Le déanaí, bhí bileog freagartha lár na bliana maidir le forbairt chomhpháirteach Hengqin idir Zhuhai agus Macao ag teacht chun cinn de réir a chéile. Tharraing ceann de na snáithíní optúla trasteorann aird. Chuaigh sé trí Zhuhai agus Macao chun idirnasc cumhachta ríomhaireachta agus comhroinnt acmhainní a bhaint amach ó Macao go Hengqin, agus cainéal faisnéise a thógáil. Tá Shanghai ag cur chun cinn freisin tionscadal uasghrádaithe agus claochlaithe an líonra cumarsáide uile-shnáithín "optúil go copar ar ais" chun forbairt eacnamaíoch ardchaighdeáin agus seirbhísí cumarsáide níos fearr a chinntiú do chónaitheoirí.
Le forbairt thapa na teicneolaíochta Idirlín, tá éileamh úsáideoirí ar thrácht Idirlín ag méadú ó lá go lá, agus tá sé ina fhadhb phráinneach atá le réiteach anois conas cumas cumarsáide snáithíní optúla a fheabhsú.
Ó tháinig teicneolaíocht chumarsáide snáithíní optúla chun cinn, tá athruithe móra tagtha ar réimsí na heolaíochta agus na teicneolaíochta agus na sochaí. Mar fheidhmchlár tábhachtach de theicneolaíocht léasair, tá teicneolaíocht faisnéise léasair, arna léiriú ag teicneolaíocht chumarsáide snáithíní optúla, tar éis creat an líonra cumarsáide nua-aimseartha a thógáil agus tá sí anois ina cuid thábhachtach de tharchur faisnéise. Is fórsa iompair tábhachtach í teicneolaíocht chumarsáide snáithíní optúla i saol an Idirlín reatha, agus tá sí ar cheann de chroítheicneolaíochtaí ré na faisnéise freisin.
Le teacht chun cinn leanúnach teicneolaíochtaí éagsúla atá ag teacht chun cinn amhail Idirlíon na Rudaí, sonraí móra, réaltacht fhíorúil, intleacht shaorga (IS), cumarsáid shoghluaiste den chúigiú glúin (5G) agus teicneolaíochtaí eile, tá éilimh níos airde ar mhalartú agus ar tharchur faisnéise. De réir sonraí taighde a d'eisigh Cisco in 2019, méadóidh trácht IP bliantúil domhanda ó 1.5ZB (1ZB=1021B) in 2017 go 4.8ZB in 2022, le ráta fáis bliantúil cumaisc de 26%. I bhfianaise treocht fáis na tráchta arda, tá brú ollmhór ar chumarsáid snáithíní optúla, mar an chuid is mó den líonra cumarsáide, chun uasghrádú a dhéanamh. Beidh córais agus líonraí cumarsáide snáithíní optúla ardluais, móracmhainne mar threo forbartha príomhshrutha na teicneolaíochta cumarsáide snáithíní optúla.
Stair Forbartha agus Stádas Taighde na Teicneolaíochta Cumarsáide Snáithíní Optúla
Forbraíodh an chéad léasar ruby sa bhliain 1960, tar éis d’Arthur Showlow agus Charles Townes fionnachtain a dhéanamh ar an gcaoi a n-oibríonn léasair sa bhliain 1958. Ansin, sa bhliain 1970, forbraíodh an chéad léasar leathsheoltóra AlGaAs a bhí in ann oibriú go leanúnach ag teocht an tseomra go rathúil, agus sa bhliain 1977, tugadh faoi deara go raibh an léasar leathsheoltóra in ann oibriú go leanúnach ar feadh na mílte uair an chloig i dtimpeallacht phraiticiúil.
Go dtí seo, tá na réamhriachtanais ag léasair le haghaidh cumarsáide tráchtála snáithíní optúla. Ó thús aireagáin an léasair, d'aithin na aireagóirí a acmhainneacht thábhachtach i réimse na cumarsáide. Mar sin féin, tá dhá easnamh soiléire i dteicneolaíocht chumarsáide léasair: ceann amháin ná go gcaillfear méid mór fuinnimh mar gheall ar éagsúlacht an bhíoma léasair; an ceann eile ná go mbíonn tionchar mór ag an timpeallacht iarratais air, amhail beidh an t-iarratas sa timpeallacht atmaisféarach faoi réir athruithe i ndálaí aimsire go mór. Dá bhrí sin, le haghaidh cumarsáide léasair, tá treoirthonn optúil oiriúnach an-tábhachtach.
