Zakaj je torej hitrost prenosa komunikacije po optičnih vlaknih tako visoka? Kaj je optična komunikacija? Kakšne so njegove prednosti in slabosti v primerjavi z drugimi komunikacijskimi sredstvi? Na katerih področjih se tehnologija trenutno uporablja?
Prenos informacij s svetlobo v steklenih vlaknih.
Kot žično omrežje komunikacija z optičnimi vlakni ne more zadostiti potrebam mobilnega omrežja. V vsakdanjem življenju naša mobilna komunikacija uporablja brezžična omrežja, prisotnost optične komunikacije pa se ne zdi močna.
“A v resnici se več kot 90 % informacij prenaša po optičnih vlaknih. Mobilni telefon je z bazno postajo povezan prek brezžičnega omrežja, prenos signala med baznimi postajami pa je v največji meri odvisen od optičnega vlakna.He Zhixue, namestnik direktorja Urada za raziskave optičnih sistemov Državnega ključnega laboratorija za tehnologijo komunikacijskega omrežja z optičnimi vlakni, je povedal v intervjuju za Science and Technology Daily.
Optično vlakno je optično vlakno, ki je tanko kot las in ga je mogoče vkopati neposredno, nad glavo ali postaviti na morsko dno. Zaradi svoje majhne teže, priročnosti in nizkih stroškov proizvodnje surovin je sčasoma nadomestilo zajeten kabel kot glavni medij za prenos signala.
Preprosto povedano, komunikacija z optičnimi vlakni je običajna uporaba optične komunikacije, kot so teleskopski semaforji itd., uporabljajo atmosfero za širjenje vidne svetlobe, sodi med optične komunikacije z vizualnim prenosom in uporabo steklenih vlaken v svetlobi. informacije o prenosu.
Strokovnjak za optične komunikacije je za sci-tech daily povedal, da optični signali med prenosom propadajo manj kot električni signali. Pojasnil je, da denimo optični signal po 100 kilometrih upade z 1 na 0,99, električni pa z 1 na 0,5 že po 1 kilometru.
Z načelnega vidika sta osnovna materialna elementa, ki tvorita optično komunikacijo, optični svetlobni vir in optični detektor.
Velika zmogljivost in zmogljivost prenosa na dolge razdalje
Glede na poročila je najboljša metoda širokopasovnega dostopa do optičnih vlaken fiber-to-the-home, to je neposredna povezava optičnih vlaken na mesto, ki ga zahteva uporabnik, tako da lahko pridobi veliko količino informacij z uporabo vlaknine.
»Brezžična komunikacijska metoda je dovzetna za elektromagnetne motnje, kabelska metoda prenosa pa je draga. V nasprotju s tem ima komunikacija po optičnih vlaknih prednosti velike zmogljivosti, zmogljivosti prenosa na dolge razdalje, dobre zaupnosti in močne prilagodljivosti. Poleg tega je vlakno majhno in enostavno za uporabo. Gradnja in vzdrževanje, cene surovin so prav tako relativno nizke.” Je rekel Zhixue.
Čeprav ima komunikacija po optičnih vlaknih zgoraj navedene prednosti, ni mogoče prezreti lastne kratke plošče. Na primer, vlakno je krhko in se zlahka zlomi. Poleg tega rezanje ali povezovanje vlakna zahteva uporabo posebne naprave. Upoštevati je treba, da lahko urbana gradnja ali naravne nesreče zlahka povzročijo okvare optičnih linij.
V praktičnih aplikacijah je realizacija prenosa optičnih vlaken v glavnem odvisna od optičnega oddajnega končnega stroja in optičnega sprejemnega končnega stroja. Optična oddajna končna naprava lahko učinkovito prilagodi in pretvori elektro-optični signal, s čimer pretvori električni signal v optični signal, ki ga prenaša optično vlakno. Optični sprejemni konec izvaja obratno pretvorbo in lahko tudi demodulira električni signal. Optični sprejemni in optični oddajni konec sta povezana s konektorjem na optični kabel za prenos, prenos, sprejem in prikaz informacij.
Povezana vrhunska proizvodna oprema je odvisna od uvoza
Običajno uporabljena optična vlakna so večinoma standardna enomodna optična vlakna. Teoretično je hitrost prenosa informacij na časovno enoto približno 140 Tbit/s. Če hitrost prenosa informacij doseže to mejo, bo to povzročilo informacijsko prezasedenost. Enomodovno vlakno je običajno vlakno, ki lahko prenaša samo en način.
Trenutno je standardna enosmerna komunikacija z optičnimi vlakni ena od komunikacijskih metod, ki jih običajno uporabljajo operaterji. Prenosna zmogljivost tega načina je 16 Tbit/s, kar še ni doseglo teoretične mejne vrednosti. »Nov rekord 1,06Pbit/s, ki je bil izpisan v začetku letošnjega leta, je rezultat preboja v enomodni komunikacijski tehnologiji optičnih vlaken, vendar je takšno hitrost v komercialni uporabi težko doseči v kratkem času. čas." Je rekel Zhixue.
Tehnično gledano ima večjedrni način prenosa v primerjavi z enosmernim več prednosti pri doseganju visoke hitrosti, vendar je ta način še vedno v ospredju in potrebni so nadaljnji preboji v osnovnih tehnologijah, ključnih komponentah in napravah strojne opreme. .
Po 5 do 10 letih se lahko zaradi zahtev aplikacij ključne tehnologije enomodnega večjedrnega prenosnega sistema z optičnimi vlakni ultra velike zmogljivosti 1,06 Pbit/s najprej uporabijo za nekatere posebne scenarije, kot so čezoceanski prenos in nekateri velik podatkovni center." Je rekel Zhixue.
Trenutno lahko kitajska optična komunikacijska tehnologija tekmuje z mednarodno napredno ravnjo, vendar se še vedno sooča s številnimi težavami. Na primer, ustrezna industrijska baza je šibka, nima izvirnosti in tehnologije avtonomije ter nezadostnih surovin za optična vlakna. "Trenutno je vrhunska oprema, potrebna za proizvodnjo vlaknatih materialov, kot sta vlečenje žice in navijanje vlaken, odvisna od uvoza." Je rekel Zhixue.
Hkrati so vrhunske naprave in čipi, povezani s komunikacijo po optičnih vlaknih, večinoma pod nadzorom razvitih držav, kot sta ZDA in Japonska.
V zvezi s tem je He Zhixue predlagal, da je treba okrepiti ustrezne temeljne teoretične raziskave, dobro opraviti dolgoročno postavitev ključnih tehnologij, predvideti razvojni trend tehnologije in skočiti iz tehničnega ponavljajočega cikla »sledenja -zaostajanje-ponovno sledenje-in nazadovanje”.
Poleg tega je He Zhixue poudaril, da je treba povečati naložbe v raziskave in razvoj, oblikovanje in obdelavo vrhunskih čipov in vrhunskih naprav, spodbuditi navdušenje talentov za raziskave in razvoj ter se osredotočiti na zaščito izvirnih dosežkov. "Predvsem moramo narediti dizajn na najvišji ravni, doseči sinergijo in inovacije v delovni sili, infrastrukturi in politikah ter izboljšati podporne zmogljivosti ustreznih industrij," je dejal.