ʻAʻole i liʻuliʻu i hala aku nei, ua wehe mālie ʻia ka pepa pane waena o ka makahiki no ka hoʻomohala hui ʻana o Hengqin ma waena o Zhuhai a me Macao. Hoʻokomo ʻia kekahi o nā fiber optical cross-border. Ua hala ma Zhuhai a me Macao e hoʻomaopopo i ka pilina mana computing a me ka hoʻoili waiwai mai Macao a i Hengqin, a kūkulu i kahi ala ʻike. Ke hāpai nei ʻo Shanghai i ka hoʻomaikaʻi a me ka hoʻololi ʻana o ka "optical into copper back" all-fiber communication network e hōʻoia i ka hoʻomohala waiwai kiʻekiʻe a me nā lawelawe kamaʻilio maikaʻi aʻe no nā kamaʻāina.
Me ka hoʻomohala wikiwiki ʻana o ka ʻenehana pūnaewele, ke piʻi nei ka makemake o nā mea hoʻohana no ka hele ʻana o ka Pūnaewele i kēlā me kēia lā, pehea e hoʻomaikaʻi ai i ka hiki ke kamaʻilio fiber optical ua lilo i pilikia koʻikoʻi e hoʻoholo ʻia.
Mai ka ʻike ʻia ʻana o ka ʻenehana kamaʻilio fiber optical, ua lawe mai ia i nā loli nui i ka ʻepekema a me ka ʻenehana a me ke kaiāulu. Ma ke ʻano he noi koʻikoʻi o ka ʻenehana laser, ua kūkulu ʻia ka ʻenehana ʻike laser i hōʻike ʻia e ka ʻenehana kamaʻilio optical fiber i ke ʻano o ka pūnaewele kamaʻilio hou a lilo i ʻāpana koʻikoʻi o ka lawe ʻana i ka ʻike. ʻO ka ʻenehana kamaʻilio ʻo Optical fiber kahi mea lawe nui o ka honua pūnaewele o kēia manawa, a ʻo ia kekahi o nā ʻenehana kumu o ka makahiki ʻike.
Me ka puka mau ʻana o nā ʻenehana hou e like me ka Internet of Things, ka ʻikepili nui, ka ʻike maoli, ka naʻauao artificial (AI), nā kamaʻilio kelepona lima lima (5G) a me nā ʻenehana ʻē aʻe, ua kau ʻia nā koi kiʻekiʻe ma ka hoʻololi ʻana a me ka hoʻouna ʻana. Wahi a ka ʻikepili noiʻi i hoʻokuʻu ʻia e Cisco ma 2019, e piʻi aʻe ka mākaʻikaʻi IP makahiki honua mai 1.5ZB (1ZB=1021B) i 2017 a i 4.8ZB i 2022, me ka nui o ka ulu ʻana o ka makahiki he 26%. Ke alo nei me ka ulu nui o ke kaʻa kiʻekiʻe, ʻo ke kamaʻilio fiber optical, ʻo ia ka ʻāpana hope loa o ka pūnaewele kamaʻilio, aia ma lalo o ke kaomi nui e hoʻomaikaʻi. ʻO nā ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical kiʻekiʻe a me nā ʻoihana ke alakaʻi hoʻomohala nui o ka ʻenehana kamaʻilio fiber optical.
Moʻolelo Hoʻomohala a me ke kūlana noiʻi o ka ʻenehana kamaʻilio Optical Fiber
Ua hoʻomohala ʻia ka laser ruby mua ma 1960, ma hope o ka ʻike ʻana i ke ʻano o ka hana ʻana o nā lasers e Arthur Showlow a me Charles Townes ma 1958. A laila, i ka makahiki 1970, ua hoʻomohala ʻia ka laser semiconductor mua AlGaAs hiki ke hoʻomau i ka hana ma ka lumi wela, a ma 1977. ua ʻike ʻia ka laser semiconductor e hana mau no nā ʻumi kaukani mau hola i kahi ʻano kūpono.
