סטטוס הפיתוח והסיכוי של טכנולוגיית תקשורת סיבים אופטיים הערת העורך

באמצעות יישום טכנולוגיות שונות, החוגים האקדמיים והתעשייה הגיעו בעצם לקצה גבול היעילות הספקטרלית של מערכת התקשורת בסיבים אופטיים. כדי להמשיך ולהגדיל את קיבולת השידור, ניתן להשיג זאת רק על ידי הגדלת רוחב הפס של המערכת B (הגדלת קיבולת ליניארית) או הגדלת יחס האות לרעש. הדיון הספציפי הוא כדלקמן.

1. פתרון להגברת כוח השידור
מכיוון שניתן להפחית את האפקט הלא ליניארי הנגרם על ידי שידור בהספק גבוה על ידי הגדלת השטח האפקטיבי של חתך הסיבים בצורה נכונה, זהו פתרון להגברת ההספק כדי להשתמש בסיבים מועטים במקום בסיבים חד מצבים לשידור. בנוסף, הפתרון הנפוץ ביותר כיום לאפקטים לא ליניאריים הוא שימוש באלגוריתם ההפצה הדיגיטלית לאחור (DBP), אך שיפור ביצועי האלגוריתם יוביל לעלייה במורכבות החישובית. לאחרונה, המחקר של טכנולוגיית למידת מכונה בתגמול לא ליניארי הראה סיכוי טוב ליישום, מה שמפחית מאוד את המורכבות של האלגוריתם, כך שהתכנון של מערכת DBP יכול להסתייע על ידי למידת מכונה בעתיד.

2. הגדל את רוחב הפס של המגבר האופטי
הגדלת רוחב הפס יכולה לפרוץ את המגבלה של טווח התדרים של EDFA. בנוסף לפס C ו-L, ניתן לכלול גם את פס ה-S בטווח היישומים, וניתן להשתמש במגבר SOA או Raman להגברה. עם זאת, לסיב האופטי הקיים יש אובדן גדול בפסי תדר מלבד פס ה-S, ויש צורך לתכנן סוג חדש של סיב אופטי כדי להפחית את אובדן השידור. אבל עבור שאר הלהקות, טכנולוגיית הגברה אופטית זמינה מסחרית היא גם אתגר.

3. מחקר על אובדן שידור נמוך של סיבים אופטיים
מחקר על סיבים עם אובדן שידור נמוך הוא אחד הנושאים הקריטיים ביותר בתחום זה. לסיבי ליבה חלולה (HCF) יש אפשרות לאובדן שידור נמוך יותר, מה שיפחית את עיכוב הזמן של שידור סיבים ויכול לחסל את הבעיה הלא ליניארית של סיבים במידה רבה.

4. מחקר על טכנולוגיות הקשורות לריבוי חלוקת חלל
טכנולוגיית ריבוי חלוקת שטח היא פתרון יעיל להגדלת הקיבולת של סיב בודד. באופן ספציפי, סיב אופטי מרובה ליבות משמש לשידור, והקיבולת של סיב בודד מוכפלת. סוגיית הליבה בהקשר זה היא האם יש מגבר אופטי בעל יעילות גבוהה יותר. , אחרת זה יכול להיות שווה ערך רק למספר סיבים אופטיים בעלי ליבה אחת; באמצעות טכנולוגיית ריבוי חלוקת מצבים כולל מצב קיטוב ליניארי, אלומת OAM המבוססת על סינגולריות פאזה וקרן וקטורית גלילית המבוססת על סינגולריות קיטוב, טכנולוגיה כזו יכולה להיות ריבוי אלומה מספק דרגת חופש חדשה ומשפר את הקיבולת של מערכות תקשורת אופטיות. יש לו סיכויי יישום רחבים בטכנולוגיית תקשורת סיבים אופטיים, אך המחקר על מגברים אופטיים קשורים הוא גם אתגר. בנוסף, ראוי לתשומת לב כיצד לאזן את מורכבות המערכת הנגרמת על ידי השהיית קבוצות מצבים דיפרנציאליים וטכנולוגיית השוואת יציאות מרובות כניסות דיגיטליות.

