Волоконно-оптическая связь - Fiber-optic communication

Шкаф коммутации оптического волокна. Желтые кабели одномодовые волокна; оранжевый и синий кабели многомодовые волокна: Волокна OM1 62,5 / 125 мкм и OM3 50/125 мкм соответственно.
Скрытые коммуникации оптоволоконная бригада, устанавливающая 432 темное волокно кабель под улицами Мидтауна Манхэттена, Нью-Йорка

Волоконно-оптическая связь это метод передачи информации из одного места в другое путем отправки импульсов инфракрасный свет[1] через оптоволокно. Свет - это форма несущая волна то есть модулированный нести информацию.[2] Волокно предпочтительнее электрических кабелей когда высокий пропускная способность, большое расстояние или невосприимчивость к электромагнитная интерференция необходимо.[3] Этот тип связи может передавать голос, видео и телеметрию через локальные сети или на большие расстояния.[4]

Оптическое волокно используется многими телекоммуникационными компаниями для передачи телефонных сигналов, связи через Интернет и сигналов кабельного телевидения. Исследователи из Bell Labs достигли скорости интернета более 100 петабит × километр в секунду по оптоволоконной связи.[5]

Фон

Впервые разработанная в 1970-х годах, волоконная оптика произвела революцию в телекоммуникации промышленности и сыграли важную роль в появлении Информационный век.[6] Из-за его преимущества перед электрической передачей, оптические волокна в значительной степени заменили медные проводные коммуникации в магистральные сети в разработанный мир.[7]

Процесс связи с использованием оптоволокна включает следующие основные этапы:

  1. создание оптического сигнала с использованием передатчика,[8] обычно из электрический сигнал
  2. передача сигнала по оптоволокну, гарантирующая, что сигнал не станет слишком искаженным или слабым
  3. прием оптического сигнала
  4. преобразование его в электрический сигнал

Приложения

Оптоволокно используется телекоммуникационными компаниями для передачи телефонных сигналов, сигналов Интернет-связи и кабельного телевидения. Он также используется в других отраслях промышленности, включая медицинскую, оборонную, государственную, промышленную и коммерческую. Помимо использования в телекоммуникационных целях, он используется в качестве световодов, для инструментов построения изображений, лазеров, гидрофонов для сейсмических волн, SONAR, а также в качестве датчиков для измерения давления и температуры.

Из-за более низкого затухание и вмешательство, оптическое волокно имеет преимущества перед медным проводом в приложениях на большие расстояния с высокой пропускной способностью. Однако развитие инфраструктуры в городах относительно сложно и требует много времени, а волоконно-оптические системы могут быть сложными и дорогими в установке и эксплуатации. Из-за этих трудностей первые волоконно-оптические системы связи в основном устанавливались в приложениях на большие расстояния, где их можно было использовать с полной пропускной способностью, компенсируя возросшую стоимость. Цены на волоконно-оптическую связь с 2000 года значительно упали.[нужна цитата ]

Стоимость прокладки волокна в дома в настоящее время стала более рентабельной, чем цена развертывания сети на основе меди. Цены упали до 850 долларов за абонента в США и ниже в таких странах, как Нидерланды, где затраты на копание низкие, а плотность жилья высокая.[9]

С 1990 года, когда оптическое усиление системы стали коммерчески доступными, телекоммуникационная отрасль проложила обширную сеть междугородных и трансокеанских волоконно-оптических линий связи. К 2002 г. межконтинентальная сеть протяженностью 250 000 км. подводный кабель связи вместимостью 2,56 Tb / s был завершен, и, хотя конкретная пропускная способность сети является конфиденциальной информацией, отчеты об инвестициях в телекоммуникации показывают, что пропускная способность сети резко увеличилась с 2004 года.

История

В 1880 г. Александр Грэхем Белл и его помощник Чарльз Самнер Тейнтер создали очень ранний предшественник волоконно-оптической связи, Фотофон, в недавно созданном Лаборатория Вольта в Вашингтон, округ Колумбия. Белл считал это своим самым важным изобретением. Устройство разрешено для коробка передач звука на луче света. 3 июня 1880 года Белл провел первую в мире беспроводную телефон передача между двумя зданиями на расстоянии 213 метров друг от друга.[10][11] Из-за использования атмосферной среды передачи фотофон не будет практичным до тех пор, пока достижения в области лазерных и оптоволоконных технологий не позволят обеспечить безопасную транспортировку света. Первое практическое применение фотофона пришло в системы военной связи много десятилетий спустя.

В 1954 г. Гарольд Хопкинс и Нариндер Сингх Капани показали, что прокатанное стекловолокно позволяет пропускать свет.[12]

Дзюн-ичи Нисидзава, японский ученый из Университет Тохоку, предложила использовать оптические волокна для связи в 1963 году.[13] Нисидзава изобрел PIN-диод и транзистор статической индукции, оба из которых внесли свой вклад в развитие волоконно-оптической связи.[14][15]

В 1966 г. Чарльз К. Као и Джордж Хокхэм в STC Laboratories (STL) показал, что потери в 1000 дБ / км в существующем стекле (по сравнению с 5–10 дБ / км в коаксиальном кабеле) были вызваны загрязнителями, которые потенциально могут быть удалены.

Оптическое волокно было успешно разработано в 1970 г. Corning Glass Works, с достаточно низким затуханием для связи (около 20дБ / км) и одновременно GaAs полупроводниковые лазеры были разработаны компактные устройства, подходящие для передачи света по оптоволоконным кабелям на большие расстояния.

В 1973 г. Оптелеком, Inc., соучредителем которой является изобретатель лазера Гордон Гулд, получила контракт от ARPA на одну из первых систем оптической связи. Система, разработанная для армейского ракетного командования в Хантсвилле, штат Алабама, была предназначена для того, чтобы позволить ракетам малой дальности запускаться удаленно с земли с помощью пятикилометрового оптического волокна, которое отделялось от ракеты во время полета.[16]

После периода исследований, начавшегося с 1975 года, была разработана первая коммерческая волоконно-оптическая система связи, которая работала на длине волны около 0,8 мкм и использовала полупроводниковые лазеры на GaAs. Эта система первого поколения работала со скоростью 45 Мбит / с с разнесением репитеров до 10 км. Вскоре, 22 апреля 1977 г., Телефон и электроника общего назначения отправил первый прямой телефонный трафик через оптоволокно со скоростью 6 Мбит / с в Лонг-Бич, Калифорния.

В октябре 1973 года Corning Glass подписала контракт на разработку с CSELT и Pirelli была направлена ​​на тестирование волоконной оптики в городских условиях: в сентябре 1977 года второй кабель из этой серии испытаний, названный COS-2, был экспериментально развернут на двух линиях (9 км) в Турин, впервые в большом городе, на скорости 140 Мбит / с.[17]

Волоконно-оптическая связь второго поколения была разработана для коммерческого использования в начале 1980-х годов, работала на длине волны 1,3 мкм и использовала полупроводниковые лазеры InGaAsP. Эти ранние системы изначально были ограничены многомодовой дисперсией волокна, а в 1981 г. одномодовое волокно Было обнаружено, что они значительно улучшают производительность системы, однако разработка практичных соединителей, способных работать с одномодовым волокном, оказалась сложной. Канадский провайдер услуг SaskTel завершил строительство самой длинной коммерческой оптоволоконной сети в мире, которая покрывала 3268 км (2031 миль) и связала 52 населенных пункта.[18] К 1987 году эти системы работали со скоростью передачи до 1,7 Гб / с с интервалом ретранслятора до 50 км (31 миль).