I kēia manawa, loaʻa i nā lasers nā mea e pono ai no ke kamaʻilio fiber optical pāʻoihana. Mai ka hoʻomaka ʻana o ka laser, ua ʻike nā mea hana i kāna hoʻohana koʻikoʻi i ka ʻoihana kamaʻilio. Eia nō naʻe, ʻelua mau hemahema i ʻike ʻia i ka ʻenehana kamaʻilio laser: ʻo kekahi e nalowale ka nui o ka ikehu ma muli o ka ʻokoʻa o ka kukuna laser; ʻO ka mea ʻē aʻe ka mea i hoʻopilikia nui ʻia e ke kaiapuni noi, e like me ka noi ʻana i ke kaiapuni lewa e hoʻololi nui ʻia i nā loli i nā kūlana aniau. No laila, no ke kamaʻilio laser, he mea koʻikoʻi ke alakaʻi nalu optical kūpono.
ʻO ka fiber optical i hoʻohana ʻia no ke kamaʻilio ʻana i manaʻo ʻia e Dr. Kao Kung, ka Nobel Prize winner in physics, e hoʻokō i nā pono o ka ʻenehana kamaʻilio laser no nā alakaʻi nalu. Ua manaʻo ʻo ia e hiki ke haʻahaʻa loa ka Rayleigh scattering loss of glass optical fiber (emi iho ma mua o 20 dB/km), a ʻo ka nalowale o ka mana i ka fiber optical ka mea nui mai ka absorption o ka māmā e nā haumia i loko o nā mea aniani, no laila ʻo ka hoʻomaʻemaʻe waiwai ke kī. i ka ho'ēmiʻana i ka optical fiber lilo Key, a kuhikuhi pū aku hoʻi i ka hoʻoili hoʻokahi-mode mea nui e mālama i ka hana kamaʻilio maikaʻi.
I ka makahiki 1970, ua hoʻomohala ʻo Corning Glass Company i kahi quartz-based multimode optical fiber me ka nalowale o kahi o 20dB/km e like me ka manaʻo hoʻomaʻemaʻe a Kauka Kao, e hoʻolilo ana i ka fiber optical i mea ʻoiaʻiʻo no ka media hoʻouna kamaʻilio. Ma hope o ka hoʻomau ʻana i ka noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana, ua hoʻokokoke ka nalowale o nā quartz-based fiber optical i ka palena theoretical. I kēia manawa, ua hoʻokō piha ʻia nā kūlana o ke kamaʻilio fiber optical.
Hoʻohana nā ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical mua i ke ʻano loaʻa o ka ʻike pololei. He ala maʻalahi kēia e kamaʻilio fiber optical. ʻO PD kahi mea ʻike kānāwai square, a ʻo ka ikaika wale nō o ka hōʻailona optical hiki ke ʻike ʻia. Ua hoʻomau ʻia kēia ala ʻike ʻike pololei mai ka hanauna mua o ka ʻenehana kamaʻilio fiber optical i nā makahiki 1970 a i nā makahiki 1990.
No ka hoʻonui ʻana i ka hoʻohana ʻana i ka spectrum i loko o ka bandwidth, pono mākou e hoʻomaka mai nā ʻano ʻelua: ʻo ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana e hoʻokokoke i ka palena ʻo Shannon, akā ʻo ka hoʻonui ʻana i ka pono spectrum ua hoʻonui i nā koi no ka ratio telecommunication-to-noise. mamao hoʻouna; ʻO ka mea ʻē aʻe ka hoʻohana piha ʻana i ka pae, ʻO ka ʻike e lawe ana i ka mana o ka mokuʻāina polarization e hoʻohana ʻia no ka hoʻouna ʻana, ʻo ia ka lua o ka ʻōnaehana kamaʻilio optical coherent.
Ke hoʻohana nei ka ʻōnaehana kamaʻilio optical coherent lua i kahi mixer optical no ka ʻike intradyne, a hoʻohana i ka hoʻokipa ʻokoʻa polarization, ʻo ia hoʻi, ma ka hopena e loaʻa ai, ua decomposed ke kukui hōʻailona a me ke kukui oscillator kūloko i ʻelua mau kukui o ka polarization states orthogonal. i kekahi i kekahi. Ma kēia ala, hiki ke hoʻokō ʻia ka hoʻokipa polarization-insensitive. Eia kekahi, pono e kuhikuhi ʻia i kēia manawa, hiki ke hoʻopau ʻia ka ʻike ʻana i ka alapine, ka hoʻihoʻi hou ʻana o ka carrier phase, equalization, synchronization, polarization tracking a me ka demultiplexing ma ka hopena e loaʻa ai ke hoʻopau ʻia e ka ʻenehana digital signal processing (DSP), e hoʻomaʻamaʻa nui i ka lako. hoʻolālā o ka mea hoʻokipa, a hoʻomaikaʻi i ka hiki ke hoʻihoʻi i ka hōʻailona.
