Օպտիկամանրաթելային կապի տեխնոլոգիայի զարգացման վիճակը և հեռանկարները՝ խմբագրի նշումը

Տարբեր տեխնոլոգիաների կիրառման միջոցով ակադեմիական շրջանակները և արդյունաբերությունը հիմնականում հասել են օպտիկամանրաթելային կապի համակարգի սպեկտրալ արդյունավետության սահմանին: Փոխանցման թողունակության շարունակական ավելացմանը կարելի է հասնել միայն համակարգի թողունակությունը B մեծացնելով (գծայինորեն մեծացող թողունակություն) կամ ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցությունը մեծացնելով: Հատուկ քննարկումը հետևյալն է:

1. Լուծում փոխանցման հզորությունը մեծացնելու համար
Քանի որ բարձր հզորության փոխանցման հետևանքով առաջացած ոչ գծային էֆեկտը կարող է նվազեցվել մանրաթելի լայնական հատույթի արդյունավետ մակերեսը պատշաճ կերպով մեծացնելով, հզորությունը մեծացնելու լուծում է փոխանցման համար միառժամանակ մանրաթելի փոխարեն օգտագործել մի քանի ռեժիմ ունեցող մանրաթել։ Բացի այդ, ոչ գծային էֆեկտների համար ներկայումս ամենատարածված լուծումը թվային հետադարձ տարածման (DBP) ալգորիթմի օգտագործումն է, սակայն ալգորիթմի աշխատանքի բարելավումը կհանգեցնի հաշվողական բարդության աճի։ Վերջերս ոչ գծային փոխհատուցման մեջ մեքենայական ուսուցման տեխնոլոգիայի հետազոտությունները ցույց են տվել լավ կիրառման հեռանկար, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է ալգորիթմի բարդությունը, ուստի DBP համակարգի նախագծումը ապագայում կարող է օժանդակվել մեքենայական ուսուցման միջոցով։

2. Բարձրացնել օպտիկական ուժեղացուցիչի թողունակությունը
Թողունակության մեծացումը կարող է խախտել EDFA-ի հաճախականության տիրույթի սահմանափակումը: C և L տիրույթներից բացի, կիրառման տիրույթում կարող է ներառվել նաև S տիրույթը, իսկ ուժեղացման համար կարող են օգտագործվել SOA կամ Ռամանի ուժեղացուցիչներ: Այնուամենայնիվ, առկա օպտիկական մանրաթելը մեծ կորուստներ ունի S-գոտուց բացի այլ հաճախականության տիրույթներում, և անհրաժեշտ է նախագծել նոր տեսակի օպտիկական մանրաթել՝ փոխանցման կորուստը նվազեցնելու համար: Սակայն մնացած տիրույթների համար առևտրային առումով մատչելի օպտիկական ուժեղացման տեխնոլոգիան նույնպես մարտահրավեր է:

3. Հետազոտություն ցածր փոխանցման կորուստներով օպտիկական մանրաթելի վերաբերյալ
Ցածր փոխանցման կորուստներով մանրաթելի հետազոտությունը այս ոլորտի ամենակարևոր հարցերից մեկն է: Խոռոչ միջուկով մանրաթելը (HCF) ունի փոխանցման ավելի ցածր կորուստների հնարավորություն, ինչը կնվազեցնի մանրաթելային փոխանցման ժամանակի ուշացումը և կարող է մեծապես վերացնել մանրաթելի ոչ գծային խնդիրը:

