ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์จากสี่มิติ: หลักการทางเทคนิคสถาปัตยกรรมระบบสถานการณ์แอปพลิเคชันและความก้าวหน้าที่ทันสมัย:
1. หลักการทางเทคนิค: รากฐานที่สำคัญของการโพลาไรเซชันมัลติเพล็กซ์และความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซง
ผลกระทบ Birefringence และกลไกการบำรุงรักษาโพลาไรเซชัน
เส้นใยที่ได้รับการดูแลโพลาไรเซชันแนะนำเอฟเฟกต์ birefringence ที่แข็งแกร่งผ่านการออกแบบโครงสร้างทางเรขาคณิต (เช่นประเภทแพนด้าและประเภทผูกโบว์) เพื่อให้ค่าคงที่การแพร่กระจายของสองรัฐโพลาไรเซชันมุมฉากแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ (ความยาวจังหวะอาจสั้นเท่ากับหลายมิลลิเมตร) การออกแบบนี้สามารถล็อคสถานะโพลาไรเซชันของสัญญาณออปติคัลในแกนเฉพาะและยับยั้งการเชื่อมต่อโหมดโพลาไรเซชันที่เกิดจากการรบกวนเช่นความเครียดภายนอกและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่นไฟเบอร์การดูแลโพลาไรเซชันของฟิลด์ขนาดเล็กของ Changfei (เส้นผ่านศูนย์กลางของโหมดสนาม4μm) ประสบความสำเร็จในการสูญเสียการเชื่อมโยงแบบเชื่อมโยงเพียงครั้งเดียวน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0 22dB โดยการปรับโครงสร้างท่อนำคลื่น
พื้นฐานทางกายภาพของเทคโนโลยีมัลติเพล็กซ์โพลาไรเซชัน
ในระบบ 1.6T โพลาไรเซชันมัลติเพล็กซ์ (PDM) เป็นหลักหมายถึงการเพิ่มประสิทธิภาพของสเปกตรัมเป็นสองเท่า เส้นใยที่ได้รับการดูแลโพลาไรเซชันใช้แกน birefringence ที่เสถียรเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณของสถานะโพลาไรเซชันสองมุมฉาก (แกน x\/y) ไม่รบกวนกันและกันในระหว่างการส่ง ตัวอย่างเช่นระบบการสื่อสารทางแสงที่สอดคล้องกันของ Huawei ใช้การปรับ EPDM-QPSK เพื่อปรับสัญญาณ 100 กรัมอิสระสองสัญญาณให้เข้ากับสถานะโพลาไรเซชัน X\/Y ตามลำดับ หลังจากการส่งผ่านผ่านเส้นใยที่ได้รับการบำรุงรักษาโพลาไรเซชันปลายรับจะใช้ตัวแยกลำแสงโพลาไรเซชันเพื่อเรียกคืนสัญญาณดั้งเดิม
การกระจายโหมดโพลาไรเซชัน (PMD) การปราบปราม
PMD ของใยแก้วนำแสงธรรมดาจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มในสถานะโพลาไรเซชันซึ่ง จำกัด อัตราการส่งสัญญาณ โพลาไรเซชันเส้นใยช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์ PMD ให้ต่ำกว่า 0. 0 1ps\/√km (เส้นใยโหมดเดี่ยวแบบธรรมดาคือประมาณ 0.1ps\/√km) ผ่านการถ่ายทอด birefringence ที่แข็งแกร่ง ตัวอย่างเช่นในเครือข่ายการทดสอบไฟเบอร์กลวง 800 กรัมของ China Mobile ในเซินเจิ้น-ดองกวนความทนทานต่อ PMD เพิ่มขึ้น 3 ครั้งผ่านการทำงานร่วมกันของเทคโนโลยีเส้นใยและ DSP ที่มีโพลาไรเซชัน
2. สถาปัตยกรรมระบบ: การปรับตัวเต็มรูปแบบจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกลิงค์
การออกแบบแบบร่วมมือกันของโมดูลออปติคัลและเส้นใยการดูแลโพลาไรเซชัน
เทคโนโลยีการบูรณาการของซิลิคอนโฟโตนิกส์: เครื่องยนต์ออปติคัลไฮบริดแบบผสมผสานของซิลิกอนของ Yilanwei ใช้การรวมกันของซิลิกอนไนไตรด์และลิเธียมฟิล์มฟิล์มบาง ๆ
ชิป DSP พลังงานต่ำ: โมดูล 1.6T OSFP224 DR8 ของ Accelink ติดตั้งชิป 3nm DSP หลังจากที่สัญญาณที่ส่งผ่านเส้นใยที่มีโพลาไรเซชันจะถูกประมวลผลโดย DSP อัตราข้อผิดพลาดบิตสามารถควบคุมได้ต่ำกว่า 1E -15 ตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของกลุ่มฝึกอบรม AI
การเพิ่มประสิทธิภาพการต่อต้านการเชื่อมต่อของลิงก์ใยแก้วนำแสง
ประสิทธิภาพการดัดงอ: ไฟเบอร์ที่ทนต่อการโค้งงอ R5MM ของ Changfei ได้มีการสูญเสียมาโครเพิ่มเติม<0.1dB under 10 turns of 5mm bending radius, which is suitable for high-density wiring in data centers.
