O chionn ghoirid, bha an duilleag freagairt meadhan-bliadhna airson co-leasachadh Hengqin eadar Zhuhai agus Macao a’ leudachadh gu slaodach. Tharraing aon de na snàithleach optigeach thar-chrìochan aire. Chaidh e tro Zhuhai agus Macao gus eadar-cheangal cumhachd coimpiutaireachd agus roinneadh ghoireasan a thoirt gu buil bho Macao gu Hengqin, agus sianal fiosrachaidh a thogail. Tha Shanghai cuideachd a’ brosnachadh pròiseact ùrachadh is cruth-atharrachaidh an lìonra conaltraidh uile-snàithleach “optical into copper back” gus dèanamh cinnteach à leasachadh eaconamach àrd-inbhe agus seirbheisean conaltraidh nas fheàrr do luchd-còmhnaidh.
Le leasachadh luath air teicneòlas eadar-lìn, tha iarrtas luchd-cleachdaidh airson trafaic eadar-lìn a’ dol am meud bho latha gu latha, mar a leasaicheas iad comas conaltraidh snàithleach optigeach air a thighinn gu bhith na dhuilgheadas èiginneach ri fhuasgladh.
Bho nochd teicneòlas conaltraidh snàithleach optigeach, tha e air atharrachaidhean mòra a thoirt gu buil ann an raointean saidheans agus teicneòlas agus comann-sòisealta. Mar iarrtas cudromach de theicneòlas laser, tha teicneòlas fiosrachaidh laser air a riochdachadh le teicneòlas conaltraidh fiber optigeach air frèam lìonra conaltraidh ùr-nodha a thogail agus air a thighinn gu bhith na phàirt chudromach de sgaoileadh fiosrachaidh. Tha teicneòlas conaltraidh fiber optigeach na fheachd giùlain cudromach den t-saoghal eadar-lìn gnàthach, agus tha e cuideachd mar aon de na prìomh theicneòlasan aig aois fiosrachaidh.
Le nochdadh leantainneach de dhiofar theicneòlasan a tha a’ tighinn am bàrr leithid Internet of Things, dàta mòr, fìrinn fhìrinneach, inntleachd fuadain (AI), conaltradh gluasadach sa chòigeamh ginealach (5G) agus teicneòlasan eile, tha iarrtasan nas àirde air an cur air iomlaid fiosrachaidh agus sgaoileadh. A rèir dàta rannsachaidh a chaidh fhoillseachadh le Cisco ann an 2019, àrdaichidh trafaic IP bliadhnail cruinneil bho 1.5ZB (1ZB = 1021B) ann an 2017 gu 4.8ZB ann an 2022, le ìre fàis bliadhnail toinnte de 26%. A dh’ aindeoin gluasad fàs ann an trafaic àrd, tha conaltradh snàithleach optigeach, mar am pàirt as cnàimh-droma den lìonra conaltraidh, fo chuideam mòr airson ùrachadh. Bidh siostaman conaltraidh agus lìonraidhean snàithleach optigeach àrd-luath, le comas mòr mar phrìomh stiùireadh leasachaidh teicneòlas conaltraidh snàithleach optigeach.
Eachdraidh Leasachaidh agus Inbhe Rannsachaidh de Optical Fiber Conaltraidh Teicneòlas
Chaidh a 'chiad leusair ruby a leasachadh ann an 1960, às deidh dha Arthur Showlow agus Charles Townes a bhith ag obair le lasers ann an 1958. An uairsin, ann an 1970, chaidh a 'chiad leusair leth-chonnsair AlGaAs a bha comasach air obrachadh leantainneach aig teòthachd an t-seòmair a leasachadh gu soirbheachail, agus ann an 1977, chaidh a leasachadh gu soirbheachail. chaidh an leusair semiconductor a thoirt gu buil gus obrachadh gu leantainneach airson deichean de mhìltean de dh'uairean ann an àrainneachd phractaigeach.
Gu ruige seo, tha na ro-ghoireasan aig lasers airson conaltradh snàithleach optigeach malairteach. Bho thoiseach innleachd an leusair, dh’ aithnich na h-innleadairean an cleachdadh cudromach a dh’ fhaodadh a bhith aige ann an raon conaltraidh. Ach, tha dà easbhaidhean follaiseach ann an teicneòlas conaltraidh laser: is e aon dhiubh gun tèid tòrr lùth a chall air sgàth eadar-dhealachadh beam laser; is e am fear eile gu bheil àrainneachd an tagraidh a’ toirt buaidh mhòr air, leithid an tagradh san àrainneachd àile gu mòr fo ùmhlachd atharrachaidhean san aimsir. Mar sin, airson conaltradh laser, tha stiùireadh tonn optigeach iomchaidh glè chudromach.
Tha an snàithleach optigeach a thathar a’ cleachdadh airson conaltradh a mhol an Dr Kao Kung, a bhuannaich an Duais Nobel ann am fiosaig, a’ coinneachadh ri feumalachdan teicneòlas conaltraidh leusair airson tonn-iùil. Mhol e gum faodadh call sgapaidh Rayleigh de fiber optigeach glainne a bhith gu math ìosal (nas lugha na 20 dB / km), agus gu bheil an call cumhachd ann an snàithleach optigeach gu ìre mhòr a ’tighinn bho bhith a’ gabhail a-steach solas le neo-chunbhalachd ann an stuthan glainne, agus mar sin is e glanadh stuthan an iuchair. gus call snàithleach optigeach a lughdachadh Key, agus chomharraich e cuideachd gu bheil tar-chuir aon-mhodh cudromach gus coileanadh conaltraidh math a chumail suas.
Ann an 1970, leasaich Corning Glass Company snàithleach optigeach ioma-mhodhail stèidhichte air cuarts le call timcheall air 20dB/km a rèir moladh glanaidh an Dotair Kao, a’ toirt air snàithleach optigeach a thoirt gu buil airson meadhanan tar-chuir conaltraidh. Às deidh rannsachadh agus leasachadh leantainneach, thàinig call snàithleach optigeach stèidhichte air quartz faisg air a’ chrìoch teòiridheach. Gu ruige seo, tha na cumhaichean conaltraidh snàithleach optigeach air a bhith làn riaraichte.
Ghabh siostaman conaltraidh snàithleach optigeach tràth uile ris an dòigh faighinn airson lorg dìreach. 'S e seo an ìre mhath sìmplidh Optical freumhag conaltraidh dòigh. Is e lorgaire lagh ceàrnagach a th’ ann am PD, agus chan fhaighear ach cho dian sa tha an comharra optigeach. Tha an dòigh lorg lorgaidh dìreach seo air leantainn bhon chiad ghinealach de theicneòlas conaltraidh fiber optigeach anns na 1970n gu tràth anns na 1990n.
Gus cleachdadh speactram taobh a-staigh an leud-bann a mheudachadh, feumaidh sinn tòiseachadh bho dhà thaobh: is e aon teicneòlas a chleachdadh gus a dhol faisg air crìoch na Sionainne, ach tha an àrdachadh ann an èifeachdas speactram air na riatanasan airson a’ cho-mheas cian-conaltraidh-gu-fuaim àrdachadh, agus mar sin a’ lughdachadh na astar tar-chuir; is e am fear eile làn fheum a dhèanamh den ìre, Tha comas giùlan fiosrachaidh na stàite polarization air a chleachdadh airson sgaoileadh, is e sin an dàrna ginealach siostam conaltraidh optigeach ciallach.