4. Տիեզերական բաժանման մուլտիպլեքսավորման հետ կապված տեխնոլոգիաների հետազոտություն
Տարածական բաժանման մուլտիպլեքսավորման տեխնոլոգիան արդյունավետ լուծում է մեկ մանրաթելի հզորությունը մեծացնելու համար: Մասնավորապես, փոխանցման համար օգտագործվում է բազմամիջուկ օպտիկական մանրաթել, և մեկ մանրաթելի հզորությունը կրկնապատկվում է: Այս առումով հիմնական հարցն այն է, թե արդյոք կա ավելի բարձր արդյունավետության օպտիկական ուժեղացուցիչ: Հակառակ դեպքում այն ​​կարող է համարժեք լինել միայն բազմամիջուկ օպտիկական մանրաթելերին. օգտագործելով ռեժիմային բաժանման մուլտիպլեքսավորման տեխնոլոգիա, որը ներառում է գծային բևեռացման ռեժիմ, փուլային եզակիության վրա հիմնված OAM ճառագայթ և բևեռացման եզակիության վրա հիմնված գլանաձև վեկտորային ճառագայթ, նման տեխնոլոգիան կարող է լինել ճառագայթային մուլտիպլեքսավորում, որը ապահովում է ազատության նոր աստիճան և բարելավում է օպտիկական կապի համակարգերի հզորությունը: Այն լայն կիրառման հեռանկարներ ունի օպտիկական մանրաթելային կապի տեխնոլոգիայում, բայց հարակից օպտիկական ուժեղացուցիչների հետազոտությունը նույնպես մարտահրավեր է: Բացի այդ, ուշադրության է արժանի նաև, թե ինչպես հավասարակշռել դիֆերենցիալ ռեժիմի խմբային ուշացման և բազմա-մուտքային բազմա-ելքային թվային հավասարեցման տեխնոլոգիայի պատճառով առաջացած համակարգի բարդությունը:

Օպտիկամանրաթելային կապի տեխնոլոգիաների զարգացման հեռանկարները
Օպտիկամանրաթելային կապի տեխնոլոգիան զարգացել է սկզբնական ցածր արագության փոխանցումից մինչև ներկայիս բարձր արագության փոխանցումը և դարձել է տեղեկատվական հասարակությանը աջակցող հիմնական տեխնոլոգիաներից մեկը՝ ձևավորելով հսկայական ոլորտ և սոցիալական դաշտ։ Ապագայում, քանի որ հասարակության կողմից տեղեկատվության փոխանցման պահանջարկը շարունակում է աճել, օպտիկամանրաթելային կապի համակարգերը և ցանցային տեխնոլոգիաները կզարգանան դեպի գերմեծ հզորություն, ինտելեկտ և ինտեգրացիա։ Փոխանցման կատարողականը բարելավելով հանդերձ՝ դրանք կշարունակեն կրճատել ծախսերը, ծառայել մարդկանց կենսապահովմանը և օգնել երկրին կառուցել տեղեկատվություն։ Հասարակությունը կարևոր դեր է խաղում։ CeiTa-ն համագործակցել է մի շարք բնական աղետների կազմակերպությունների հետ, որոնք կարող են կանխատեսել տարածաշրջանային անվտանգության նախազգուշացումներ, ինչպիսիք են երկրաշարժերը, ջրհեղեղները և ցունամիները։ Այն պարզապես պետք է միացված լինի CeiTa-ի ONU-ին։ Երբ տեղի է ունենում բնական աղետ, երկրաշարժի կայանը կտա վաղ նախազգուշացում։ ONU Alerts-ի տակ գտնվող տերմինալը կհամաժամեցվի։

(1) Խելացի օպտիկական ցանց
Համեմատած անլար կապի համակարգի հետ, ինտելեկտուալ օպտիկական ցանցի օպտիկական կապի համակարգը և ցանցը դեռևս սկզբնական փուլում են ցանցի կարգավորման, ցանցի սպասարկման և խափանումների ախտորոշման առումով, և ինտելեկտի աստիճանը անբավարար է: Մեկ մանրաթելի հսկայական հզորության պատճառով, մանրաթելի ցանկացած խափանում մեծ ազդեցություն կունենա տնտեսության և հասարակության վրա: Հետևաբար, ցանցի պարամետրերի մոնիթորինգը շատ կարևոր է ապագա ինտելեկտուալ ցանցերի զարգացման համար: Հետազոտական ​​ուղղությունները, որոնց ապագայում պետք է ուշադրություն դարձնել այս առումով, ներառում են. պարզեցված կոհերենտ տեխնոլոգիայի և մեքենայական ուսուցման վրա հիմնված համակարգի պարամետրերի մոնիթորինգի համակարգ, կոհերենտ ազդանշանի վերլուծության և փուլային զգայուն օպտիկական ժամանակային տիրույթի արտացոլման վրա հիմնված ֆիզիկական քանակի մոնիթորինգի տեխնոլոգիա:

