अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसन टेक्नोलोजीको विकास स्थिति र सम्भावना सम्पादकको टिप्पणी

केही समय अघि, झुहाई र मकाउ बीचको हेङ्गकिनको संयुक्त विकासको लागि मध्य-वर्षको उत्तरपत्र बिस्तारै खुल्दै थियो।एक क्रस-बोर्डर अप्टिकल फाइबरले ध्यान आकर्षित गर्यो।यो कम्प्युटिङ पावर इन्टरकनेक्सन र मकाउ देखि हेङ्किन सम्म संसाधन साझेदारी महसुस गर्न, र एक सूचना च्यानल निर्माण गर्न Zhuhai र मकाउ हुँदै गयो।सांघाईले उच्च गुणस्तरको आर्थिक विकास र त्यहाँका बासिन्दाहरूका लागि राम्रो सञ्चार सेवाहरू सुनिश्चित गर्न "अप्टिकल इन कपर ब्याक" सबै फाइबर संचार नेटवर्कको स्तरवृद्धि र रूपान्तरण परियोजनालाई पनि प्रवर्द्धन गरिरहेको छ।
इन्टरनेट प्रविधिको द्रुत विकाससँगै इन्टरनेट ट्राफिकको लागि प्रयोगकर्ताको माग दिनानुदिन बढ्दै गएको छ, अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसनको क्षमता कसरी सुधार गर्ने भन्ने अत्यावश्यक समस्या भएको छ।

अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेशन टेक्नोलोजीको उपस्थितिदेखि, यसले विज्ञान र प्रविधि र समाजको क्षेत्रमा ठूलो परिवर्तन ल्याएको छ।लेजर टेक्नोलोजीको महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोगको रूपमा, अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसन टेक्नोलोजीद्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको लेजर सूचना प्रविधिले आधुनिक सञ्चार सञ्जालको ढाँचा निर्माण गरेको छ र सूचना प्रसारणको महत्त्वपूर्ण भाग बनेको छ।अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेशन टेक्नोलोजी हालको इन्टरनेट संसारको एक महत्वपूर्ण बोक्ने शक्ति हो, र यो सूचना युगको मुख्य प्रविधिहरू मध्ये एक हो।
इन्टरनेट अफ थिंग्स, बिग डाटा, भर्चुअल रियालिटी, आर्टिफिसियल इन्टेलिजेन्स (एआई), पाँचौं पुस्ताको मोबाइल कम्युनिकेसन (५जी) र अन्य प्रविधिहरू जस्ता विभिन्न उदीयमान प्रविधिहरूको निरन्तर उदयसँगै, सूचना आदानप्रदान र प्रसारणमा उच्च मागहरू राखिएको छ।2019 मा Cisco द्वारा जारी गरिएको अनुसन्धान डेटा अनुसार, विश्वव्यापी वार्षिक IP ट्राफिक 2017 मा 1.5ZB (1ZB=1021B) बाट 2022 मा 4.8ZB मा वृद्धि हुनेछ, 26% को चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर संग।उच्च ट्राफिकको बृद्धि प्रवृत्तिको सामना गर्दै, अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसन, सञ्चार सञ्जालको सबैभन्दा मेरुदण्डको रूपमा, अपग्रेड गर्न ठूलो दबाबमा छ।उच्च गति, ठूलो क्षमताको अप्टिकल फाइबर संचार प्रणाली र नेटवर्कहरू अप्टिकल फाइबर संचार प्रविधिको मुख्यधारा विकास दिशा हुनेछ।