Bidh an siostam conaltraidh optigeach ciallach dàrna ginealach a’ cleachdadh measgaiche optigeach airson lorg intradyne, agus a’ gabhail ri fàilteachadh iomadachd polarization, is e sin, aig an deireadh faighinn, tha an solas comharra agus an solas oscillator ionadail air an lobhadh ann an dà sheile solais aig a bheil stàitean polarachaidh orthogonal. ri chèile. San dòigh seo, faodar fàilteachadh polarization-mothachail a choileanadh. A bharrachd air an sin, bu chòir a thoirt fa-near gum faodar aig an àm seo, tracadh tricead, ath-bheothachadh ìre giùlain, co-ionannachd, sioncronadh, tracadh polarization agus demultiplexing aig a ’cheann faighinn a chrìochnachadh le teicneòlas giollachd chomharran didseatach (DSP), a tha gu mòr a’ sìmpleachadh am bathar-cruaidh. dealbhadh a’ ghlacadair, agus comas faighinn seachad air comharran nas fheàrr.
Cuid de dhùbhlain is bheachdan mu leasachadh teicneòlas conaltraidh optigeach fiber
Tro bhith a’ cleachdadh diofar theicneòlasan, tha na cearcallan acadaimigeach agus an gnìomhachas gu bunaiteach air crìoch èifeachdas speactra an t-siostam conaltraidh fiber optigeach a ruighinn. Gus leantainn air adhart ag àrdachadh comas tar-chuir, chan urrainnear a choileanadh ach le bhith ag àrdachadh leud-bann an t-siostaim B (comas àrdachadh sreathach) no a ’meudachadh a’ cho-mheas comharra-gu-fuaim. Tha an deasbad sònraichte mar a leanas.
1. Fuasgladh gus cumhachd tar-chuir àrdachadh
Leis gum faodar a ’bhuaidh neo-loidhneach a dh’ adhbhraicheas tar-chuir àrd-chumhachd a lughdachadh le bhith ag àrdachadh farsaingeachd èifeachdach an tar-roinn snàithleach gu ceart, tha e na fhuasgladh cumhachd àrdachadh gus snàithleach beag-mhodh a chleachdadh an àite snàithleach aon-mhodh airson an tar-chuir. A bharrachd air an sin, is e am fuasgladh as cumanta a th’ ann an-dràsta air buaidhean neo-loidhneach an algairim cùl-raon didseatach (DBP) a chleachdadh, ach leanaidh leasachadh coileanadh algairim gu àrdachadh ann an iom-fhillteachd coimpiutaireachd. O chionn ghoirid, tha rannsachadh teicneòlas ionnsachaidh inneal ann an airgead-dìolaidh neo-loidhneach air deagh shealladh tagraidh a nochdadh, a tha gu mòr a’ lughdachadh iom-fhillteachd an algairim, agus mar sin faodaidh dealbhadh siostam DBP a bhith air a chuideachadh le ionnsachadh innealan san àm ri teachd.
2. Meudaich leud-bann an amplifier optigeach
Faodaidh àrdachadh leud-bann briseadh tro bhith a’ cuingealachadh raon tricead EDFA. A bharrachd air a’ chòmhlan-C agus an còmhlan-L, faodar an còmhlan-S a thoirt a-steach don raon tagraidh, agus faodar an amplifier SOA no Raman a chleachdadh airson leudachadh. Ach, tha call mòr aig an t-snàithleach optigeach a th’ ann mar-thà ann am bannan tricead a bharrachd air an còmhlan-S, agus feumar seòrsa ùr de shnàithleach optigeach a dhealbhadh gus an call tar-chuir a lughdachadh. Ach airson a’ chòrr de na còmhlain, tha teicneòlas leudachaidh optigeach a tha ri fhaighinn gu malairteach na dhùbhlan cuideachd.
3. Rannsachadh air call sgaoilidh ìosal Optical freumhag
Is e rannsachadh air snàithleach call tar-chuir ìosal aon de na cùisean as deatamaiche san raon seo. Tha comas aig freumhag bunaiteach Hollow (HCF) call tar-chuir nas ìsle, a lughdaicheas an dàil ùine ann an tar-chuir snàithleach agus a chuireas às don duilgheadas neo-loidhneach de fiber gu ìre mhòr.