(2) Ինտեգրված տեխնոլոգիա և համակարգ
Սարքերի ինտեգրման հիմնական նպատակը ծախսերի կրճատումն է: Օպտիկական մանրաթելային կապի տեխնոլոգիայում ազդանշանների կարճ հեռավորության վրա բարձր արագությամբ փոխանցումը կարող է իրականացվել ազդանշանի անընդհատ վերականգնման միջոցով: Այնուամենայնիվ, փուլային և բևեռացման վիճակի վերականգնման խնդիրների պատճառով, կոհերենտ համակարգերի ինտեգրումը դեռևս համեմատաբար դժվար է: Բացի այդ, եթե հնարավոր լինի իրականացնել մեծածավալ ինտեգրված օպտիկական-էլեկտրական-օպտիկական համակարգ, համակարգի հզորությունը նույնպես զգալիորեն կբարելավվի: Այնուամենայնիվ, այնպիսի գործոնների պատճառով, ինչպիսիք են ցածր տեխնիկական արդյունավետությունը, բարձր բարդությունը և ինտեգրման դժվարությունը, անհնար է լայնորեն խթանել օպտիկական ազդանշանները, ինչպիսիք են օպտիկական 2R (վերաուժեղացում, վերաձևավորում), 3R (վերաուժեղացում, վերաչափում և վերաձևավորում) օպտիկական կապի մշակման տեխնոլոգիայի ոլորտում: Հետևաբար, ինտեգրման տեխնոլոգիայի և համակարգերի առումով, ապագա հետազոտությունների ուղղությունները հետևյալն են. Չնայած տիեզերական բաժանման մուլտիպլեքսավորման համակարգերի վերաբերյալ առկա հետազոտությունները համեմատաբար հարուստ են, տիեզերական բաժանման մուլտիպլեքսավորման համակարգերի հիմնական բաղադրիչները դեռևս տեխնոլոգիական առաջընթացի չեն հասել ակադեմիական և արդյունաբերության մեջ, և անհրաժեշտ է հետագա ամրապնդում: Հետազոտություններ, ինչպիսիք են ինտեգրված լազերները և մոդուլյատորները, երկչափ ինտեգրված ընդունիչները, բարձր էներգաարդյունավետ ինտեգրված օպտիկական ուժեղացուցիչները և այլն։ Օպտիկական մանրաթելերի նոր տեսակները կարող են զգալիորեն ընդլայնել համակարգի թողունակությունը, սակայն դեռևս անհրաժեշտ են հետագա հետազոտություններ՝ ապահովելու համար, որ դրանց համապարփակ աշխատանքը և արտադրական գործընթացները հասնեն առկա մեկ ռեժիմային մանրաթելի մակարդակին։ Ուսումնասիրել տարբեր սարքեր, որոնք կարող են օգտագործվել նոր մանրաթելի հետ կապի օղակում։

(3) Օպտիկական կապի սարքեր
Օպտիկական կապի սարքերում սիլիցիումային ֆոտոնային սարքերի հետազոտությունն ու մշակումը նախնական արդյունքներ են տվել: Այնուամենայնիվ, ներկայումս ներքին հետազոտությունները հիմնականում հիմնված են պասիվ սարքերի վրա, իսկ ակտիվ սարքերի հետազոտությունները համեմատաբար թույլ են: Օպտիկական կապի սարքերի առումով ապագա հետազոտական ​​ուղղություններն են՝ ակտիվ սարքերի և սիլիցիումային օպտիկական սարքերի ինտեգրման հետազոտություններ, ոչ սիլիցիումային օպտիկական սարքերի ինտեգրման տեխնոլոգիայի հետազոտություններ, ինչպիսիք են III-V նյութերի և հիմքերի ինտեգրման տեխնոլոգիայի հետազոտությունները, նոր սարքերի հետագա հետազոտություններն ու մշակումները: Հետագա գործողություններ, ինչպիսիք են ինտեգրված լիթիումի նիոբատային օպտիկական ալիքատարը՝ բարձր արագության և ցածր էներգիայի սպառման առավելություններով: