Ακολουθεί μια ανάλυση από τέσσερις διαστάσεις: Τεχνικές αρχές, αρχιτεκτονική συστήματος, σενάρια εφαρμογών και πρόοδο αιχμής:
1. Τεχνικές αρχές: Ο ακρογωνιαίος λίθος πολυπλεξίας πόλωσης και αντι-παρεμβολής
Διευκόλυνση και μηχανισμός συντήρησης πόλωσης
Οι ίνες διαίρεσης πόλωσης εισάγουν ένα ισχυρό φαινόμενο διχρωμίας μέσω του σχεδιασμού γεωμετρικής δομής (όπως ο τύπος panda και ο τύπος τάσης), έτσι ώστε οι σταθερές διάδοσης δύο καταστάσεων ορθογώνιας πόλωσης να διαφέρουν σημαντικά (το μήκος του κτύπου μπορεί να είναι τόσο μικρές όσο αρκετές χιλιοστά). Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να κλειδώσει την κατάσταση πόλωσης του οπτικού σήματος σε έναν συγκεκριμένο άξονα και να καταστέλλει τη σύζευξη του τρόπου πόλωσης που προκαλείται από παρεμβολές όπως οι εξωτερικές μεταβολές της τάσης και της θερμοκρασίας. Για παράδειγμα, οι ίνες που διατηρώντας την πόλωση του πεδίου του Changfei (διάμετρος πεδίου 4 μm) επιτυγχάνουν μια απώλεια ματίσματος μονής σύνδεσης μικρότερης ή ίσων με 0.
Φυσική βάση της τεχνολογίας πολυπλεξίας πόλωσης
Σε συστήματα 1.6T, η πολυπλεξία πόλωσης (PDM) είναι το βασικό μέσο για να διπλασιάσει τη φασματική απόδοση. Οι ίνες διατήρησης πόλωσης χρησιμοποιούν έναν σταθερό άξονα διχρωμίας για να εξασφαλίσουν ότι τα σήματα των δύο καταστάσεων ορθογώνιας πόλωσης (άξονας x/y) δεν παρεμβαίνουν μεταξύ τους κατά τη διάρκεια της μετάδοσης. Για παράδειγμα, το συνεκτικό σύστημα οπτικής επικοινωνίας της Huawei χρησιμοποιεί τη διαμόρφωση EPDM-QPSK για να διαμορφώσει δύο ανεξάρτητα σήματα 100G σε καταστάσεις πόλωσης X/Y αντίστοιχα. Μετά τη μετάδοση μέσω ινών διατήρησης πόλωσης, το άκρο λήψης χρησιμοποιεί διαχωριστή δέσμης πόλωσης για να αποκαταστήσει το αρχικό σήμα.
Καταστολή Διασποράς Πόλωσης (PMD)
Το PMD της συνηθισμένης οπτικής ίνας θα προκαλέσει τυχαίες αλλαγές στην κατάσταση πόλωσης, περιορίζοντας τον ρυθμό μετάδοσης. Οι ίνες διατήρησης της πόλωσης μειώνουν τον συντελεστή PMD κάτω από το 0. Για παράδειγμα, στο δίκτυο δοκιμών ινών Hollow-Core της China Mobile στο Shenzhen-Dongguan, η ανοχή PMD αυξήθηκε κατά 3 φορές μέσω της συνεργασίας της τεχνολογίας Fiber και της τεχνολογίας DSP της πόλωσης και της τεχνολογίας DSP.
2. Αρχιτεκτονική συστήματος: Προσαρμογή πλήρους επεξεργασίας από τη συσκευή στη σύνδεση
Συνεργατικός σχεδιασμός οπτικών μονάδων και ινών συντήρησης πόλωσης
Τεχνολογία ενσωμάτωσης φωτονικής πυριτίου: Η υβριδική ενσωματωμένη οπτική κινητήρα που βασίζεται σε πυρίτιο του Yilanwei υιοθετεί ετερογενή ενσωμάτωση του νιτριδίου πυριτίου και του λεπτού λιθίου Niobate και επιτυγχάνει χαμηλής απώλειας ζώνης (απώλεια εισαγωγής μικρότερη ή ίση με {3} 3DB) μέσω του βαθμού Polarisial-Maination, υποστηρίζοντας το μοντέλο 400g-module.
Τσιπ DSP χαμηλής ισχύος: Η μονάδα DR8 του Accelink 1.6T του Accelink είναι εξοπλισμένη με τσιπ 3nm DSP. Αφού το σήμα που μεταδίδεται μέσω της ίνας διατήρησης της πόλωσης επεξεργάζεται με DSP, ο ρυθμός σφάλματος δυαδικών ψηφίων μπορεί να ελεγχθεί κάτω από 1e -15, ικανοποιώντας τις αυστηρές απαιτήσεις των συστάδων κατάρτισης AI.