Freastalaíonn an snáithín optúil a úsáidtear le haghaidh cumarsáide a mhol an Dr. Kao Kung, buaiteoir Dhuais Nobel san fhisic, ar riachtanais na teicneolaíochta cumarsáide léasair do threoraithe tonnta. Mhol sé gur féidir leis an gcaillteanas scaipthe Rayleigh i snáithín optúil gloine a bheith an-íseal (níos lú ná 20 dB/km), agus go dtagann an caillteanas cumhachta i snáithín optúil den chuid is mó ó ionsú solais ag eisíontais in ábhair ghloine, mar sin is í íonú ábhair an eochair chun caillteanas snáithíní optúla a laghdú. Eochair, agus chuir sé in iúl freisin go bhfuil tarchur aonmhód tábhachtach chun dea-fheidhmíocht chumarsáide a choinneáil.
Sa bhliain 1970, d'fhorbair Corning Glass Company snáithín optúil ilmhódúil bunaithe ar ghrianchloch le caillteanas de thart ar 20dB/km de réir mholadh íonúcháin an Dr. Kao, rud a rinne réaltacht den snáithín optúil do mheáin tarchuir cumarsáide. Tar éis taighde agus forbairt leanúnach, tháinig caillteanas snáithíní optúla bunaithe ar ghrianchloch i dtreo na teorann teoiriciúla. Go dtí seo, tá coinníollacha cumarsáide snáithíní optúla comhlíonta go hiomlán.
Ghlac córais chumarsáide snáithíní optúla luatha leis an modh glactha braite dírí. Is modh cumarsáide snáithíní optúla réasúnta simplí é seo. Is brathadóir dlí cearnach é PD, agus ní féidir ach déine an chomhartha optúil a bhrath. Lean an modh glactha braite dírí seo ar aghaidh ón gcéad ghlúin de theicneolaíocht chumarsáide snáithíní optúla sna 1970idí go dtí tús na 1990idí.
Chun úsáid an speictrim laistigh den bhandaleithead a mhéadú, ní mór dúinn tosú ó dhá ghné: ceann amháin ná teicneolaíocht a úsáid chun druidim le teorainn na Sionainne, ach tá méadú tagtha ar na ceanglais maidir leis an gcóimheas teileachumarsáide-le-torann mar gheall ar an méadú ar éifeachtúlacht an speictrim, rud a laghdaíonn an fad tarchuir; is é an ceann eile úsáid iomlán a bhaint as an gcéim, Úsáidtear cumas iompair faisnéise an stáit pholairithe le haghaidh tarchuir, arb é an dara glúin de chóras cumarsáide optúil chomhtháite é.
Úsáideann an dara glúin de chóras cumarsáide optúla comhtháite meascthóir optúil chun braiteadh intradine a dhéanamh, agus glacann sé le fáiltiú éagsúlachta polaraithe, is é sin, ag an taobh glactha, déantar an solas comhartha agus solas an ocsaileora áitiúil a dhíscaoileadh ina dhá bhíoma solais a bhfuil a stáit polaraithe ortagónach dá chéile. Ar an mbealach seo, is féidir fáiltiú neamh-íogair ó thaobh polaraithe de a bhaint amach. Ina theannta sin, ba chóir a thabhairt faoi deara gur féidir rianú minicíochta, aisghabháil céime iompróra, cothromú, sioncrónú, rianú polaraithe agus dí-ilphléacsú ag an taobh glactha a chríochnú ag an am seo trí theicneolaíocht próiseála comharthaí digiteacha (DSP), rud a shimplíonn dearadh crua-earraí an ghlacadóra go mór, agus a fheabhsaíonn an cumas aisghabhála comhartha.
Roinnt Dúshlán agus Breithnithe atá Roimh Fhorbairt Teicneolaíochta Cumarsáide Snáithíní Optúla
Trí chur i bhfeidhm teicneolaíochtaí éagsúla, tá teorainn éifeachtúlachta speictrim an chórais chumarsáide snáithíní optúla bainte amach ag na ciorcail acadúla agus an tionscal go bunúsach. Chun leanúint de bheith ag méadú an acmhainne tarchurtha, ní féidir é seo a bhaint amach ach trí bhandaleithead an chórais B a mhéadú (acmhainn a mhéadú go líneach) nó an cóimheas comhartha-go-torann a mhéadú. Seo a leanas an plé sonrach.