סיכויים לפיתוח טכנולוגיית תקשורת סיבים אופטיים
טכנולוגיית תקשורת סיבים אופטיים התפתחה מהשידור הראשוני במהירות נמוכה לשידור המהיר הנוכחי, והפכה לאחת מטכנולוגיות עמוד השדרה התומכות בחברת המידע, ויצרה תחום משמעת וחברתי ענק. בעתיד, ככל שהדרישה של החברה להעברת מידע תמשיך לגדול, מערכות תקשורת סיבים אופטיים וטכנולוגיות רשת יתפתחו לקראת קיבולת, מודיעין ואינטגרציה גדולים במיוחד. תוך שיפור ביצועי השידור, הם ימשיכו לצמצם עלויות ולשרת את פרנסת האנשים ולעזור למדינה לבנות מידע. לחברה תפקיד חשוב. CeiTa שיתפה פעולה עם מספר ארגוני אסונות טבע, שיכולים לחזות אזהרות בטיחות אזוריות כגון רעידות אדמה, שיטפונות וצונאמי. זה רק צריך להיות מחובר ל-ONU של CeiTa. כאשר מתרחש אסון טבע, תחנת רעידת האדמה תוציא אזהרה מוקדמת. הטרמינל תחת ההתראות ONU יסונכרן.

(1) רשת אופטית חכמה
בהשוואה למערכת התקשורת האלחוטית, מערכת התקשורת האופטית והרשת של הרשת האופטית החכמה עדיין נמצאים בשלב הראשוני מבחינת תצורת הרשת, תחזוקת הרשת ואבחון תקלות, ומידת האינטליגנציה אינה מספקת. בשל הקיבולת העצומה של סיב בודד, להתרחשות של כל כשל בסיבים תהיה השפעה רבה על הכלכלה והחברה. לכן, הניטור של פרמטרי הרשת חשוב מאוד לפיתוח רשתות חכמות עתידיות. כיווני המחקר שאליהם יש לשים לב בהיבט זה בעתיד כוללים: מערכת ניטור פרמטרי מערכת המבוססת על טכנולוגיה קוהרנטית פשוטה ולמידת מכונה, טכנולוגיית ניטור כמות פיזית המבוססת על ניתוח אותות קוהרנטי והשתקפות אופטית של תחום זמן רגיש לשלב.

(2) טכנולוגיה ומערכת משולבות
מטרת הליבה של שילוב מכשירים היא להפחית עלויות. בטכנולוגיית תקשורת סיבים אופטיים, ניתן לממש שידור של אותות במהירות גבוהה למרחקים קצרים באמצעות חידוש אותות מתמשך. עם זאת, בשל הבעיות של התאוששות שלב ומצב קיטוב, השילוב של מערכות קוהרנטיות עדיין קשה יחסית. בנוסף, אם ניתן לממש מערכת משולבת אופטית-חשמלית-אופטית בקנה מידה גדול, גם קיבולת המערכת תשתפר משמעותית. עם זאת, בשל גורמים כמו יעילות טכנית נמוכה, מורכבות גבוהה וקושי באינטגרציה, אי אפשר לקדם באופן נרחב אותות אופטיים כמו 2R לגמרי אופטי (הגברה מחדש, צורה מחדש), 3R (הגברה מחדש) , תזמון מחדש ועיצוב מחדש) בתחום התקשורת האופטית. טכנולוגיית עיבוד. לכן, מבחינת אינטגרציה טכנולוגית ומערכות, כיווני המחקר העתידיים הם כדלקמן: למרות שהמחקר הקיים על מערכות ריבוי חלוקת החלל עשיר יחסית, מרכיבי המפתח של מערכות ריבוי חלוקת החלל טרם השיגו פריצות דרך טכנולוגיות באקדמיה ובתעשייה, ויש צורך בחיזוק נוסף. מחקרים, כגון לייזרים ומאפננים משולבים, מקלטים משולבים דו מימדיים, מגברים אופטיים משולבים בעלי יעילות גבוהה וכו'; סוגים חדשים של סיבים אופטיים עשויים להרחיב משמעותית את רוחב הפס של המערכת, אך עדיין נדרש מחקר נוסף כדי להבטיח שתהליכי הביצועים והייצור המקיפים שלהם יכולים להגיע ליחיד הקיים The level of mode fiber; למד מכשירים שונים שניתן להשתמש בהם עם הסיב החדש בקישור התקשורת.

(3) התקני תקשורת אופטיים
במכשירי תקשורת אופטיים, המחקר והפיתוח של מכשירים פוטוניים מסיליקון השיג תוצאות ראשוניות. עם זאת, נכון לעכשיו, מחקר הקשור לבית מבוסס בעיקר על מכשירים פסיביים, והמחקר על מכשירים אקטיביים חלש יחסית. מבחינת התקני תקשורת אופטיים, כיווני המחקר העתידיים כוללים: מחקר אינטגרציה של התקנים פעילים והתקנים אופטיים מסיליקון; מחקר על טכנולוגיית אינטגרציה של מכשירים אופטיים שאינם סיליקון, כגון מחקר על טכנולוגיית אינטגרציה של חומרים ומצעים III-V; פיתוח נוסף של מחקר ופיתוח מכשירים חדשים. מעקב, כגון מוליך גל אופטי משולב של ליתיום ניובאט עם היתרונות של מהירות גבוהה וצריכת חשמל נמוכה.