ʻO kekahi mau pilikia a me nā noʻonoʻo e kū nei i ka hoʻomohala ʻana i ka ʻenehana kamaʻilio fiber optik
Ma o ka hoʻohana ʻana i nā ʻenehana like ʻole, ua hōʻea nā pōʻai kula a me ka ʻoihana i ka palena o ka pono spectral o ka ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical. No ka hoʻomau i ka hoʻonui ʻana i ka hiki ke hoʻouna, hiki ke hoʻokō wale ʻia ma ka hoʻonui ʻana i ka ʻōnaehana bandwidth B (linearly increase capacity) a i ʻole ka hoʻonui ʻana i ka ratio signal-to-noise. Penei ke kūkākūkā kiko'ī.
1. Hoʻonā e hoʻonui i ka mana hoʻouna
No ka mea hiki ke hōʻemi ʻia ka hopena nonlinear i hoʻoiho ʻia e ka hoʻoili mana kiʻekiʻe ma o ka hoʻonui pono ʻana i ka wahi kūpono o ka ʻāpana cross-section, he hopena ia e hoʻonui ai i ka mana e hoʻohana i ka fiber-mode fiber ma kahi o ka fiber mode-mode no ka hoʻouna ʻana. Eia kekahi, ʻo ka hopena maʻamau i kēia manawa i nā hopena nonlinear ʻo ia ka hoʻohana ʻana i ka algorithm backpropagation digital (DBP), akā ʻo ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana algorithm e alakaʻi i ka piʻi ʻana o ka paʻakikī helu. I kēia mau lā, ua hōʻike ka noiʻi o ka ʻenehana aʻo mīkini i ka uku nonlinear i kahi noi noi maikaʻi, e hōʻemi nui ana i ka paʻakikī o ka algorithm, no laila hiki ke kōkua ʻia ka hoʻolālā ʻana o ka ʻōnaehana DBP e ka mīkini aʻo i ka wā e hiki mai ana.
2. Hoʻonui i ka bandwidth o ka mea hoʻonui optical
Hiki i ka hoʻonui ʻana i ka bandwidth ke uhaki i ka palena o ka laina alapine o EDFA. Ma waho aʻe o ka C-band a me ka L-band, hiki ke hoʻokomo pū ʻia ka S-band i ka laulā noi, a hiki ke hoʻohana ʻia ka amplifier SOA a i ʻole Raman no ka hoʻonui. Eia nō naʻe, he nui ka poho o ka fiber optical i kēia manawa ma nā alapine ʻē aʻe ma mua o ka S-band, a pono e hoʻolālā i kahi ʻano fiber optical hou e hōʻemi ai i ka nalowale o ka lawe ʻana. Akā, no ke koena o nā pūʻulu, he mea paʻakikī hoʻi ka ʻenehana hoʻonui ʻana i ka ʻenehana.
3. Ka noiʻi ʻana ma ka haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa nalowale optical fiber
ʻO ka noiʻi e pili ana i ka liʻiliʻi liʻiliʻi liʻiliʻi liʻiliʻi kekahi o nā pilikia koʻikoʻi ma kēia kahua. Loaʻa i ka hollow core fiber (HCF) ka hiki ke hoʻohaʻahaʻa i ka nalowale o ka hoʻouna ʻana, e hōʻemi ana i ka manawa lohi o ka lawe ʻana i ka fiber a hiki ke hoʻopau i ka pilikia nonlinear o ka fiber i kahi nui.