Βελτιστοποίηση αντι-παρεμβολής των συνδέσμων οπτικών ινών
Απόδοση κάμψης: Η ανθεκτική στην ανάκριση των R5mm της Changfei είναι μια μακροοικονομική πρόσθετη απώλεια<0.1dB under 10 turns of 5mm bending radius, which is suitable for high-density wiring in data centers.
Σταθερότητα θερμοκρασίας: Ο συντελεστής θερμικής διαστολής των ινών διαίρεσης πόλωσης ταιριάζει με το υλικό επικάλυψης και η διακύμανση της αναλογίας εξαφάνισης είναι μικρότερη από 1dB στην περιοχή -40 βαθμός +85, εξασφαλίζοντας τη σταθερότητα των διακοσμητικών καλωδίων υποβρυχίων.
Συμπληρωματικές εφαρμογές με ίνες κοίλου πυρήνα
Στο στάδιο όπου οι ίνες κοίλου πυρήνα δεν είναι ακόμη πλήρως ώριμες, οι ίνες διατροφής πόλωσης εξακολουθούν να είναι η κύρια επιλογή για συστήματα 1,6T. Για παράδειγμα, το G.654.E της China Mobile της China Mobile έχει επιτύχει μια χωρητικότητα 80T μονής ίνας μεταξύ οκτώ κόμβων κόμβων, παρέχοντας αξιόπιστη υποστήριξη φυσικής στρώσης για το σύστημα 1.6T.
3. Σενάρια εφαρμογής: Πλήρης κάλυψη από κέντρα δεδομένων σε δίκτυα ραχοκοκαλιάς
Εσωτερική διασύνδεση σε κέντρα δεδομένων
Σενάρια μικρής απόστασης: Οι ίνες διατήρησης της πόλωσης σε συνδυασμό με τις οπτικές μονάδες VCSEL μπορούν να επεκτείνουν την απόσταση μετάδοσης 400G από 30m έως 1km, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις διασύνδεσης υψηλής πυκνότητας μεταξύ των κτιρίων υπολογιστών σε έξυπνα κέντρα υπολογιστών.
Υγρή ψύξη: Η αντίσταση στη θερμοκρασία των ινών διατήρησης πόλωσης υποστηρίζει ένα πλήρως βυθισμένο διάλυμα υγρού ψύξης. Σε μια ενεργειακή απόδοση του Pue μικρότερη ή ίση με 1,05, ένα ενιαίο ντουλάπι μπορεί να υποστηρίξει ένα φορτίο διάχυσης θερμότητας 200kW.
Μετάδοση δικτύου μετρό και ραχοκοκαλιού
Μη ηλεκτρική αναμετάδοση μεγάλων αποστάσεων: Τα χαμηλά χαρακτηριστικά PMD των ινών διατήρησης πόλωσης σε συνδυασμό με τον αλγόριθμο αντιστάθμισης φάσης του DSP μπορεί να επιτύχει μια μετάδοση σήματος 1,6T ενός κύματος πάνω από 1000 χιλιόμετρα σε G.654.
Επέκταση φάσματος εξαιρετικά ευρείας: Η διατήρηση της πόλωσης υποστηρίζει την επέκταση της ζώνης E/S (1360 ~ 1530nm). Σε συνδυασμό με το 24ο θεωρητικό εύρος ζώνης της κοίλου κοίλου πυρήνα, μπορεί να επιτευχθεί στο μέλλον μπορεί να επιτευχθεί στο μέλλον μπορεί να επιτευχθεί στο μέλλον μπορεί να επιτευχθεί στο μέλλον.
Ειδικές επικοινωνίες και στρατιωτικά πεδία
Τα χαρακτηριστικά αντι-ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής των ινών διατήρησης πόλωσης το καθιστούν αναντικατάστατο σε στρατιωτικές επικοινωνίες όπως το ραντάρ και το σόναρ. Για παράδειγμα, το 155 0 nm συνεκτικό ραντάρ λέιζερ λέιζερ χρησιμοποιεί ένα σύνδεσμο ινών που διατηρεί την πόλωση, η οποία μπορεί να επιτύχει ακρίβεια μέτρησης ταχύτητας ανέμου 0,1m/s σε ένα πολύπλοκο ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον.
4. Frontier Progress: Υλική καινοτομία και βελτιστοποίηση σε επίπεδο συστήματος
Έρευνα και ανάπτυξη νέων ινών διατήρησης πόλωσης
Φωτονικές ίνες που διατηρεί την πόλωση κρυστάλλων: Μέσω του σχεδιασμού συστοιχιών οπών αέρα, η διχαλωτή μπορεί να αυξηθεί στη σειρά των 10^{2}}, υποστηρίζοντας μορφές διαμόρφωσης υψηλότερης τάξης (όπως 128QAM).