index_img

अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेशन टेक्नोलोजीको विकास इतिहास र अनुसन्धान स्थिति
पहिलो रुबी लेजर सन् १९६० मा विकसित भएको थियो, सन् १९५८ मा आर्थर शोलो र चार्ल्स टाउन्सले लेजरहरूले कसरी काम गर्छन् भन्ने खोज गरेपछि। त्यसपछि, १९७० मा, कोठाको तापक्रममा निरन्तर सञ्चालन गर्न सक्ने पहिलो AlGaAs अर्धचालक लेजर सफलतापूर्वक विकसित भयो, र १९७७ मा, सेमीकन्डक्टर लेजरले व्यावहारिक वातावरणमा हजारौं घण्टाको लागि निरन्तर काम गर्न महसुस गरेको थियो।
हालसम्म, लेजरहरूसँग व्यावसायिक अप्टिकल फाइबर संचारको लागि आवश्यक शर्तहरू छन्।लेजर को आविष्कार को शुरुवात देखि, आविष्कारक संचार को क्षेत्र मा यसको महत्वपूर्ण सम्भावित आवेदन को मान्यता दिए।यद्यपि, लेजर सञ्चार प्रविधिमा दुईवटा स्पष्ट कमजोरीहरू छन्: एउटा यो कि लेजर बीमको विचलनका कारण ठूलो मात्रामा ऊर्जा गुम्नेछ;अर्को यो छ कि यो धेरै अनुप्रयोग वातावरण द्वारा प्रभावित छ, जस्तै वायुमण्डलीय वातावरण मा आवेदन मौसम स्थिति मा परिवर्तन महत्वपूर्ण विषय हुनेछ।त्यसैले, लेजर संचार को लागी, एक उपयुक्त अप्टिकल तरंग गाइड धेरै महत्त्वपूर्ण छ।

भौतिकशास्त्रमा नोबेल पुरस्कार विजेता डा. काओ कुङद्वारा प्रस्तावित सञ्चारका लागि प्रयोग गरिने अप्टिकल फाइबरले वेभगाइडका लागि लेजर सञ्चार प्रविधिको आवश्यकताहरू पूरा गर्दछ।उनले प्रस्ताव गरे कि ग्लास अप्टिकल फाइबरको Rayleigh स्क्याटरिङ हानि धेरै कम (20 dB/km भन्दा कम) हुन सक्छ, र अप्टिकल फाइबरमा पावर हानि मुख्यतया गिलास सामग्रीमा अशुद्धता द्वारा प्रकाश को अवशोषणबाट आउँछ, त्यसैले सामग्री शुद्धीकरण मुख्य हो। अप्टिकल फाइबर हानि कम गर्न कुञ्जी, र यो पनि औंल्याए कि एकल-मोड प्रसारण राम्रो संचार प्रदर्शन कायम राख्न महत्त्वपूर्ण छ।
1970 मा, कोर्निङ ग्लास कम्पनीले डा. काओको शुद्धिकरण सुझाव अनुसार लगभग 20dB/km को हानिको साथ क्वार्ट्ज-आधारित मल्टिमोड अप्टिकल फाइबरको विकास गर्‍यो, जसले अप्टिकल फाइबरलाई सञ्चार प्रसारण मिडियाको लागि वास्तविकता बनायो।निरन्तर अनुसन्धान र विकास पछि, क्वार्ट्ज-आधारित अप्टिकल फाइबरको हानि सैद्धान्तिक सीमामा पुग्यो।हालसम्म, अप्टिकल फाइबर संचारको अवस्था पूर्ण रूपमा सन्तुष्ट भएको छ।
प्रारम्भिक अप्टिकल फाइबर संचार प्रणालीहरू सबैले प्रत्यक्ष पत्ता लगाउने विधि अपनाए।यो एक अपेक्षाकृत सरल अप्टिकल फाइबर संचार विधि हो।PD एक वर्ग कानून डिटेक्टर हो, र केवल अप्टिकल संकेत को तीव्रता पत्ता लगाउन सकिन्छ।यो प्रत्यक्ष पत्ता लगाउने विधि 1970 को दशकमा अप्टिकल फाइबर संचार प्रविधिको पहिलो पुस्ता देखि 1990 को शुरुवात सम्म जारी छ।

बहुरंगी अप्टिकल फाइबर

ब्यान्डविथ भित्र स्पेक्ट्रम उपयोग बढाउनको लागि, हामीले दुई पक्षबाट सुरु गर्न आवश्यक छ: एउटा भनेको श्यानन सीमामा पुग्न टेक्नोलोजी प्रयोग गर्नु हो, तर स्पेक्ट्रम दक्षतामा भएको बृद्धिले दूरसञ्चार-देखि-शोर अनुपातको आवश्यकताहरू बढाएको छ, जसले गर्दा प्रसारण दूरी;अर्को चरणको पूर्ण उपयोग गर्नु हो, ध्रुवीकरण अवस्थाको जानकारी बोक्ने क्षमता प्रसारणको लागि प्रयोग गरिन्छ, जुन दोस्रो पुस्ताको सुसंगत अप्टिकल सञ्चार प्रणाली हो।
दोस्रो पुस्ताको सुसंगत अप्टिकल सञ्चार प्रणालीले इन्ट्राडाइन पत्ता लगाउनको लागि अप्टिकल मिक्सर प्रयोग गर्दछ, र ध्रुवीकरण विविधता रिसेप्शनलाई अपनाउछ, अर्थात्, प्राप्त गर्ने अन्तमा, सिग्नल लाइट र स्थानीय ओसिलेटर प्रकाशलाई प्रकाशको दुई बीमहरूमा विघटन गरिन्छ जसको ध्रुवीकरण अवस्थाहरू अर्थोगोनल हुन्छन्। एक अर्कालाई।यसरी, ध्रुवीकरण-संवेदनशील स्वागत प्राप्त गर्न सकिन्छ।थप रूपमा, यो औंल्याउनुपर्छ कि यस समयमा, फ्रिक्वेन्सी ट्र्याकिङ, क्यारियर फेज रिकभरी, इक्वलाइजेसन, सिङ्क्रोनाइजेसन, ध्रुवीकरण ट्र्याकिङ र प्राप्त गर्ने अन्तमा डिमल्टीप्लेक्सिङ सबै डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिङ (DSP) प्रविधिद्वारा पूरा गर्न सकिन्छ, जसले हार्डवेयरलाई धेरै सरल बनाउँछ। रिसीभरको डिजाइन, र सुधारिएको सिग्नल रिकभरी क्षमता।
अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसन टेक्नोलोजीको विकासको सामना गरिरहेका केही चुनौती र विचारहरू

विभिन्न प्रविधिहरूको प्रयोगको माध्यमबाट, शैक्षिक सर्कलहरू र उद्योगहरू मूलतया अप्टिकल फाइबर संचार प्रणालीको वर्णक्रमीय दक्षताको सीमामा पुगेका छन्।प्रसारण क्षमता बढाउन जारी राख्न, यो प्रणाली ब्यान्डविथ बी (रैखिक रूपमा बढ्दो क्षमता) बढाएर वा सिग्नल-टु-शोर अनुपात बढाएर मात्र प्राप्त गर्न सकिन्छ।विशेष छलफल निम्नानुसार छ।

1. प्रसारण शक्ति बढाउने समाधान
उच्च-शक्ति प्रसारणको कारणले गर्दा ननलाइनर प्रभावलाई फाइबर क्रस-सेक्शनको प्रभावकारी क्षेत्र बढाएर कम गर्न सकिन्छ, यो प्रसारणको लागि एकल-मोड फाइबरको सट्टा केही-मोड फाइबर प्रयोग गर्न पावर बढाउने समाधान हो।थप रूपमा, ननलाइनर प्रभावहरूको हालको सबैभन्दा सामान्य समाधान भनेको डिजिटल ब्याकप्रोपेगेशन (DBP) एल्गोरिथ्म प्रयोग गर्नु हो, तर एल्गोरिथ्म प्रदर्शनको सुधारले कम्प्युटेसनल जटिलतामा वृद्धि निम्त्याउनेछ।भर्खरै, ननलाइनर क्षतिपूर्तिमा मेशिन लर्निंग टेक्नोलोजीको अनुसन्धानले राम्रो अनुप्रयोग सम्भावना देखाएको छ, जसले एल्गोरिदमको जटिलतालाई धेरै कम गर्छ, त्यसैले DBP प्रणालीको डिजाइनलाई भविष्यमा मेसिन लर्निङद्वारा सहयोग गर्न सकिन्छ।

2. अप्टिकल एम्पलीफायरको ब्यान्डविथ बढाउनुहोस्
ब्यान्डविथ बढाउनुले EDFA को फ्रिक्वेन्सी दायराको सीमा तोड्न सक्छ।सी-ब्यान्ड र एल-ब्यान्डको अतिरिक्त, एस-ब्यान्ड पनि अनुप्रयोग दायरामा समावेश गर्न सकिन्छ, र SOA वा रमन एम्प्लीफायर प्रवर्धनको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।यद्यपि, अवस्थित अप्टिकल फाइबरमा एस-ब्यान्ड बाहेक फ्रिक्वेन्सी ब्यान्डहरूमा ठूलो नोक्सान छ, र प्रसारण घाटा कम गर्न नयाँ प्रकारको अप्टिकल फाइबर डिजाइन गर्न आवश्यक छ।तर बाँकी ब्यान्डहरूका लागि, व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध अप्टिकल एम्प्लीफिकेशन प्रविधि पनि चुनौती हो।

3. कम प्रसारण नोक्सान अप्टिकल फाइबरमा अनुसन्धान
कम प्रसारण हानि फाइबरमा अनुसन्धान यस क्षेत्रमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण मुद्दाहरू मध्ये एक हो।होलो कोर फाइबर (HCF) ले कम प्रसारण क्षतिको सम्भावना छ, जसले फाइबर प्रसारणको समय ढिलाइ कम गर्नेछ र फाइबरको गैर-रेखीय समस्यालाई धेरै हदसम्म हटाउन सक्छ।

4. अन्तरिक्ष डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ सम्बन्धित प्रविधिहरूमा अनुसन्धान
स्पेस-डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ टेक्नोलोजी एकल फाइबरको क्षमता बढाउनको लागि एक प्रभावकारी समाधान हो।विशेष रूपमा, बहु-कोर अप्टिकल फाइबर प्रसारणको लागि प्रयोग गरिन्छ, र एकल फाइबरको क्षमता दोब्बर हुन्छ।यस सन्दर्भमा मुख्य मुद्दा भनेको उच्च-दक्षता अप्टिकल एम्पलीफायर छ कि छैन।, अन्यथा यो बहु सिंगल-कोर अप्टिकल फाइबरको बराबर मात्र हुन सक्छ;मोड-डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ टेक्नोलोजी प्रयोग गरी रैखिक ध्रुवीकरण मोड, चरण एकलतामा आधारित OAM बीम र ध्रुवीकरण एकलतामा आधारित बेलनाकार भेक्टर बीम, यस्तो प्रविधि बीम मल्टिप्लेक्सिङले स्वतन्त्रताको नयाँ डिग्री प्रदान गर्दछ र अप्टिकल संचार प्रणालीहरूको क्षमता सुधार गर्दछ।यसमा अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेशन टेक्नोलोजीमा व्यापक प्रयोग सम्भावनाहरू छन्, तर सम्बन्धित अप्टिकल एम्पलीफायरहरूमा अनुसन्धान पनि चुनौती हो।थप रूपमा, भिन्नता मोड समूह ढिलाइ र बहु-इनपुट बहु-आउटपुट डिजिटल इक्वलाइजेशन टेक्नोलोजीको कारणले गर्दा प्रणाली जटिलतालाई कसरी सन्तुलन गर्ने भन्ने कुरा पनि ध्यान दिन योग्य छ।

अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसन टेक्नोलोजीको विकासको लागि सम्भावनाहरू
अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेशन टेक्नोलोजी प्रारम्भिक कम-गति प्रसारणबाट हालको उच्च-गति प्रसारणमा विकसित भएको छ, र सूचना समाजलाई समर्थन गर्ने मेरुदण्ड प्रविधिहरू मध्ये एक भएको छ, र एक विशाल अनुशासन र सामाजिक क्षेत्र गठन गरेको छ।भविष्यमा, सूचना प्रसारणको लागि समाजको माग बढ्दै जाँदा, अप्टिकल फाइबर संचार प्रणाली र नेटवर्क टेक्नोलोजीहरू अति-ठूलो क्षमता, बुद्धिमत्ता, र एकीकरणतर्फ विकसित हुनेछन्।प्रसारण कार्यसम्पादनमा सुधार गर्दै, तिनीहरूले लागत घटाउन र जनताको जीविकोपार्जनमा सेवा दिन र देशलाई सूचना निर्माण गर्न मद्दत गर्नेछन्।समाजले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।CeiTa ले भूकम्प, बाढी र सुनामी जस्ता क्षेत्रीय सुरक्षा चेतावनीहरू भविष्यवाणी गर्न सक्ने प्राकृतिक प्रकोप संगठनहरूको संख्यासँग सहकार्य गरेको छ।यो केवल CeiTa को ONU मा जडान गर्न आवश्यक छ।जब प्राकृतिक प्रकोप हुन्छ, भूकम्प केन्द्रले पूर्व चेतावनी जारी गर्दछ।ONU अलर्ट अन्तर्गतको टर्मिनल सिङ्क्रोनाइज हुनेछ।

(1) बुद्धिमान अप्टिकल नेटवर्क
वायरलेस संचार प्रणालीको तुलनामा, अप्टिकल संचार प्रणाली र बौद्धिक अप्टिकल नेटवर्कको नेटवर्क अझै पनि नेटवर्क कन्फिगरेसन, नेटवर्क मर्मत र त्रुटि निदानको सन्दर्भमा प्रारम्भिक चरणमा छन्, र बुद्धिमत्ताको डिग्री अपर्याप्त छ।एकल फाइबरको ठूलो क्षमताको कारण, कुनै पनि फाइबर विफलताको घटनाले अर्थव्यवस्था र समाजमा ठूलो प्रभाव पार्छ।तसर्थ, नेटवर्क प्यारामिटरहरूको निगरानी भविष्यको बौद्धिक नेटवर्कहरूको विकासको लागि धेरै महत्त्वपूर्ण छ।भविष्यमा यस पक्षमा ध्यान दिनु पर्ने अनुसन्धान निर्देशनहरू समावेश छन्: प्रणाली प्यारामिटर निगरानी प्रणाली सरलीकृत सुसंगत टेक्नोलोजी र मेशिन लर्निंगमा आधारित, सुसंगत संकेत विश्लेषण र चरण-संवेदनशील अप्टिकल समय-डोमेन प्रतिबिम्बमा आधारित भौतिक मात्रा निगरानी प्रविधि।

(२) एकीकृत प्रविधि र प्रणाली
उपकरण एकीकरण को मुख्य उद्देश्य लागत कम गर्न को लागी छ।अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसन टेक्नोलोजीमा, छोटो दूरीको उच्च-गतिको सङ्केत प्रसारणलाई निरन्तर सङ्केत पुन: निर्माण मार्फत महसुस गर्न सकिन्छ।यद्यपि, चरण र ध्रुवीकरण राज्य रिकभरीको समस्याहरूको कारण, सुसंगत प्रणालीहरूको एकीकरण अझै पनि अपेक्षाकृत गाह्रो छ।थप रूपमा, यदि ठूलो मात्रामा एकीकृत अप्टिकल-इलेक्ट्रिकल-अप्टिकल प्रणालीलाई महसुस गर्न सकिन्छ भने, प्रणालीको क्षमता पनि उल्लेखनीय रूपमा सुधार हुनेछ।यद्यपि, कम प्राविधिक दक्षता, उच्च जटिलता, र एकीकरणमा कठिनाइ जस्ता कारकहरूका कारण, सबै-अप्टिकल 2R (पुन: प्रवर्द्धन, पुन: आकार दिने), 3R (पुन: प्रवर्द्धन) जस्ता सबै-अप्टिकल संकेतहरूलाई व्यापक रूपमा प्रवर्द्धन गर्न असम्भव छ। , पुन: समय, र पुन: आकार) अप्टिकल संचार को क्षेत्र मा।प्रशोधन प्रविधि।तसर्थ, एकीकरण प्रविधि र प्रणालीहरूको सन्दर्भमा, भविष्यको अनुसन्धान निर्देशनहरू निम्नानुसार छन्: यद्यपि अन्तरिक्ष डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ प्रणालीहरूमा अवस्थित अनुसन्धान अपेक्षाकृत धनी छ, स्पेस डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ प्रणालीका मुख्य घटकहरूले अझैसम्म प्राविधिक सफलताहरू हासिल गर्न सकेका छैनन् शिक्षा र उद्योगमा, र थप सुदृढीकरण आवश्यक छ।अनुसन्धान, जस्तै एकीकृत लेजरहरू र मोड्युलेटरहरू, दुई-आयामी एकीकृत रिसीभरहरू, उच्च-ऊर्जा-दक्षता एकीकृत अप्टिकल एम्पलीफायरहरू, आदि;नयाँ प्रकारका अप्टिकल फाइबरहरूले प्रणाली ब्यान्डविथलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा विस्तार गर्न सक्छ, तर तिनीहरूको व्यापक प्रदर्शन र निर्माण प्रक्रियाहरू अवस्थित एकल मोड फाइबरको स्तरमा पुग्न सक्छ भन्ने सुनिश्चित गर्न थप अनुसन्धान आवश्यक छ।संचार लिङ्कमा नयाँ फाइबरको साथ प्रयोग गर्न सकिने विभिन्न उपकरणहरू अध्ययन गर्नुहोस्।

(3) अप्टिकल संचार उपकरणहरू
अप्टिकल सञ्चार उपकरणहरूमा, सिलिकन फोटोनिक उपकरणहरूको अनुसन्धान र विकासले प्रारम्भिक नतिजाहरू हासिल गरेको छ।यद्यपि, वर्तमानमा, आन्तरिक सम्बन्धित अनुसन्धानहरू मुख्य रूपमा निष्क्रिय उपकरणहरूमा आधारित छन्, र सक्रिय उपकरणहरूमा अनुसन्धान अपेक्षाकृत कमजोर छ।अप्टिकल सञ्चार उपकरणहरूको सन्दर्भमा, भविष्यका अनुसन्धान दिशाहरू समावेश छन्: सक्रिय उपकरणहरू र सिलिकन अप्टिकल उपकरणहरूको एकीकरण अनुसन्धान;गैर-सिलिकन अप्टिकल उपकरणहरूको एकीकरण प्रविधिमा अनुसन्धान, जस्तै III-V सामग्री र सब्सट्रेटहरूको एकीकरण प्रविधिमा अनुसन्धान;नयाँ उपकरण अनुसन्धान र विकास को थप विकास।पछ्याउनुहोस्, जस्तै एकीकृत लिथियम नाइओबेट अप्टिकल वेभगाइड उच्च गति र कम पावर खपत को फाइदाहरु संग।


पोस्ट समय: अगस्ट-03-2023

हाम्रो न्यूजलेटरको सदस्यता लिनुहोस्

हाम्रा उत्पादनहरू वा मूल्यसूचीको बारेमा सोधपुछको लागि, कृपया हामीलाई तपाईंको इमेल छोड्नुहोस् र हामी 24 घण्टा भित्र सम्पर्कमा हुनेछौं।