1. Réiteach chun cumhacht tarchuir a mhéadú
Ós rud é gur féidir an éifeacht neamhlíneach de bharr tarchuir ardchumhachta a laghdú trí achar éifeachtach trasghearradh an tsnáithín a mhéadú i gceart, is réiteach é chun cumhacht a mhéadú snáithín cúpla-mhód a úsáid in ionad snáithín aon-mhód le haghaidh tarchuir. Ina theannta sin, is é an réiteach is coitianta faoi láthair ar éifeachtaí neamhlíneacha ná an algartam aisiomadaithe digiteach (DBP) a úsáid, ach beidh méadú ar chastacht ríomhaireachtúil mar thoradh ar fheabhsú feidhmíochta an algartaim. Le déanaí, léirigh taighde ar theicneolaíocht foghlama meaisín i gcúiteamh neamhlíneach ionchas maith feidhmchláir, rud a laghdaíonn castacht an algartaim go mór, agus mar sin is féidir cabhrú le dearadh córas DBP trí fhoghlaim meaisín sa todhchaí.
2. Bandaleithead an aimplitheora optúil a mhéadú
Is féidir le méadú ar an mbanda leathan dul thar theorainn raon minicíochta EDFA. Chomh maith leis an mbanda C agus an banda L, is féidir an banda S a áireamh sa raon feidhme freisin, agus is féidir an aimplitheoir SOA nó Raman a úsáid le haghaidh aimplithe. Mar sin féin, tá caillteanas mór ag an snáithín optúil atá ann cheana féin i mbandaí minicíochta seachas an banda S, agus is gá cineál nua snáithín optúil a dhearadh chun an caillteanas tarchuir a laghdú. Ach i gcás na mbandaí eile, is dúshlán é an teicneolaíocht aimplithe optúil atá ar fáil go tráchtála freisin.
3. Taighde ar shnáithín optúil ísealchaillteanais tarchuir
Tá taighde ar shnáithín ísealchaillteanais tarchuir ar cheann de na saincheisteanna is criticiúla sa réimse seo. Tá an fhéidearthacht ag snáithín croí log (HCF) go mbeidh caillteanas tarchuir níos ísle ann, rud a laghdóidh an mhoill ama ar tharchur snáithíní agus a fhéadfaidh deireadh a chur leis an bhfadhb neamhlíneach snáithíní go mór.
4. Taighde ar theicneolaíochtaí a bhaineann le hilphléacsáil roinnte spáis
Is réiteach éifeachtach í teicneolaíocht ilphléacsála spásroinnte chun cumas snáithín aonair a mhéadú. Go sonrach, úsáidtear snáithín optúil ilchroí le haghaidh tarchuir, agus déantar cumas snáithín aonair a dhúbailt. Is í an phríomhcheist maidir leis seo ná an bhfuil aimplitheoir optúil ardéifeachtúlachta ann, nó ní féidir leis a bheith coibhéiseach ach le snáithíní optúla aonchroí iolracha; trí úsáid a bhaint as teicneolaíocht ilphléacsála módroinnte lena n-áirítear modh polaraithe líneach, bhíoma OAM bunaithe ar uathúlacht céime agus bhíoma veicteora sorcóireach bunaithe ar uathúlacht polaraithe, is féidir leis an teicneolaíocht sin a bheith. Soláthraíonn ilphléacsáil bhíoma céim nua saoirse agus feabhsaíonn sé cumas córas cumarsáide optúil. Tá ionchais leathana feidhmchláir aici i dteicneolaíocht cumarsáide snáithíní optúla, ach is dúshlán é an taighde ar aimplitheoirí optúla gaolmhara freisin. Ina theannta sin, is fiú aird a thabhairt freisin ar conas castacht an chórais de bharr moill ghrúpa mód difreálach agus teicneolaíocht chothromúcháin dhigitigh il-ionchuir agus aschuir il a chothromú.
Ionchais maidir le Forbairt Teicneolaíochta Cumarsáide Snáithíní Optúla
Tá teicneolaíocht chumarsáide snáithíní optúla tar éis forbairt ón tarchur ísealluais tosaigh go dtí an tarchur ardluais atá ann faoi láthair, agus tá sí anois ar cheann de na teicneolaíochtaí cnámh droma a thacaíonn leis an tsochaí faisnéise, agus tá disciplín agus réimse sóisialta ollmhór cruthaithe aici. Amach anseo, de réir mar a leanann éileamh na sochaí ar tharchur faisnéise ag méadú, forbróidh córais chumarsáide snáithíní optúla agus teicneolaíochtaí líonra i dtreo acmhainne, faisnéise agus comhtháthú thar a bheith mór. Agus feidhmíocht tarchuir á fheabhsú, leanfaidh siad de chostais a laghdú agus freastal ar shlí bheatha na ndaoine agus cabhróidh siad leis an tír faisnéis a thógáil. Tá ról tábhachtach ag an tsochaí. Tá CeiTa tar éis comhoibriú le roinnt eagraíochtaí tubaistí nádúrtha, ar féidir leo foláirimh sábháilteachta réigiúnacha amhail crith talún, tuilte agus súnámaí a thuar. Ní gá ach é a nascadh le ONU CeiTa. Nuair a tharlaíonn tubaiste nádúrtha, eiseoidh an stáisiún crith talún rabhadh luath. Déanfar an críochfort faoi na Foláirimh ONU a shioncrónú.
(1) Líonra optúil cliste
I gcomparáid leis an gcóras cumarsáide gan sreang, tá an córas cumarsáide optúil agus líonra an líonra optúil chliste fós sna céimeanna tosaigh i dtéarmaí chumraíocht líonra, cothabháil líonra agus diagnóis locht, agus níl an méid faisnéise leordhóthanach. Mar gheall ar acmhainn ollmhór snáithín aonair, beidh tionchar mór ag aon teip snáithín ar an ngeilleagar agus ar an tsochaí. Dá bhrí sin, tá monatóireacht a dhéanamh ar pharaiméadair líonra an-tábhachtach chun líonraí cliste amach anseo a fhorbairt. I measc na dtreonna taighde ar gá aird a thabhairt orthu sa ghné seo amach anseo tá: córas monatóireachta paraiméadair chórais bunaithe ar theicneolaíocht chomhtháite shimplithe agus ar fhoghlaim meaisín, teicneolaíocht monatóireachta cainníochta fisiciúla bunaithe ar anailís chomharthaí comhtháite agus machnamh fearainn ama optúil íogair ó thaobh céime de.
(2) Teicneolaíocht agus córas comhtháite
Is é príomhchuspóir chomhtháthú gléasanna ná costais a laghdú. I dteicneolaíocht chumarsáide snáithíní optúla, is féidir tarchur gearr-achair comharthaí ardluais a bhaint amach trí athghiniúint leanúnach comharthaí. Mar sin féin, mar gheall ar na fadhbanna a bhaineann le hathchóiriú stáit céime agus polaraithe, tá sé fós sách deacair comhtháthú córas comhtháite. Ina theannta sin, má bhíonn córas optúil-leictreach-optúil comhtháite ar scála mór in ann feabhsú go suntasach ar chumas an chórais freisin. Mar sin féin, mar gheall ar fhachtóirí amhail éifeachtúlacht theicniúil íseal, castacht ard, agus deacracht maidir le comhtháthú, ní féidir comharthaí uile-optúla a chur chun cinn go forleathan amhail 2R uile-optúil (ath-aimpliú, athmhúnlú), 3R (ath-aimpliú, ath-uainiú, agus athmhúnlú) i réimse na teicneolaíochta próiseála cumarsáide optúla. Dá bhrí sin, i dtéarmaí teicneolaíochta agus córas comhtháthaithe, is iad seo a leanas na treoracha taighde amach anseo: Cé go bhfuil an taighde atá ann cheana féin ar chórais ilphléacsála roinnte spáis sách saibhir, níl dul chun cinn teicneolaíochta bainte amach ag príomhchodanna na gcóras ilphléacsála roinnte spáis fós san acadamh agus sa tionscal, agus tá gá le neartú breise. Taighde, amhail léasair agus modúlóirí comhtháite, glacadóirí comhtháite déthoiseacha, aimplitheoirí optúla comhtháite ardéifeachtúlachta fuinnimh, etc.; féadfaidh cineálacha nua snáithíní optúla bandaleithead an chórais a leathnú go suntasach, ach tá gá le tuilleadh taighde fós chun a chinntiú gur féidir lena bhfeidhmíocht chuimsitheach agus lena bpróisis monaraíochta an leibhéal snáithín mód aonair atá ann cheana a bhaint amach; staidéar a dhéanamh ar fheistí éagsúla is féidir a úsáid leis an snáithín nua sa nasc cumarsáide.
(3) Gléasanna cumarsáide optúla
I ngléasanna cumarsáide optúla, tá torthaí tosaigh bainte amach ag taighde agus forbairt gléasanna fótóineacha sileacain. Mar sin féin, faoi láthair, tá taighde gaolmhar intíre bunaithe den chuid is mó ar ghléasanna éighníomhacha, agus tá an taighde ar ghléasanna gníomhacha sách lag. Maidir le gléasanna cumarsáide optúla, áirítear ar na treoracha taighde amach anseo: taighde comhtháthaithe ar ghléasanna gníomhacha agus gléasanna optúla sileacain; taighde ar theicneolaíocht chomhtháthaithe gléasanna optúla neamh-sileacain, amhail taighde ar theicneolaíocht chomhtháthaithe ábhar agus foshraitheanna III-V; forbairt bhreise ar thaighde agus ar fhorbairt gléasanna nua. Leanúint suas, amhail tonntreoraí optúla comhtháite niobáit litiam le buntáistí ardluais agus ídiú cumhachta íseal.
Am an phoist: 3 Lúnasa 2023