Οι ίνες διατήρησης της πόλωσης φθορίου: επιτύχετε εξαιρετικά χαμηλή απώλεια (<0.01dB/km) in the infrared band (2~5μm), providing a new path for astronomical observation and quantum communication.
Ενσωμάτωση με τεχνολογία AI
Η ευφυής αντιστάθμιση PMD: το τσιπ DSP 1,6T DSP της Credo ενσωματώνει έναν αλγόριθμο AI, ο οποίος μπορεί να παρακολουθεί τις μεταβολές της κατάστασης πόλωσης των ινών-διατήρησης πόλωσης σε πραγματικό χρόνο, να προσαρμόσει δυναμικά τις παραμέτρους αντιστάθμισης και να μειώσει το ποσοστό σφάλματος του συστήματος κατά 50%.
Αρχιτεκτονική Οπτικής Υπολογισμού: Οι ίνες διατήρησης της πόλωσης σε συνδυασμό με το τσιπ φωτονικών νευρώνων πυριτικού πυριτίου μπορούν να κατασκευάσουν ένα νευρωνικό δίκτυο οπτικού τομέα και να επιτύχουν εξαιρετικά χαμηλή λογική ισχύος του 0. 6W/Gbps.
Τυποποίηση και συνεργασία της αλυσίδας βιομηχανίας
Ο Σύνδεσμος Προτύπων Επικοινωνιών της Κίνας (CCSA) διαμορφώνει πρότυπα όπως "Τεχνικές Απαιτήσεις για τις ίνες διατήρησης πόλωσης" για την προώθηση της τυποποίησης των διασυνδέσεων μεταξύ των ινών που διατηρεί την πόλωση και των φωτονικών μονάδων πυριτίου και των διαμορφωτών νιοβανικού λιθίου λεπτού υδαρίου. Για παράδειγμα, η συστοιχία ινών Convex Fiber της Yilanwei έχει επιτύχει σύντηξη χαμηλής απώλειας με ίνες διατήρησης πόλωσης (απώλεια <0.
5. Προκλήσεις και μελλοντικές τάσεις
Κόστος και κλίμακας συμφόρηση
Η διαδικασία κατασκευής των ινών διατήρησης πόλωσης είναι πολύπλοκη και το κόστος είναι 3 έως 5 φορές αυτό της συνηθισμένης ίνας μονής λειτουργίας. Στο μέλλον, είναι απαραίτητο να μειωθεί το κόστος μέσω τεχνολογιών όπως φωτονικές κρυστάλλινες ίνες και αυτοματοποίηση προ -σχήματος.
Ανταγωνισμός με ίνες κοίλου πυρήνα
Η μη γραμμική επίδραση των ινών κοίλου-πυρήνα είναι εξαιρετικά χαμηλή και η θεωρητική ικανότητα μετάδοσης είναι περισσότερο από 10 φορές αυτή των ινών στερεού πυρήνα. Ωστόσο, το πρόβλημα PMD των ινών κοίλου πυρήνα δεν έχει λυθεί πλήρως και οι ίνες διατήρησης της πόλωσης θα κυριαρχούν ακόμα στην αγορά 1,6T βραχυπρόθεσμα.
Κατεύθυνση εξέλιξης της τεχνολογίας
Διαμόρφωση εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας: Συνδυάζοντας το ποσοστό BAUD 200GBAUD και 128QAM, η χωρητικότητα ενός κύματος μπορεί να υπερβεί το 1,6T και οι ίνες που διατηρεί την πόλωση πρέπει να βελτιώσουν περαιτέρω τον λόγο εξαφάνισης πόλωσης (＞ 30dB).
Κβαντική επικοινωνία: Η σταθερότητα της κατάστασης πόλωσης των ινών διατήρησης πόλωσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατανομή κβαντικού κλειδιού και στο μέλλον μπορεί να συνδυαστεί με την τεχνολογία κβαντικού ρελέ για την κατασκευή ενός παγκόσμιου δικτύου κβαντικής επικοινωνίας.
Μέσα από το παραπάνω τεχνικό μονοπάτι, οι ίνες διατήρησης πόλωσης αναβαθμίζουν από έναν «κρατικό κηδεμόνα πόλωσης» σε έναν «υπεριώδη επικοινωνίας επικοινωνίας», παρέχοντας σταθερή υποστήριξη φυσικής στρώσης για την εμπορική ανάπτυξη 1,6T Ethernet.