Первый трансатлантический телефонный кабель использовать оптическое волокно было ТАТ-8, на основе Desurvire оптимизированная технология лазерного усиления. Введен в эксплуатацию в 1988 году.

Волоконно-оптические системы третьего поколения работали при 1,55 мкм и имели потери около 0,2 дБ / км. Это развитие было вызвано открытием Арсенид галлия индия и разработка Pearsall фотодиода из арсенида индия и галлия. Инженеры преодолели предыдущие трудности с распространение импульсов на этой длине волны с помощью обычных полупроводниковых лазеров InGaAsP. Ученые преодолели эту трудность, применив волокна со смещенной дисперсией спроектирован так, чтобы иметь минимальную дисперсию на 1,55 мкм или ограничить спектр лазера одним продольная мода. Эти разработки в конечном итоге позволили системам третьего поколения работать на коммерческой основе со скоростью 2,5 Гбит / с с интервалом ретранслятора более 100 км (62 мили).

Используемые оптоволоконные системы связи четвертого поколения оптическое усиление уменьшить потребность в репитерах и мультиплексирование с разделением по длине волны увеличить емкость данных. Эти два улучшения вызвали революцию, которая привела к удвоению пропускной способности системы каждые шесть месяцев, начиная с 1992 года, до скорости передачи 10 Tb / с была достигнута к 2001 году. В 2006 году скорость передачи данных 14 Тбит / с была достигнута по одной линии длиной 160 км (99 миль) с использованием оптических усилителей.[19]

Основное внимание при разработке волоконно-оптической связи пятого поколения уделяется расширению диапазона длин волн, в котором WDM система может работать. Обычное окно длин волн, известное как диапазон C, охватывает диапазон длин волн 1,53–1,57 мкм, и сухое волокно имеет окно с малыми потерями, обещающее расширение этого диапазона до 1,30–1,65 мкм. Другие разработки включают концепцию "оптические солитоны ", импульсы, которые сохраняют свою форму за счет противодействия эффектам дисперсии с нелинейные эффекты волокна с помощью импульсов определенной формы.

С конца 1990-х по 2000 год промоутеры отрасли и исследовательские компании, такие как KMI и RHK, предсказывали резкое увеличение спроса на пропускную способность связи из-за более широкого использования Интернет, а также коммерциализация различных потребительских услуг с интенсивным использованием полосы пропускания, таких как видео по запросу. Протокол Интернета трафик данных увеличивался экспоненциально быстрее, чем сложность интегральной схемы увеличивалась в Закон Мура. С бюста пузырь доткомов однако до 2006 г. основной тенденцией в отрасли было укрепление фирм и офшоринг производства для снижения затрат. Такие компании как Verizon и AT&T воспользовались преимуществами волоконно-оптической связи для доставки разнообразных высокопроизводительных данных и широкополосных услуг в дома потребителей.

Технологии

Современные волоконно-оптические системы связи обычно включают в себя оптический передатчик для преобразования электрического сигнала в оптический сигнал для передачи по оптическому волокну. кабель содержащие пучки нескольких оптических волокон, которые проходят через подземные трубопроводы и здания, несколько типов усилителей и оптический приемник для преобразования сигнала в электрический. Передаваемая информация обычно цифровая информация генерируется компьютерами, телефонные системы и кабельное телевидение компании.

Передатчики

А GBIC модуль (показан здесь со снятой крышкой), представляет собой оптический и электрический трансивер. Электрический разъем находится вверху справа, а оптические разъемы - внизу слева.

Наиболее часто используемые оптические передатчики - это полупроводниковые устройства, такие как светодиоды (Светодиоды) и лазерные диоды. Разница между светодиодами и лазерными диодами в том, что светодиоды производят некогерентный свет, а лазерные диоды производят когерентный свет. Для использования в оптической связи полупроводниковые оптические передатчики должны быть компактными, эффективными и надежными, работать в оптимальном диапазоне длин волн и напрямую модулироваться на высоких частотах.

В своей простейшей форме светодиод представляет собой смещенный вперед p-n переход, излучающий свет через спонтанное излучение, явление, называемое электролюминесценция. Излучаемый свет некогерентен с относительно широкой спектральной шириной 30–60 нм. Светодиодная светопропускная способность также неэффективна, всего около 1%.[нужна цитата ] входной мощности, или около 100 микроватт, в конечном итоге преобразованных в запущенная мощность который был подключен к оптическому волокну. Однако из-за их относительно простой конструкции светодиоды очень полезны для недорогих приложений.

Светодиоды связи чаще всего изготавливаются из Фосфид арсенида галлия индия (InGaAsP) или арсенид галлия (GaAs). Поскольку светодиоды InGaAsP работают на большей длине волны, чем светодиоды на основе GaAs (1,3 микрометра против 0,81–0,87 микрометра), их выходной спектр, в то время как эквивалентный по энергии, шире по длине волны примерно в 1,7 раза. Большая ширина спектра светодиодов подвержена более высокой дисперсии волокна, что значительно ограничивает их произведение скорости передачи данных на расстояние (обычная мера полезности). Светодиоды подходят в первую очередь для локальная сеть приложения со скоростью передачи 10–100 Мбит / с и дальностью передачи в несколько километров. Также были разработаны светодиоды, использующие несколько квантовые ямы излучать свет на разных длинах волн в широком спектре и в настоящее время используются для локальных сетей WDM (Мультиплексирование с разделением по длине волны) сети.

Сегодня светодиоды в значительной степени вытеснены VCSEL (Вертикальный лазер с поверхностным излучением), которые предлагают улучшенные скорость, мощность и спектральные характеристики при аналогичной стоимости. Обычные устройства VCSEL хорошо сочетаются с многомодовым волокном.

Полупроводниковый лазер излучает свет через стимулированное излучение вместо спонтанного излучения, что приводит к высокой выходной мощности (~ 100 мВт), а также к другим преимуществам, связанным с природой когерентного света. Выходной сигнал лазера относительно направлен, что обеспечивает высокую эффективность связи (~ 50%) с одномодовым волокном. Узкая спектральная ширина также обеспечивает высокую скорость передачи данных, поскольку снижает эффект хроматическая дисперсия. Кроме того, полупроводниковые лазеры можно модулировать непосредственно на высоких частотах из-за коротких время рекомбинации.

Обычно используемые классы полупроводниковых лазерных передатчиков, используемых в волоконной оптике, включают: VCSEL (Лазер поверхностного излучения с вертикальным резонатором), Фабри-Перо и DFB (Распределенная обратная связь).