4. E noiʻi e pili ana i nā ʻenehana e pili ana i ka māhele ākea
ʻO ka ʻenehana hoʻokaʻawale hoʻokaʻawale ʻokoʻa kahi hopena kūpono e hoʻonui ai i ka hiki o ka fiber hoʻokahi. ʻO ka kikoʻī, hoʻohana ʻia ka fiber optical multi-core no ka hoʻouna ʻana, a ua pālua ʻia ka mana o kahi fiber hoʻokahi. ʻO ka pilikia koʻikoʻi ma kēia ʻano, ʻo ia ka mea i loaʻa kahi amplifier optical kiʻekiʻe. , inā ʻaʻole hiki ke hoʻohālikelike wale ʻia me nā fiber optical single-core; me ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana mode-division multiplexing me ka linear polarization mode, OAM beam e pili ana i ka phase singularity a me ka cylindrical vector beam e pili ana i ka polarization singularity, ʻo ia ʻenehana hiki ke Beam multiplexing e hāʻawi i kahi degere hou o ke kūʻokoʻa a hoʻomaikaʻi i ka hiki o nā ʻōnaehana kamaʻilio optical. Loaʻa iā ia nā manaʻolana noi ākea i ka ʻenehana kamaʻilio fiber optical, akā paʻakikī hoʻi ka noiʻi ʻana i nā amplifier optical pili. Eia hou, pehea e kaulike ai i ka paʻakikī o ka ʻōnaehana ma muli o ka lohi o ka hui ʻano ʻokoʻa a me ka ʻenehana hoʻohālikelike kikohoʻe-nui-hoʻokomo ʻia he mea kūpono hoʻi e nānā.
Nā Manaʻo no ka Hoʻomohala ʻana i ka ʻenehana Hoʻolaha Fiber Optical
Optical fiber kamaʻilio 'enehana ua ulu mai ka mua haʻahaʻa-wikiwiki hoʻoili i kēia manawa kiʻekiʻe-wikiwiki hoʻouna, a ua lilo i kekahi o ka iwi kuamoʻo 'ike loea hou kākoʻo i ka 'ike kaiāulu, a ua hana i ka nui aʻo a me ka nohona kahua. I ka wā e hiki mai ana, ke hoʻomau nei ka noi o ke kaiāulu no ka hoʻouna ʻana i ka ʻike, e ulu ana nā ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical a me nā ʻenehana pūnaewele i ka mana ultra-nui, naʻauao, a me ka hoʻohui. ʻOiai e hoʻomaikaʻi ana i ka hana o ka hoʻouna ʻana, e hoʻomau lākou i ka hōʻemi ʻana i nā kumukūʻai a lawelawe i ke ola o ka poʻe a kōkua i ka ʻāina e kūkulu i ka ʻike. he kuleana ko ka ahahui. Ua hui pū ʻo CeiTa me kekahi mau hui pōʻino kūlohelohe, hiki iā lākou ke wānana i nā ʻōlelo aʻo palekana āpana e like me ke olai, nā waikahe, a me nā kai eʻe. Pono e hoʻopili wale ʻia i ka ONU o CeiTa. Ke hiki mai kahi pōʻino kūlohelohe, e hoʻopuka ke kahua ʻōlaʻi i kahi ʻōlelo aʻo mua. E hoʻonohonoho ʻia ka pahu ma lalo o nā Alerts ONU.
(1) Pūnaehana ʻike maka
Ke hoʻohālikelike ʻia me ka ʻōnaehana kelepona ʻole, ʻo ka ʻōnaehana kamaʻilio optical a me ka ʻoihana o ka ʻenehana optical naʻauao aia nō i ka pae mua ma ke ʻano o ka hoʻonohonoho pūnaewele, ka mālama ʻana i ka pūnaewele a me ka ʻike hewa, a ʻaʻole lawa ka degere o ka naʻauao. Ma muli o ka mana nui o ka fiber hoʻokahi, ʻo ka loaʻa ʻana o ka hemahema o ka fiber e hopena nui i ka hoʻokele waiwai a me ke kaiāulu. No laila, he mea koʻikoʻi ka nānā ʻana i nā ʻāpana pūnaewele no ka hoʻomohala ʻana i nā pūnaewele naʻauao e hiki mai ana. ʻO nā kuhikuhi noiʻi e pono e hoʻolohe ʻia ma kēia ʻano i ka wā e hiki mai ana: ʻo ka ʻōnaehana nānā ʻana i nā parameter ʻōnaehana e pili ana i ka ʻenehana i hoʻohālikelike ʻia a me ke aʻo ʻana i ka mīkini, ka ʻenehana nānā ʻana i ka nui o ke kino e pili ana i ka nānā ʻana i ka hōʻailona koʻikoʻi a me ka nānā ʻana i ka manawa-domain.