4. Rannsachadh air teicneòlasan co-cheangailte ri iomadachadh roinn fànais
Tha teicneòlas ioma-roinneadh fànais na fhuasgladh èifeachdach gus comas aon snàithleach àrdachadh. Gu sònraichte, thathas a’ cleachdadh snàithleach optigeach ioma-cridhe airson an tar-chuir, agus tha comas aon snàithleach air a dhùblachadh. Is e a’ phrìomh cheist a thaobh seo a bheil amplifier optigeach nas èifeachdaiche ann. , air dhòigh eile chan urrainn dha a bhith ach co-ionann ri ioma snàithleach optigeach aon-cridhe; a’ cleachdadh teicneòlas ioma-fhillte modh-roinneadh a’ toirt a-steach modh polarization sreathach, beam OAM stèidhichte air singilteachd ìre agus beam vector siolandair stèidhichte air singilteachd polarization, faodaidh an leithid de theicneòlas a bhith Beam multiplexing a’ toirt seachad ìre ùr de shaorsa agus a’ leasachadh comas siostaman conaltraidh optigeach. Tha dùilean tagraidh farsaing aige ann an teicneòlas conaltraidh snàithleach optigeach, ach tha an rannsachadh air amplifiers optigeach co-cheangailte ris cuideachd na dhùbhlan. A bharrachd air an sin, tha e airidh air aire cuideachd mar a nì thu cothromachadh air iom-fhillteachd an t-siostaim air adhbhrachadh le dàil buidhne modh eadar-dhealaichte agus teicneòlas co-ionannachd didseatach ioma-chuir a-steach ioma-chuir a-steach.
Ro-shealladh airson Leasachadh Teicneòlas Conaltraidh Optical Fiber
Tha teicneòlas conaltraidh snàithleach optigeach air leasachadh bhon chiad tar-chuir aig astar ìosal chun an tar-chuir àrd-astar gnàthach, agus tha e air a thighinn gu bhith mar aon de na teicneòlasan cnàimh-droma a tha a’ toirt taic don chomann fiosrachaidh, agus tha e air raon smachd agus sòisealta mòr a chruthachadh. Anns an àm ri teachd, mar a tha iarrtas a’ chomainn airson sgaoileadh fiosrachaidh a’ sìor dhol am meud, thig siostaman conaltraidh snàithleach optigeach agus teicneòlasan lìonra air adhart a dh’ ionnsaigh comas fìor mhòr, inntleachd agus amalachadh. Fhad ‘s a leasaicheas iad coileanadh tar-chuir, cumaidh iad orra a’ lughdachadh chosgaisean agus a ’frithealadh beòshlaint nan daoine agus a’ cuideachadh na dùthcha gus fiosrachadh a thogail. tha àite cudromach aig a’ chomann-shòisealta. Tha CeiTa air co-obrachadh le grunn bhuidhnean mòr-thubaist nàdurrach, as urrainn rabhaidhean sàbhailteachd roinneil leithid crithean-talmhainn, tuiltean agus tsunamis a ro-innse. Chan fheum e ach a bhith ceangailte ris an ONU de CeiTa. Nuair a thachras mòr-thubaist nàdarrach, bheir an stèisean crith-thalmhainn rabhadh tràth. Thèid an inneal-crìochnachaidh fon ONU Alerts a shioncronachadh.
(1) Lìonra optigeach tuigseach
An coimeas ris an t-siostam conaltraidh gun uèir, tha an siostam conaltraidh optigeach agus lìonra an lìonra optigeach tùrail fhathast aig a ’chiad ìre a thaobh rèiteachadh lìonra, cumail suas lìonra agus breithneachadh sgàinidhean, agus chan eil an ìre de dh’ fhiosrachadh gu leòr. Air sgàth comas mòr aon snàithleach, bidh buaidh mhòr aig tachartas fàilligeadh snàithleach sam bith air an eaconamaidh agus an comann-sòisealta. Mar sin, tha sgrùdadh crìochan lìonra air leth cudromach airson leasachadh lìonraidhean tùrail san àm ri teachd. Tha na stiùiridhean rannsachaidh air am feumar aire a thoirt don taobh seo san àm ri teachd a’ toirt a-steach: siostam sgrùdaidh paramadair siostam stèidhichte air teicneòlas ciallach nas sìmplidhe agus ionnsachadh innealan, teicneòlas sgrùdaidh meud corporra stèidhichte air mion-sgrùdadh comharran ciallach agus meòrachadh raon-ùine optigeach a tha mothachail air ìre.