Лазерные диоды часто прямо модулированный, то есть световой поток регулируется током, подаваемым непосредственно на устройство. Для очень высоких скоростей передачи данных или очень больших расстояний ссылки, лазерный источник может работать непрерывная волна, а свет, модулированный внешним устройством, оптический модулятор, например электроабсорбционный модулятор или же Интерферометр Маха – Цендера. Внешняя модуляция увеличивает достижимую дальность связи за счет устранения лазера. щебетать, что расширяет ширина линии прямомодулированных лазеров, увеличивающих хроматическую дисперсию в волокне. Для обеспечения очень высокой эффективности использования полосы пропускания когерентная модуляция может использоваться для изменения фазы света в дополнение к амплитуде, что позволяет использовать QPSK, QAM, и OFDM.

А трансивер представляет собой устройство, объединяющее передатчик и приемник в одном корпусе (см. рисунок справа).

Волоконная оптика стала свидетелем последних достижений в технологиях. «Квадратурная фазовая манипуляция с двойной поляризацией - это формат модуляции, который эффективно передает в четыре раза больше информации, чем традиционные оптические передачи с той же скоростью». [20]

Приемники

Основным компонентом оптического приемника является фотоприемник который преобразует свет в электричество с помощью фотоэлектрический эффект. Основные фотоприемники для телекоммуникаций изготовлены из Арсенид галлия индия. Фотоприемник обычно представляет собой полупроводник. фотодиод. Несколько типов фотодиодов включают фотодиоды p-n, фотодиоды p-i-n и лавинные фотодиоды. Металл-полупроводник-металл (MSM) фотодетекторы также используются из-за их пригодности для интеграция схем в регенераторы и мультиплексоры с разделением по длине волны.

Оптико-электрические преобразователи обычно сочетаются с трансимпедансный усилитель и ограничивающий усилитель для создания цифрового сигнала в электрической области из входящего оптического сигнала, который может ослабляться и искажаться при прохождении через канал. Дальнейшая обработка сигналов, например восстановление часов из данных (CDR), выполненных ФАПЧ также может применяться до передачи данных.

В когерентных приемниках используется лазер с гетеродином в сочетании с парой гибридных ответвителей и четырьмя фотодетекторами на поляризацию, за которыми следуют высокоскоростные АЦП и цифровая обработка сигналов для восстановления данных, модулированных с помощью QPSK, QAM или OFDM.

Цифровое предыскажение

Система оптической связи передатчик состоит из цифро-аналоговый преобразователь (DAC), а усилитель драйвера и Модулятор Маха – Цендера. Развертывание более высоких форматы модуляции (> 4QAM ) или выше Скорость передачи (> 32 Гбод) снижает производительность системы из-за линейных и нелинейных эффектов передатчика. Эти эффекты можно отнести к категории линейных искажений из-за ограничения полосы пропускания ЦАП и I / Q передатчика. перекос а также нелинейные эффекты, вызванные насыщением усиления в усилителе-драйвере и модуляторах Маха – Цендера. Цифровой предыскажение противодействует ухудшающим эффектам и обеспечивает скорость передачи данных до 56 Гбод и форматы модуляции, такие как 64QAM и 128QAM с коммерчески доступными компонентами. Передатчик цифровой сигнальный процессор выполняет цифровое предыскажение входных сигналов, используя обратную модель передатчика, перед загрузкой отсчетов в ЦАП.

Старые методы цифрового предыскажения касались только линейных эффектов. Недавние публикации также компенсировали нелинейные искажения. Беренгер и др. моделирует модулятор Маха – Цендера как независимый Система Винера а ЦАП и усилитель драйвера моделируются усеченным, не зависящим от времени Вольтерра серия.[21] Ханна и др. использовал полином памяти для совместного моделирования компонентов передатчика.[22] В обоих подходах ряд Вольтерра или коэффициенты полинома памяти находятся с использованием Архитектура с косвенным обучением. Дутель и др. записывает для каждой ветви модулятора Маха-Цендера несколько сигналов с разной полярностью и фазой. Сигналы используются для расчета оптического поля. Перекрестная корреляция синфазное и квадратурное поля определяет временной сдвиг. В частотный отклик а нелинейные эффекты определяются архитектурой косвенного обучения.[23]

Типы волоконно-оптических кабелей

Прицеп для кабельной катушки с кабелепроводом, по которому можно транспортировать оптическое волокно
Многомодовое оптическое волокно в подземной служебной яме

An оптоволоконный кабель состоит из сердечника, облицовка, и буфер (защитное внешнее покрытие), в котором оболочка направляет свет вдоль сердцевины с помощью метода полное внутреннее отражение. Сердечник и оболочка (имеющая нижнююпоказатель преломления ) обычно изготавливаются из качественных кремнезем стекло, хотя они могут быть и из пластика. Соединение двух оптических волокон осуществляется с помощью сварка плавлением или же механическое соединение и требует специальных навыков и технологии соединения из-за микроскопической точности, необходимой для выравнивания жил волокна.[24]

В оптических коммуникациях используются два основных типа оптического волокна: многомодовые оптические волокна и одномодовые оптические волокна. Многомодовое оптическое волокно имеет сердцевину большего размера (≥ 50 микрометры ), что позволяет подключать к нему менее точные и дешевые передатчики и приемники, а также более дешевые разъемы. Однако многомодовое волокно вводит многомодовое искажение, что часто ограничивает пропускную способность и длину ссылки. Кроме того, из-за более высокой присадка содержание, многомодовые волокна обычно дороги и демонстрируют более высокое затухание. Сердцевина одномодового волокна меньше (<10 микрометров) и требует более дорогих компонентов и методов соединения, но позволяет использовать гораздо более длинные линии с более высокими характеристиками. Предлагаются как одномодовые, так и многомодовые волокна разных марок.

Сравнение марок волокна[25]
ММЖ FDDI
62,5 / 125 мкм
(1987)		ММЖ OM1
62,5 / 125 мкм
(1989)		ММЖ OM2
50/125 мкм
(1998)		ММЖ OM3
50/125 мкм
(2003)		ММЖ OM4
50/125 мкм
(2008)		ММЖ OM5
50/125 мкм
(2016)		SMF OS1
9/125 мкм
(1998)		SMF OS2
9/125 мкм
(2000)
160 МГц · км
@ 850 нм		200 МГц · км
@ 850 нм		500 МГц · км
@ 850 нм		1500 МГц · км
@ 850 нм		3500 МГц · км
@ 850 нм		3500 МГц · км
@ 850 нм и
1850 МГц · км
@ 950 нм		1 дБ / км
@ 1300/
1550 нм		0,4 дБ / км
@ 1300/
1550 нм

Чтобы упаковать волокно в коммерчески жизнеспособный продукт, на него обычно наносят защитное покрытие с использованием ультрафиолета (УФ), отверждают светом. акрилатные полимеры, затем завершился соединители оптического волокна, и, наконец, собран в кабель. После этого его можно проложить в земле, а затем пропустить через стены здания и развернуть по воздуху аналогично медным кабелям. Эти волокна после развертывания требуют меньшего обслуживания, чем обычные витые пары.[26]

Специализированные кабели используются для передачи данных на большие расстояния, например трансатлантический кабель связи. Новые (2011–2013 гг.) Кабели коммерческих предприятий (Изумрудная Атлантида, Hibernia Atlantic ) обычно имеют четыре нити волокна и пересекают Атлантический океан (Нью-Йорк-Лондон) за 60–70 мс. Стоимость каждого такого кабеля в 2011 году составляла около 300 миллионов долларов. источник: Хроники Вестник.