(2) Hoʻohui ʻenehana a me ka ʻōnaehana
ʻO ke kumu nui o ka hoʻohui ʻana i nā hāmeʻa e hoʻemi i nā kumukūʻai. Ma ka ʻenehana kamaʻilio fiber optical, hiki ke ʻike ʻia ka hoʻouna ʻana i nā hōʻailona ma o ka hoʻomau ʻana i ka hōʻailona. Eia nō naʻe, ma muli o nā pilikia o ka pae a me ka hoʻihoʻi ʻana i ka mokuʻāina polarization, ʻoi aku ka paʻakikī o ka hoʻohui ʻana o nā ʻōnaehana coherent. Eia kekahi, inā hiki ke hoʻokō ʻia kahi ʻōnaehana optical-electrical-optical hoʻohui nui, e hoʻomaikaʻi nui ʻia ka mana o ka ʻōnaehana. Eia nō naʻe, ma muli o nā kumu e like me ka haʻahaʻa o ka ʻenehana loea, ka paʻakikī kiʻekiʻe, a me ka paʻakikī i ka hoʻohui ʻana, ʻaʻole hiki ke hoʻolaha nui i nā hōʻailona optical āpau e like me ka 2R-optical āpau (re-amplification, re-shaping), 3R (re-amplification). , ka manawa hou, a me ka hana hou ʻana) ma ke kahua o nā kamaʻilio optical. ʻenehana hana. No laila, ma ke ʻano o ka ʻenehana hoʻohui a me nā ʻōnaehana, ʻo nā kuhikuhi noiʻi e hiki mai ana penei: ʻOiai ʻo ka noiʻi e kū nei i nā ʻōnaehana multiplexing space division he mea waiwai nui, ʻaʻole i loaʻa i nā ʻāpana koʻikoʻi o nā ʻōnaehana multiplexing space division i nā holomua ʻenehana i ke kula a me ka ʻoihana. a e hooikaika hou ana. ʻO ka noiʻi, e like me nā lasers i hoʻohui ʻia a me nā modulators, nā mea hoʻokipa hoʻohui ʻelua-dimensional, kiʻekiʻe-energy-efficiency integrated optical amplifier, etc.; ʻO nā ʻano hou o nā fibers optical hiki ke hoʻonui nui i ka bandwidth system, akā pono hou ka noiʻi e hōʻoia i kā lākou hana piha a me nā kaʻina hana hana hiki ke hiki i ka mea hoʻokahi i kēia manawa ʻO ke kiʻekiʻe o ka fiber mode; e aʻo i nā mea like ʻole i hiki ke hoʻohana ʻia me ka fiber hou i ka loulou kamaʻilio.
(3) ʻO nā mea hana kamaʻilio Optical
I nā mea kamaʻilio optical, ua loaʻa i ka noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana o nā mea kiʻi kiʻi silika i nā hopena mua. Eia nō naʻe, i kēia manawa, hoʻokumu nui ʻia ka noiʻi e pili ana i ka home ma nā mea passive, a ʻo ka noiʻi ʻana i nā mea hana ʻoi aku ka nāwaliwali. Ma ke ʻano o nā mea kamaʻilio optical, ʻo nā kuhikuhi noiʻi e hiki mai ana: ʻo ka noiʻi hoʻohui ʻana o nā mea hana ikaika a me nā ʻenehana optical silicon; ka noiʻi e pili ana i ka ʻenehana hoʻohui ʻana o nā ʻenehana optical non-silicon, e like me ka noiʻi ʻana i ka ʻenehana hoʻohui o nā mea III-V a me nā substrates; hoʻomohala hou aʻe o ka noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana i nā mea hana hou. E hahai, e like me ka lithium niobate optical waveguide me nā pono o ka wikiwiki kiʻekiʻe a me ka hoʻohana haʻahaʻa haʻahaʻa.
Ka manawa hoʻouna: ʻAukake-03-2023