ความเสถียรของอุณหภูมิ: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของความร้อนของการทำให้โพลาไรเซชันการบำรุงรักษาเส้นใยตรงกับวัสดุการเคลือบและความผันผวนของอัตราส่วนการสูญพันธุ์ของโพลาไรเซชันน้อยกว่า 1dB ในช่วงของระดับ -40 ~ +85 ระดับ
แอพพลิเคชั่นเสริมด้วยเส้นใยกลวง
ในขั้นตอนที่เส้นใยกลวงคอร์ยังไม่โตเต็มที่ไฟเบอร์ที่ได้รับการบำรุงรักษาโพลาไรเซชันยังคงเป็นตัวเลือกหลักสำหรับระบบ 1.6T ตัวอย่างเช่น G.654.E ของ China Mobile-ultra-low-loss fiber รวมกับจัมเปอร์ที่ได้รับการดูแลโพลาไรเซชันได้รับความจุ 80T เส้นใยเดียวระหว่างแปดโหนดฮับซึ่งให้การสนับสนุนชั้นกายภาพที่เชื่อถือได้สำหรับระบบ 1.6T
3. สถานการณ์แอปพลิเคชัน: ความครอบคลุมเต็มรูปแบบจากศูนย์ข้อมูลไปยังเครือข่าย Backbone
การเชื่อมต่อโครงข่ายภายในในศูนย์ข้อมูล
สถานการณ์ระยะสั้น: เส้นใยที่ได้รับการดูแลโพลาไรเซชันรวมกับโมดูลออปติคัล VCSEL สามารถขยายระยะการส่ง 400 กรัมจาก 30m ถึง 1 กม. ตรงตามข้อกำหนดการเชื่อมต่อระหว่างกันที่มีความหนาแน่นสูงระหว่างอาคารคอมพิวเตอร์ในศูนย์คอมพิวเตอร์อัจฉริยะ
การระบายความร้อนของเหลว: ความต้านทานอุณหภูมิของเส้นใยที่มีโพลาไรเซชันนั้นรองรับสารละลายทำความเย็นของเหลวที่แช่อย่างเต็มที่ ด้วยประสิทธิภาพการใช้พลังงานของ PUE น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.05 ตู้เดียวสามารถรองรับภาระการกระจายความร้อน 200kW
การส่งผ่านเครือข่าย Metro และ Backbone
การถ่ายทอดทางไกลที่ไม่ใช้ไฟฟ้า: ลักษณะ PMD ต่ำของเส้นใยที่มีโพลาไรเซชันรวมกับอัลกอริทึมการชดเชยเฟสของ DSP สามารถส่งสัญญาณสัญญาณ 1.6T คลื่นเดียวมากกว่า 1,000 กม. บน G.654.e เส้นใยโดยไม่จำเป็นต้องใช้สถานีรีเลย์ไฟฟ้า
การขยายตัวของสเปกตรัมกว้างเป็นพิเศษ: เส้นใยที่ได้รับการดูแลโพลาไรเซชันรองรับการขยายตัวไปยังแถบ E\/S (1360 ~ 1530Nm) เมื่อรวมกับแบนด์วิดธ์ทฤษฎีที่ 24 ของเส้นใยกลวงคอร์การส่งสัญญาณขนาดใหญ่เป็นพิเศษของคลื่น 1.6T × 24 ในเส้นใยเดี่ยวสามารถทำได้ในอนาคต
การสื่อสารพิเศษและสาขาการทหาร
ลักษณะการแทรกแซงต่อต้านแม่เหล็กของเส้นใยอิเล็กทรอนิกส์ของเส้นใยที่ได้รับการดูแลโพลาไรเซชันทำให้ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในการสื่อสารทางทหารเช่นเรดาร์และโซนาร์ ตัวอย่างเช่น 155 0 เรดาร์เลเซอร์ที่เชื่อมโยงกันได้ NM ใช้การเชื่อมโยงเส้นใยที่มีโพลาไรเซชันซึ่งสามารถบรรลุความแม่นยำในการวัดความเร็วลมที่ 0.1m\/s ในสภาพแวดล้อมที่มีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อน
4. ความคืบหน้าของชายแดน: นวัตกรรมวัสดุและการเพิ่มประสิทธิภาพระดับระบบ
การวิจัยและพัฒนาเส้นใยที่เป็นโพลาไรเซชันใหม่
เส้นใยที่มีโพลาไรซ์คริสตัลโทนิค: ผ่านการออกแบบของอาร์เรย์รูอากาศ, birefringence สามารถเพิ่มขึ้นเป็นลำดับ 10^-3, รองรับรูปแบบการปรับลำดับที่สูงขึ้น (เช่น 128QAM)
เส้นใยที่ได้รับโพลาไรเซชันฟลูออไรด์: บรรลุการสูญเสียต่ำเป็นพิเศษ (<0.01dB/km) in the infrared band (2~5μm), providing a new path for astronomical observation and quantum communication.