Другой распространенной практикой является связывание множества волоконно-оптических жил на большом расстоянии. передача энергии кабель. Это эффективно использует права на передачу электроэнергии, гарантирует, что энергетическая компания может владеть и контролировать оптоволокно, необходимое для мониторинга своих собственных устройств и линий, эффективно защищено от несанкционированного доступа и упрощает развертывание умная сеть электроснабжения технологии.

Усиление

Основная статья: Оптический усилитель

Расстояние передачи волоконно-оптической системы связи традиционно ограничивалось затуханием в волокне и искажением волокна. Эти проблемы были устранены с помощью оптико-электронных повторителей. Эти повторители преобразуют сигнал в электрический сигнал, а затем используют передатчик для повторной отправки сигнала с более высокой интенсивностью, чем было получено, тем самым противодействуя потерям, понесенным в предыдущем сегменте. Из-за высокой сложности современных мультиплексированных сигналов с разделением по длине волны. Учитывая тот факт, что их нужно было устанавливать примерно раз в 20 км (12 миль), стоимость этих ретрансляторов очень высока.

Альтернативный подход - использовать оптические усилители которые усиливают оптический сигнал напрямую, без необходимости преобразовывать сигнал в электрическую область. Один из распространенных типов оптических усилителей называется усилителем на волокне, легированном эрбием, или EDFA. Они сделаны допинг отрезок волокна с редкоземельным минералом эрбий и накачивание это со светом от лазер с более короткой длиной волны, чем сигнал связи (обычно 980нм ). EDFA обеспечивают усиление в диапазоне ITU C на длине волны 1550 нм, что близко к минимуму потерь для оптического волокна.

Оптические усилители имеют несколько существенных преимуществ перед электрическими повторителями. Во-первых, оптический усилитель может одновременно усиливать очень широкий диапазон, который может включать сотни отдельных каналов, устраняя необходимость демультиплексирования сигналов DWDM на каждом усилителе. Во-вторых, оптические усилители работают независимо от скорости передачи данных и формата модуляции, позволяя сосуществовать нескольким скоростям передачи данных и форматам модуляции и позволяя повысить скорость передачи данных системы без необходимости замены всех повторителей. В-третьих, оптические усилители намного проще репитера с такими же возможностями и, следовательно, значительно более надежны. Оптические усилители в значительной степени заменили повторители в новых установках, хотя электронные повторители по-прежнему широко используются в качестве транспондеров для преобразования длины волны.

Мультиплексирование с разделением по длине волны

Основная статья: Мультиплексирование с разделением по длине волны

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) - это метод передачи нескольких каналов информации по одному оптическому волокну путем отправки нескольких световых лучей с разными длинами волн через волокно, каждый из которых модулируется отдельным информационным каналом. Это позволяет увеличить доступную пропускную способность оптических волокон. Для этого требуется мультиплексор с разделением по длине волны в передающем оборудовании и демультиплексор (по существу, спектрометр ) в приемном оборудовании. Решетки волноводных массивов обычно используются для мультиплексирования и демультиплексирования в WDM. Используя коммерчески доступную технологию WDM, полосу пропускания волокна можно разделить на 160 каналов.[27] для поддержки комбинированного битрейта в диапазоне 1,6 Тбит / с.

Параметры

Произведение ширины полосы и расстояния

Поскольку эффект дисперсии увеличивается с увеличением длины волокна, волоконная система передачи часто характеризуется произведение ширины полосы на расстояние, обычно выражается в единицах МГц · Км. Это значение является произведением ширины полосы пропускания и расстояния, поскольку существует компромисс между шириной полосы сигнала и расстоянием, на которое он может быть передан. Например, обычное многомодовое волокно с произведением ширины полосы на расстояние 500 МГц · км может передавать сигнал 500 МГц на 1 км или сигнал 1000 МГц на 0,5 км.

Скорость записи

Каждое волокно может передавать множество независимых каналов, в каждом из которых используется своя длина волны (мультиплексирование с разделением по длине волны ). Чистая скорость передачи данных (скорость передачи данных без служебных байтов) по волокну - это скорость передачи данных по каналу, уменьшенная на упреждающее исправление ошибок (FEC) накладные расходы, умноженные на количество каналов (обычно до восьмидесяти в коммерческих плотный WDM систем по состоянию на 2008 г.).

Стандартные оптоволоконные кабели

Ниже приводится краткое изложение современных исследований с использованием стандартных одномодовых одножильных волоконно-оптических кабелей телекоммуникационного уровня.

ГодОрганизацияЭффективная скоростьКаналы WDMСкорость на каналРасстояние
2009Alcatel-Lucent[28]15,5 Тбит / с155100 Гбит / с7000 км.
2010NTT[29]69,1 Тбит / с432171 Гбит / с240 км
2011NEC[30]101,7 Тбит / с370273 Гбит / с164 км
2011КОМПЛЕКТ[31][32]26 Тбит / с33677 Гбит / с50 км
2016BT & Huawei[33]5,6 Тбит / с
28200 Гбит / соколо 140 км?
2016Nokia Bell Labs, Deutsche Telekom & Технический университет Мюнхена[34]1 Тбит / с
11 Тбит / с
2016Nokia-Alcatel-Lucent[35]65 Тбит / с
6600 км.
2017BT & Huawei[36]11,2 Тбит / с
28400 Гбит / с250 км
2020RMIT, Университеты Монаша и Суинберна[37][38]39,0 Тбит / с160244 Гбит / с76,6 км

Результат Nokia / DT / TUM 2016 года примечателен, поскольку это первый результат, приближающийся к Теоретический предел Шеннона.

Результаты 2011 KIT и 2020 RMIT / Monash / Swinburne примечательны тем, что для управления всеми каналами использовался один источник.

Специализированные кабели

Ниже приводится краткое изложение современных исследований с использованием специализированных кабелей, которые позволяют осуществлять пространственное мультиплексирование, использовать специализированные трехрежимные волоконно-оптические кабели или аналогичные специализированные волоконно-оптические кабели.

