокну имеет большие преимущества в достижении высокой скорости, но этот режим по-прежнему находится на переднем крае, и необходимы дальнейшие прорывы в основных технологиях, ключевых компонентах и аппаратных устройствах. .
Через 5–10 лет, под влиянием требований приложений, ключевые технологии одномодовой многожильной оптоволоконной системы передачи со сверхбольшой пропускной способностью 1,06 Пбит/с могут быть впервые применены в некоторых особых сценариях, таких как трансокеанская передача и некоторые крупномасштабный дата-центр». Сказал Хэ Чжисюэ.
В настоящее время китайская технология оптической связи может конкурировать с передовым международным уровнем, но все еще сталкивается со многими трудностями. Например, соответствующая промышленная база слаба, ей не хватает оригинальности и автономности технологий, а также недостаточно волоконно-оптического сырья. «В настоящее время высококачественное оборудование, необходимое для производства волокнистых материалов, таких как волочение проволоки и намотка волокна, зависит от импорта». Сказал Хэ Чжисюэ.
В то же время высокопроизводительные устройства и чипы, связанные с оптоволоконной связью, в основном контролируются развитыми странами, такими как США и Япония.
В связи с этим Хэ Чжисюэ предположил, что необходимо усилить соответствующие фундаментальные теоретические исследования, хорошо поработать над долгосрочным планированием основных технологий, спрогнозировать тенденцию развития технологий и выйти из технического итерационного цикла «отслеживания». -отставание-переотслеживание-и отсталость».
Кроме того, Хэ Чжисюэ подчеркнул, что необходимо увеличить инвестиции в исследования и разработки, проектирование и обработку высокопроизводительных чипов и высококлассных устройств, стимулировать энтузиазм талантливых специалистов в области исследований и разработок и сосредоточиться на защите оригинальных достижений. «В частности, мы должны разработать проект на высшем уровне, добиться синергии и инноваций в рабочей силе, инфраструктуре и политике, а также улучшить вспомогательные возможности соответствующих отраслей», — сказал он.