การรวมเข้ากับเทคโนโลยี AI
การชดเชย PMD อัจฉริยะ: ชิป DSP 1.6T ของ CREDO รวมอัลกอริทึม AI ซึ่งสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงสถานะโพลาไรเซชันของเส้นใยโพลาไรเซชันในการปรับตัวแบบเรียลไทม์ปรับพารามิเตอร์การชดเชยแบบไดนามิกและลดอัตราข้อผิดพลาดของระบบลง 50%
สถาปัตยกรรมการคำนวณแบบออพติคอล: การทำให้เป็นโพลาไรเซชันเส้นใยรวมกับชิปเซลล์ประสาทโทนิคโซลิกอนสามารถสร้างเครือข่ายระบบประสาทโดเมนออปติคัลและได้รับการให้เหตุผลพลังงานต่ำเป็นพิเศษของ 0. 6w\/Gbps
การสร้างมาตรฐานและการทำงานร่วมกันของห่วงโซ่อุตสาหกรรม
สมาคมมาตรฐานการสื่อสารของจีน (CCSA) กำลังกำหนดมาตรฐานเช่น "ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับเส้นใยที่ได้รับการดูแลโพลาไรเซชัน" เพื่อส่งเสริมมาตรฐานของการเชื่อมต่อระหว่างโมดูลโพลาไรเซชันและโมดูลโทนิคซิลิกอน ตัวอย่างเช่นอาร์เรย์เส้นใยนูนของ Yilanwei's 45-} ได้รับการหลอมรวมการสูญเสียต่ำด้วยเส้นใยที่มีโพลาไรเซชัน (การสูญเสีย <{0. 1db) วางรากฐานสำหรับการผลิตมวลขนาดใหญ่
5. ความท้าทายและแนวโน้มในอนาคต
คอขวดราคาและขนาด
กระบวนการผลิตของเส้นใยที่ได้รับการดูแลโพลาไรเซชันนั้นซับซ้อนและค่าใช้จ่ายคือ 3 ถึง 5 เท่าของเส้นใยโหมดเดี่ยวธรรมดา ในอนาคตมีความจำเป็นที่จะต้องลดค่าใช้จ่ายผ่านเทคโนโลยีเช่นไฟเบอร์คริสตัลโทนิคและการวาดแบบอัตโนมัติ preform
การแข่งขันกับไฟเบอร์กลวง
เอฟเฟกต์ไม่เชิงเส้นของเส้นใยกลวงกลวงนั้นต่ำมากและความสามารถในการส่งผ่านทางทฤษฎีมากกว่า 10 เท่าของเส้นใยที่เป็นของแข็งคอร์ อย่างไรก็ตามปัญหา PMD ของเส้นใยกลวงไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์และเส้นใยที่ได้รับการดูแลโพลาไรเซชันจะยังคงครองตลาด 1.6T ในระยะสั้น
ทิศทางวิวัฒนาการเทคโนโลยี
การมอดูเลตความเร็วสูงพิเศษ: การรวมอัตรา 200GBAUD BAUD และ 128QAM กำลังการผลิตคลื่นเดี่ยวอาจเกิน 1.6T และเส้นใยที่ได้รับการดูแลโพลาไรเซชันจำเป็นต้องปรับปรุงอัตราส่วนการสูญพันธุ์ของโพลาไรเซชัน (＞ 30dB)
การสื่อสารควอนตัม: ความเสถียรของสถานะโพลาไรเซชันของเส้นใยที่มีโพลาไรเซชันสามารถใช้สำหรับการกระจายคีย์ควอนตัมและในอนาคตอาจรวมกับเทคโนโลยีรีเลย์ควอนตัมเพื่อสร้างเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมระดับโลก
ผ่านเส้นทางด้านเทคนิคข้างต้นเส้นใยที่ได้รับการดูแลจากโพลาไรเซชันกำลังอัพเกรดจาก "ผู้พิทักษ์รัฐโพลาไรเซชัน" เป็น "การสื่อสารความเร็วสูงพิเศษ" ให้การสนับสนุนชั้นทางกายภาพที่แข็งแกร่งสำหรับการปรับใช้อีเธอร์เน็ต 1.6T