ГодОрганизацияЭффективная скоростьКол-во режимов распространенияКол-во ядерКаналы WDM (на ядро)Скорость на каналРасстояние
2011НИКТ[30]109,2 Тбит / с7
2012NEC, Corning[39]1,05 Пбит / с1252,4 км
2013Саутгемптонский университет[40]73,7 Тбит / с1 (полый)3x96
(режим DM)[41]		256 Гбит / с310 кв.м.
2014Технический университет Дании[42]43 Тбит / с71045 км
2014Эйндховенский технологический университет (TU / e) и Университет Центральной Флориды (КРЕОЛ)[43]255 Тбит / с750~ 728 Гбит / с1 км
2015НИКТ, Sumitomo Electric и RAM Photonics[44]2,15 Пбит / с22402 (диапазоны C + L)243 Гбит / с31 км
2017NTT[45]1 Пбит / содиночный режим3246680 Гбит / с205,6 км
2017KDDI Research и Sumitomo Electric[46]10,16 Пбит / с6 режимов19739 (диапазоны C + L)120 Гбит / с11,3 км
2018НИКТ[47]159 Тбит / стрехрежимный1348414 Гбит / с1045 км

Результат NICT 2018 примечателен тем, что побил рекорд пропускной способности с использованием одножильного кабеля, то есть без использования пространственное мультиплексирование.

Новые техники

Исследования DTU, Fujikura и NTT примечательны тем, что команде удалось снизить энергопотребление оптики примерно до 5% по сравнению с более распространенными методами, что может привести к новому поколению очень энергоэффективных оптических компонентов.

ГодОрганизацияЭффективная скоростьКоличество режимов распространенияКол-во ядерКаналы WDM (на ядро)Скорость на каналРасстояние
2018Хао Ху и др. (DTU, Fujikura и NTT)[48]768 Тбит / с
(661 Тбит / с)		Одиночный режим3080320 Гбит / с

В ходе исследований, проведенных Университетом RMIT в Мельбурне, Австралия, было разработано нанофотонное устройство, в котором достигнуто 100-кратное увеличение скорости оптоволоконного кабеля, достигаемой по току, за счет использования технологии скрученного света.[49]Этот метод передает данные о световых волнах, которые были скручены в спиральную форму для дальнейшего увеличения пропускной способности оптического кабеля, этот метод известен как орбитальный угловой момент (OAM). В нанофотонном устройстве используются ультратонкие топологические нанолисты для измерения доли миллиметра скрученного света, наноэлектронное устройство встроено в разъем, размер которого меньше размера USB-разъема, он легко вставляется в конец оптоволоконного кабеля. Устройство также можно использовать для получения квантовой информации, отправляемой через скрученный свет, вероятно, оно будет использоваться в новом диапазоне исследований квантовой связи и квантовых вычислений.[50]

Дисперсия

Для современного стекловолокна максимальное расстояние передачи ограничено не прямым поглощением материала, а несколькими типами разброс или распространение оптических импульсов по мере их прохождения по волокну. Дисперсия в оптических волокнах вызвана множеством факторов. Интермодальная дисперсия, вызванная разной осевой скоростью различных поперечных мод, ограничивает производительность многомодовое волокно. Поскольку одномодовое волокно поддерживает только одну поперечную моду, интермодальная дисперсия устраняется.

В одномодовом оптоволокне характеристики в первую очередь ограничиваются хроматическая дисперсия (также называемый дисперсия групповой скорости ), что происходит из-за того, что индекс стекла немного меняется в зависимости от длины волны света, а свет от реальных оптических передатчиков обязательно имеет ненулевую спектральную ширину (из-за модуляции). Поляризационная модовая дисперсия Еще один источник ограничения возникает потому, что, хотя одномодовое волокно может поддерживать только одну поперечную моду, оно может передавать эту моду с двумя разными поляризациями, а небольшие дефекты или искажения в волокне могут изменять скорости распространения для двух поляризаций. Это явление называется двулучепреломление волокна и можно противодействовать оптическое волокно с сохранением поляризации. Дисперсия ограничивает полосу пропускания волокна, поскольку расширяющийся оптический импульс ограничивает скорость, с которой импульсы могут следовать друг за другом по волокну и при этом оставаться различимыми на приемнике.

Некоторая дисперсия, особенно хроматическая дисперсия, может быть устранена с помощью «компенсатора дисперсии». Это работает с использованием специально подготовленного отрезка волокна, имеющего дисперсию, противоположную дисперсии, создаваемой передающим волокном, и это усиливает импульс так, чтобы он мог быть правильно декодирован электроникой.

Затухание

Затухание волокна, что требует использования усилительных систем, вызвано комбинацией поглощение материала, Рэлеевское рассеяние, Рассеяние Ми, и потери связи. Хотя поглощение материала для чистого кремнезема составляет всего около 0,03 дБ / км (современное волокно имеет затухание около 0,3 дБ / км), примеси в исходных оптических волокнах вызвали затухание около 1000 дБ / км. Другие формы затухания вызваны физическими нагрузками на волокно, микроскопическими колебаниями плотности и несовершенными методами сварки.[51]

Окна трансмиссии

Каждый эффект, который способствует ослаблению и дисперсии, зависит от длины оптической волны. Есть диапазоны длин волн (или окна), где эти эффекты наиболее слабые, и они наиболее благоприятны для передачи. Эти окна стандартизированы, и в настоящее время определены следующие диапазоны:[52]

ГруппаОписаниеДиапазон длин волн
Группа OоригиналОт 1260 до 1360 нм
Группа EрасширенныйОт 1360 до 1460 нм
Группа Sкороткие волныОт 1460 до 1530 нм
Группа Cобычное («эрбиевое окно»)От 1530 до 1565 нм
L группадлинные волныОт 1565 до 1625 нм
Группа Uсверхдлинные волныОт 1625 до 1675 нм

Обратите внимание, что эта таблица показывает, что современная технология смогла соединить второе и третье окна, которые изначально не пересекались.

Исторически под полосой O использовалось окно, называемое первым окном, на длине волны 800–900 нм; однако потери в этой области велики, поэтому это окно используется в основном для связи на короткие расстояния. Текущие нижние окна (O и E) около 1300 нм имеют гораздо меньшие потери. Эта область имеет нулевую дисперсию. Наиболее широко используются средние окна (S и C) около 1500 нм. В этой области самые низкие потери на затухание и самая большая дальность действия. У него есть некоторая дисперсия, поэтому для ее устранения используются устройства компенсации дисперсии.

Регенерация

Когда линия связи должна охватывать большее расстояние, чем способна существующая волоконно-оптическая технология, сигнал должен быть регенерированный в промежуточных точках ссылки ретрансляторы оптической связи. Ретрансляторы существенно увеличивают стоимость системы связи, поэтому разработчики систем стараются минимизировать их использование.

Последние достижения в области волоконно-оптических коммуникационных технологий позволили снизить деградацию сигнала настолько, что регенерация оптического сигнала требуется только на расстояниях в сотни километров. Это значительно снизило стоимость оптических сетей, особенно на подводных участках, где стоимость и надежность ретрансляторов являются одним из ключевых факторов, определяющих производительность всей кабельной системы. Основными достижениями, способствовавшими этим улучшениям производительности, является управление дисперсией, которое стремится уравновесить эффекты дисперсии с нелинейностью; и солитоны, которые используют нелинейные эффекты в волокне для обеспечения распространения без дисперсии на большие расстояния.

Последняя миля

Основная статья: Последняя миля

Хотя волоконно-оптические системы превосходны в приложениях с высокой пропускной способностью, оптическое волокно медленно достигает своей цели - волокно в помещение или решить Последняя миля проблема. Однако развертывание FTTH значительно увеличилось за последнее десятилетие и, по прогнозам, в ближайшем будущем будет обслуживать еще миллионы абонентов.[53] Например, в Японии EPON в значительной степени заменил DSL в качестве источника широкополосного Интернета. KT из Южной Кореи также предоставляет услугу под названием FTTH (Fiber To The Home), которая обеспечивает оптоволоконное соединение с домом абонента. Самые крупные развертывания FTTH находятся в Японии, Южной Корее и Китае.[54] Сингапур начал внедрение своей полностью оптоволоконной общенациональной широкополосной сети нового поколения (Next Gen NBN), которую планируется завершить в 2012 году и которую устанавливает OpenNet. С момента начала развертывания услуг в сентябре 2010 года покрытие сети в Сингапуре достигло 85% по всей стране.

В США, Verizon Communications предоставляет услугу FTTH под названием FiOS для выбора рынков с высоким ARPU (средний доход на пользователя) на существующей территории. Другой крупный выживший ILEC (или действующий оператор местной связи), AT&T, использует FTTN (Fiber To The Node) называется сервисом U-стих с витой парой в дом. Их конкуренты MSO используют FTTN с помощью коаксиального кабеля. HFC. Все основные сети доступа используют оптоволокно для большей части расстояния от сети поставщика услуг до потребителя.

Глобально доминирующая технология сетей доступа - это EPON (Пассивная оптическая сеть Ethernet). В Европе и среди операторов связи в США БПОН (Широкополосный PON на базе ATM) и GPON (Gigabit PON) уходит корнями в FSAN (Сеть полного доступа к услугам) и организации по стандартизации ITU-T, находящиеся под их контролем.

Сравнение с электрической передачей

Мобильное волокно оптический стык лаборатория, используемая для доступа и сращивания подземных кабелей
Открылся подземный корпус для сращивания оптоволоконных кабелей.

Выбор между оптоволокном и электрическим (или медь ) передача для конкретной системы осуществляется на основе ряда компромиссов. Оптическое волокно обычно выбирают для систем, требующих более высоких пропускная способность или проложить большие расстояния, чем может вместить электрическая проводка.

Основными преимуществами волокна являются его исключительно низкие потери (позволяющие использовать большие расстояния между усилителями / повторителями), отсутствие токов заземления и другие паразитарный сигнал и проблемы с питанием, характерные для длинных параллельных электрических проводов (из-за того, что для передачи используется свет, а не электричество, а также диэлектрическая природа оптоволокна), а также его изначально высокая пропускная способность. Для замены одного оптоволоконного кабеля с высокой пропускной способностью потребуются тысячи электрических линий. Еще одним преимуществом волокон является то, что даже при прокладке рядом друг с другом на большие расстояния волоконно-оптические кабели практически не работают. перекрестные помехи, в отличие от некоторых типов электрических линии передачи. Волокно можно устанавливать в зонах с высоким электромагнитная интерференция (EMI), например, рядом с инженерными линиями, линиями электропередач и железнодорожными путями. Неметаллические полностью диэлектрические кабели также идеально подходят для областей с высокой вероятностью ударов молнии.

Для сравнения, в то время как для однопроводных медных систем голосового качества длиной более пары километров требуются ретрансляторы линейных сигналов для удовлетворительной работы, для оптических систем нет ничего необычного в том, что они проходят более 100 километров (62 миль) без активных или пассивная обработка. Одномодовые оптоволоконные кабели обычно доступны длиной 12 км (7,5 миль), что сводит к минимуму количество сращиваний, необходимых для длинного кабеля. Доступно многомодовое волокно длиной до 4 км, хотя промышленные стандарты требуют только 2 км непрерывных линий.

В приложениях на короткие расстояния и с относительно низкой пропускной способностью часто предпочтительна электрическая передача из-за ее

  • Более низкая стоимость материала, когда не требуются большие количества
  • Более низкая стоимость передатчиков и приемников
  • Возможность нести электричество а также сигналы (в правильно спроектированных кабелях)
  • Простота эксплуатации преобразователей в линейный режим.

Оптические волокна сложнее и дороже сращивать, чем электрические проводники. А при более высоких мощностях оптические волокна чувствительны к волоконный предохранитель, что приводит к катастрофическому разрушению сердцевины волокна и повреждению компонентов передачи.[55]

Из-за этих преимуществ электрической передачи оптическая связь не является распространенной в коротких коробках, объединительная плата, или приложения "от чипа к кристаллу"; однако оптические системы таких масштабов были продемонстрированы в лаборатории.

В определенных ситуациях оптоволокно может использоваться даже для коротких расстояний или приложений с низкой пропускной способностью из-за других важных особенностей:

  • Устойчивость к электромагнитным помехам, в том числе ядерным электромагнитные импульсы.
  • Высоко электрическое сопротивление, что делает его безопасным для использования рядом с высоковольтным оборудованием или между зонами с разными потенциалы земли.
  • Меньший вес - важно, например, в самолетах.
  • Отсутствие искр - важно в средах с горючими или взрывоопасными газами.[56]
  • Не излучает электромагнитное излучение, и его трудно перехватить без нарушения сигнала, что важно в условиях повышенной безопасности.
  • Гораздо меньший размер кабеля - это важно там, где длина пути ограничена, например, при объединении в сеть существующего здания, где можно просверлить меньшие каналы и сэкономить место в существующих кабельных каналах и лотках.
  • Устойчивость к коррозии из-за неметаллической среды передачи

Волоконно-оптические кабели можно устанавливать в зданиях с тем же оборудованием, которое используется для прокладки медных и коаксиальных кабелей, с некоторыми модификациями из-за небольшого размера и ограниченного натяжения и радиуса изгиба оптических кабелей. Оптические кабели обычно могут быть проложены в системах воздуховодов на расстоянии 6000 метров или более в зависимости от состояния воздуховода, компоновки системы воздуховодов и техники установки. Более длинные кабели могут быть намотаны в промежуточной точке и при необходимости протянуты дальше в систему воздуховодов.

Руководящие стандарты

Чтобы различные производители могли разрабатывать компоненты, которые совместимы с оптоволоконными системами связи, был разработан ряд стандартов. В Международный союз электросвязи публикует несколько стандартов, касающихся характеристик и характеристик самих волокон, в том числе

  • ITU-T G.651, "Характеристики многомодового волоконно-оптического кабеля с градиентным индексом преломления 50/125 мкм"
  • ITU-T G.652, «Характеристики одномодового волоконно-оптического кабеля»

Другие стандарты определяют критерии эффективности для волокна, передатчиков и приемников, которые должны использоваться вместе в соответствующих системах. Некоторые из этих стандартов:

TOSLINK это наиболее распространенный формат для цифровой звук кабель с использованием пластиковое оптическое волокно для подключения цифровых источников к цифровым приемники.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Понимание длин волн в волоконной оптике». www.thefoa.org. Получено 2019-12-16.
  2. ^ Будущие тенденции в оптоволоконной связи (PDF). WCE, Лондон, Великобритания. 2 июля 2014 г. ISBN  978-988-19252-7-5.
  3. ^ «Как работает волоконная оптика». https://computer.howstuffworks.com/fiber-optic4.htm. Как это работает. Дата обращения 27 мая 2020.
  4. ^ «Каковы основные элементы волоконно-оптической системы связи?» https://www.fibreoptic.com.au/basic-elements-fibre-optic-communication-system/. FOS. Дата обращения 27 мая 2020.
  5. ^ «Пресс-релиз: Alcatel-Lucent Bell Labs объявляет новый рекорд оптической передачи и преодолевает барьер в 100 петабит в секунду на километр». Alcatel-Lucent. 28 сентября 2009 г. Архивировано с оригинал 18 октября 2009 г.
  6. ^ Олвейн, Вивек (23 апреля 2004 г.). «Волоконно-оптические технологии». Проектирование и реализация оптических сетей. Cisco Press. ISBN  978-1-58705-105-0. Получено 2020-08-08.
  7. ^ Джейкоби, Митч (16 марта 2020 г.). «По мере роста спроса на телекоммуникационные услуги оптоволоконный кабель необходимо будет повышать». Новости химии и машиностроения. Получено 27 мая, 2020.
  8. ^ «Руководство по волоконной оптике и кабелям». Ассоциация волоконной оптики. Получено 22 декабря, 2015.
  9. ^ Эдвин Конвей (2019). Принципы и практика оптоволоконной связи. Стерлинг Биографии. Электронные научные ресурсы. п. 57. ISBN  9781839472374.
  10. ^ Мэри Кей Карсон (2007). Александр Грэм Белл: дать голос миру. Стерлинг Биографии. Нью-Йорк: Стерлинг Паблишинг. стр.76 –78. ISBN  978-1-4027-3230-0.
  11. ^ Александр Грэхем Белл (Октябрь 1880 г.). «О производстве и воспроизведении звука светом». Американский журнал науки. Третья серия. XX (118): 305–324. Bibcode:1880AmJS ... 20..305B. Дои:10.2475 / ajs.s3-20.118.305. S2CID  130048089. также опубликовано как "Селен и Фотофон" в Природа, Сентябрь 1880 г.
  12. ^ Бхатт, Джаймин; Джонс, Адам; Фоли, Стивен; Шах, Захир; Мэлоун, Питер; Фосетт, Дерек; Кумар, Сунил (27 октября 2010 г.). «Гарольд Гораций Хопкинс: краткая биография». BJUI International. 106 (10): 1425–1428. Дои:10.1111 / j.1464-410X.2010.09717.x. PMID  21049584. S2CID  36285370.
  13. ^ Нисидзава, Дзюн-ичи и Суто, Кен (2004). «Генерация терагерцовых волн и усиление света с использованием рамановского эффекта». В Бхате, К. Н. и Дас Гупта, Амитава (ред.). Физика полупроводниковых приборов. Нью-Дели, Индия: Издательство Нароса. п. 27. ISBN  978-81-7319-567-9.
  14. ^ "Оптоволокно". Сендай Новый. Архивировано из оригинал 29 сентября 2009 г.. Получено 5 апреля, 2009.
  15. ^ «Новая медаль награждает японского лидера индустрии микроэлектроники». Институт инженеров по электротехнике и электронике.
  16. ^ Тейлор, Ник (2007). Лазер: изобретатель, лауреат Нобелевской премии, Тридцатилетняя патентная война (переиздание ред.). Вселенная. С. 169–171. ISBN  9780595465286.
  17. ^ Полевые эксперименты с оптоволокном в Италии: COS1, COS2 и COS3 / FOSTER. »Международная конференция по коммуникациям. Сиэтл. 1980.
  18. ^ Ригби, П. (2014). Три десятилетия инноваций. Световая волна, 31 (1), 6–10.
  19. ^ «14 Тбит / с по одному оптическому волокну: успешная демонстрация самой большой емкости в мире». Выпуск новостей. NTT. 29 сентября 2006 г.. Получено 17 июня, 2011.
  20. ^ «Подготовка сверхбыстрых сетей к развертыванию». Природа Фотоника. 4 (3): 144. Март 2010. Bibcode:2010НаФо ... 4..144.. Дои:10.1038 / nphoton.2010.23. ISSN  1749-4885.
  21. ^ Berenguer, P.W .; Nölle, M .; Molle, L .; Раман, Т .; Неаполь, А .; Schubert, C .; Фишер, Дж. К. (2016). «Нелинейные цифровые предыскажения компонентов передатчика». Журнал технологии световых волн. 34 (8): 1739–1745. Bibcode:2016JLwT ... 34.1739B. Дои:10.1109 / JLT.2015.2510962. S2CID  47550517 - через IEEE Xplore.
  22. ^ Khanna, G .; Spinnler, B .; Calabro, S .; De Man, E .; Ханик, Н. (2016). «Надежный адаптивный метод предварительного искажения для оптических передатчиков связи». Письма IEEE Photonics Technology. 28 (7): 752–755. Bibcode:2016IPTL ... 28..752K. Дои:10.1109 / LPT.2015.2509158. S2CID  6740310 - через IEEE Xplore.
  23. ^ Duthel, T .; Hermann, P .; Schiel, J .; Fludger, C.R.S .; Bisplinghoff, A .; Купфер, Т. (2016). «Определение характеристик и предварительные искажения линейных и нелинейных искажений передатчика для приложений PM-64QAM». 42-я Европейская конференция и выставка по оптической связи (ECOC): 785–787 - через IEEE Xplore.
  24. ^ Оптоволокно сломается, если его слишком сильно согнуть.Алвейн, Вивек (2004-04-23). "Сращивание". Волоконно-оптические технологии. Cisco Systems. Получено 2006-12-31.
  25. ^ Чарльз Э. Сперджен (2014). Ethernet: полное руководство (2-е изд.). O'Reilly Media. ISBN  978-1-4493-6184-6.
  26. ^ "Что в доменном имени?". ДоменМаркет. Архивировано из оригинал на 2007-09-27.
  27. ^ Infinera представляет новую линейку систем В архиве 2010-01-15 на Wayback Machine Пресс-релиз Infinera Corp, последнее посещение - 26 августа 2009 г.