(2) Teicneòlas agus siostam aonaichte
Is e prìomh adhbhar amalachadh innealan cosgaisean a lughdachadh. Ann an teicneòlas conaltraidh snàithleach optigeach, faodar tar-chuir chomharran aig astar goirid a thoirt gu buil tro ath-nuadhachadh chomharran leantainneach. Ach, air sgàth duilgheadasan ìre agus ath-bheothachadh stàite polarization, tha amalachadh shiostaman ciallach fhathast caran duilich. A bharrachd air an sin, ma thèid siostam optigeach-dealanach-optigeach aonaichte mòr a thoirt gu buil, thèid comas an t-siostaim a leasachadh gu mòr cuideachd. Ach, air sgàth feartan leithid èifeachdas teignigeach ìosal, iom-fhillteachd àrd, agus duilgheadas ann an amalachadh, tha e do-dhèanta a bhith ag adhartachadh gu farsaing comharran uile-optigeach leithid 2R uile-optigeach (ath-leudachadh, ath-chumadh), 3R (ath-leudachadh). , ath-ùineachadh, agus ath-chumadh) ann an raon conaltraidh optigeach. teicneòlas giollachd. Mar sin, a thaobh teicneòlas agus siostaman amalachaidh, tha an stiùireadh rannsachaidh san àm ri teachd mar a leanas: Ged a tha an rannsachadh a th’ ann mu thràth air siostaman ioma-fhillte roinn fànais gu ìre mhath beairteach, chan eil na prìomh phàirtean de shiostaman ioma-fhillte roinn fànais fhathast air adhartas teicneòlach a choileanadh ann an saoghal acadaimigeach agus gnìomhachas, agus tha feum air tuilleadh neartachaidh. Rannsachadh, leithid lasers agus modulators amalaichte, innealan-glacaidh dà-mheudach amalaichte, amplifiers optigeach aonaichte àrd-lùth, msaa; faodaidh seòrsaichean ùra de shnàithleach optigeach leudachadh gu mòr air leud-bann an t-siostaim, ach tha feum air tuilleadh rannsachaidh fhathast gus dèanamh cinnteach gun ruig an coileanadh coileanta agus na pròiseasan saothrachaidh an ìre singilte a th’ ann mar-thà An ìre de mhodh snàithleach; Dèan sgrùdadh air diofar innealan a ghabhas cleachdadh leis an snàithleach ùr anns a’ cheangal conaltraidh.
(3) Innealan conaltraidh sùbailte
Ann an innealan conaltraidh optigeach, tha rannsachadh agus leasachadh innealan silicon photonic air toraidhean tùsail a choileanadh. Ach, aig an àm seo, tha rannsachadh dachaigheil stèidhichte sa mhòr-chuid air innealan fulangach, agus tha rannsachadh air innealan gnìomhach gu ìre mhath lag. A thaobh innealan conaltraidh optigeach, tha na stiùiridhean rannsachaidh san àm ri teachd a’ toirt a-steach: rannsachadh amalachaidh de dh’ innealan gnìomhach agus innealan optigeach sileaconach; rannsachadh air teicneòlas amalachaidh innealan optigeach neo-silicon, leithid rannsachadh air teicneòlas amalachaidh de stuthan III-V agus fo-stratan; tuilleadh leasachaidh air rannsachadh agus leasachadh innealan ùra. Lean air adhart, leithid stiùireadh tonn optigeach lithium niobate amalaichte le buannachdan astar àrd agus caitheamh cumhachd ìosal.
Ùine puist: Lùnastal-03-2023