  28. ^ «Alcatel-Lucent Bell Labs объявляет новый рекорд оптической передачи и преодолевает барьер в 100 петабит в секунду на километр» (Пресс-релиз). Alcatel-Lucent. 2009-10-28. Архивировано из оригинал на 18.07.2013.
  29. ^ «Мировой рекорд пропускной способности 69 терабит для оптической передачи по одному оптическому волокну» (Пресс-релиз). NTT. 2010-03-25. Получено 2010-04-03.
  30. ^ а б Хехт, Джефф (2011-04-29). «Сверхбыстрая волоконная оптика установила новый рекорд скорости». Новый ученый. 210 (2809): 24. Bibcode:2011NewSc.210R..24H. Дои:10.1016 / S0262-4079 (11) 60912-3. Получено 2012-02-26.
  31. ^ «Лазер передает рекордную скорость передачи данных по оптоволокну». BBC. 2011-05-22.
  32. ^ Hillerkuss, D .; Schmogrow, R .; Schellinger, T .; и другие. (2011). "26 Тбит с−1 сверхканальная передача с линейной скоростью с использованием полностью оптической обработки с быстрым преобразованием Фурье ". Природа Фотоника. 5 (6): 364. Bibcode:2011НаФо ... 5..364Ч. Дои:10.1038 / НПХОТОН.2011.74.
  33. ^ «Пробная версия BT 5,6 Тбит / с на одном оптическом волокне и 2 Тбит / с на прямом ядре». ISPreview. 2016-05-25. Получено 2018-06-30.
  34. ^ «Ученые успешно доводят оптоволоконные передачи до предела Шеннона». ISPreview. 2016-09-19. Получено 2018-06-30.
  35. ^ «65 Тбит / с по одному волокну: Nokia устанавливает новый рекорд скорости подводного кабеля». ARS Technica. 2016-12-10. Получено 2018-06-30.
  36. ^ "BT Labs обеспечивает сверхэффективный терабитный суперканал'". BT. 2017-06-19. Получено 2018-08-03.
  37. ^ «Исследователи только что зафиксировали самую высокую в мире скорость интернета с использованием одного оптического чипа». www.rmit.edu.au. 2020-05-22. Получено 2020-05-23.
  38. ^ «Сверхплотная оптическая передача данных по стандартному оптоволокну с одним источником чипа». Природа. 2020-05-22. Получено 2020-05-23.
  39. ^ «NEC и Corning достигли петабитной оптической передачи». Optics.org. 2013-01-22. Получено 2013-01-23.
  40. ^ «Большие данные, теперь со скоростью света». Новый ученый. 2013-03-30. Получено 2018-08-03.
  41. ^ «Исследователи создают оптоволоконную сеть, которая работает со скоростью 99,7%, побив рекорды скорости и задержки - ExtremeTech». 25 марта 2013 г.
  42. ^ «Один лазер и кабель обеспечивают оптоволоконную скорость до 43 Тбит / с». ISPreview. 2014-07-03. Получено 2018-06-30.
  43. ^ «255 Тбит / с: самая быстрая сеть в мире может передавать весь интернет-трафик по одному волокну». ExtremeTech. 2014-10-27. Получено 2018-06-30.
  44. ^ «Реализация мировой рекордной оптоволоконной пропускной способности передачи 2,15 Пбит / с». НИКТ. 2015-10-13. Получено 2018-08-25.
  45. ^ «Передача по оптоволокну один петабит в секунду на рекордном расстоянии 200 км» (PDF). NTT. 2017-03-23. Получено 2018-06-30.
  46. ^ «Успех сверхвысокой пропускной способности оптоволоконной передачи, побивший мировой рекорд в пять раз и достигший 10 Петабит в секунду» (PDF). Global Sei. 2017-10-13. Получено 2018-08-25.
  47. ^ «Японские исследователи« побили рекорд передачи »на 1045 км с использованием трехмодового оптического волокна». fibre-systems.com. 2018-04-16. Получено 2018-06-30.
  48. ^ Ху, Хао; Да Рос, Франческо; Пу, Минхао; Е, Фейхун; Ингерслев, Каспер; Порту да Силва, Эдсон; Нооруззаман, штат Мэриленд; Амма, Йошимичи; Сасаки, Юске; Мизуно, Такаяки; Миямото, Ютака; Оттавиано, Луиза; Семенова, Елизавета; Гуань, Пэнъю; Зибар, Дарко; Галили, Михаил; Ивинд, Крестен; Мориока, Тошио; Оксенлёве, Лейф К. (02.07.2018). «Частотная гребенка на основе кристалла с одним источником, обеспечивающая чрезвычайно параллельную передачу данных» (PDF). Природа Фотоника. Nature Photonics (том 12, страницы 469–473). 12 (8): 469–473. Bibcode:2018NaPho..12..469H. Дои:10.1038 / с41566-018-0205-5. S2CID  116723996.
  49. ^ «Революционная новая технология может сделать Интернет в 100 раз быстрее за счет использования скрученных световых лучей». Phys.org. 2018-10-24. Получено 2018-10-25.
  50. ^ Юэ, Цзэнцзи; Рен, Хаорань; Вэй, Шибяо; Линь, Цзяо; Гу, Мин (2018-10-24). «Нанометрия углового момента в ультратонкой плазмонной топологической пленке изолятора». Nature Communications. Nature Communications (том 9, номер статьи: 4413). 9 (1): 4413. Bibcode:2018НатКо ... 9.4413Y. Дои:10.1038 / s41467-018-06952-1. ЧВК  6200795. PMID  30356063.
  51. ^ «ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ЕЕ РОЛЬ В ИНФОРМАЦИОННОЙ РЕВОЛЮЦИИ». user.eng.umd.edu.
  52. ^ Пашотта, доктор Рюдигер. «Волоконно-оптические коммуникации». www.rp-photonics.com.
  53. ^ «Волокно в дом: полное руководство». https://get.ospinsight.com/fiber-to-the-home-the-ultimate-guide. OSPInsight. Проверено 27 мая 2020 года.
  54. ^ Tysco, Криста. «Среднегодовой обзор глобального рынка широкополосного доступа FTTH за 2017 год». https://www.ppc-online.com/blog/a-mid-year-roundup-of-the-2017-global-ftth-broadband-market. КПП. Проверено 27 мая 2020 года.
  55. ^ Ли, М. М .; Дж. М. Рот; Т. Г. Ульмер; К. В. Крайан (2006). "Феномен плавкого предохранителя в волокнах с сохранением поляризации на длине волны 1,55 мкм" (PDF). Конференция по лазерам и электрооптике / Квантовая электроника и лазерная научная конференция и системные технологии для фотонных приложений. бумага JWB66. Оптическое общество Америки. Архивировано из оригинал (PDF) 17 июля 2011 г.. Получено 14 марта, 2010.
  56. ^ Маколей, Аластер Д. (2011). Военные лазерные технологии для обороны: технологии для революционного преобразования войны 21 века. Джон Вили и сыновья. ISBN  9781118019542. Оптические датчики полезны в опасных средах, потому что искры не возникают при разрыве волокна или износе его покрытия.

дальнейшее чтение

  • Кейзер, Герд. (2011). Оптоволоконная связь, 4-е изд. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, ISBN  9780073380711
  • Старший, Джон. (2008). Оптоволоконная связь: принципы и практика, 3-е изд. Прентис Холл. ISBN  978-0130326812

внешняя ссылка