光通信的原理是,在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,再将电信号转换成光信号,并通过光纤经过光的全反射原理传送；在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。电通信会因电噪声出现错误,导致通信速度下降。但是,光通信不会受到噪声的影响,因此可快速传输信号。
“七车道高速公路”
打造超强传输能力
人类很早就认识到用光可以传递信息,比如3000多年前中国就有了用光传递远距离信息的设施——烽火台,后来又有了用旗语、灯光闪烁等传递信息的方法。但是这些都是用可见光进行的视觉通信,是非常原始的光通信方式,不能称为完全意义上的光通信。
20世纪60年代后,随着人们对通信的要求变得越来越强烈,光通信获得了突飞猛进的发展。我们今天所说的光通信已不再是用可见光进行的视觉通信,而是采用光波作为载波来传递信息的通信方式了。
光通信指的是一切运用光作为载体而传送信息的所有通信方式的总称,而不管传输所使用的介质是什么；而光纤通信则是单纯地依靠光纤作为介质来传送信息的通信方式。
本次实验中,武汉邮电科学研究院采用具有自主知识产权的单模七芯光纤为传输介质。和普通光纤不同的是,一根单模七芯光纤相当于七根普通光纤合而为一。
武汉邮科院负责人表示,如果将光纤信息传输类比作高速公路,普通光纤是单一车道,那么单模七芯光纤就相当于并行七车道,能够提供7倍于普通光纤的传输能力。通过工艺及技术上的突破,单模七芯光纤解决了多芯光纤间串扰难题,把“车道”与“车道”之间的干扰和影响降到了最低。“560Tbit/s超大容量单模多芯光纤光传输系统”的传输容量是日常用标准单模光纤传输系统最大容量的五倍。
在传输介质进行创新的同时,本次实验所采用的系统设备使用了16个单光源,经过光多载波发生装置,单芯传输容量为80Tbit/s,系统传输总容量达到560Tbit/s,可以实现一根光纤上67.5亿对人(135亿人)同时通话。据介绍,经专家组测试验证,此次实现的“560Tbit/s超大容量单模多芯光纤光传输系统”为国内首次,达到了国际先进水平。
以技术换市场
助推光通信走向海外
据业内权威预测,到2030年,全球网络数据流量、人均网络数据流量都将比2010年增长1000倍。
作为互联网和通信网基础的光传输网络将不断面临承载海量数据的压力,网络扩容已经势在必行。而移动互联网、云计算、大数据、物联网应用快速兴起,流量的激增也给信息通信网络带来巨大挑战,解决网络数据流的“井喷式增长”难题正成为全球信息通信领域的竞争高地。
我国在“超大容量、超长距离、超高速率”光通信传输领域,连续取得重大科技突破。2014年首次实现一根普通标准单模光纤C+L波段100.3Tbit/s(相当于12.01亿对人在一根光纤上同时通话)容量传输实验。2015年,传输容量突破200Tbit/s(相当于24.02亿对人在一根光纤上同时通话),同年“三超”技术商用实践取得成功。
随着5G的逐步试商用以及网络云化,我国“超大容量、超长距离、超高速率”的研究,已为未来信息技术应用及产业发展储备了关键技术,也助推我国在未来信息技术领域处于国际前列。
长飞光纤光缆股份有限公司总裁庄丹指出,目前中国光通信企业已经具备全面进军海外的实力,那么如何走出去、开拓海外市场呢?“中国企业已经基本掌握了预制棒、光纤、光缆的技术,具备足够的能力响应海外差异化产品需求,中国产能规模已经占全球一半,具有强大的供给能力。而且中国企业经过探索,已经逐步在海外市场赢得一定品牌影响力,积累了一定的市场开拓经验。”
他认为可以技术换市场,开拓海外市场,由于国内市场竞争十分激烈,光纤光缆企业应该未雨绸缪。“东南亚、非洲等新兴市场发展潜力大,中国企业需要提前布局,光纤光缆属于网络基础设施,走出去需依托‘一带一路’国家战略,以‘技术换市场’是有效路径。”
我国光通信产业虽整体实力领先,但发展极不均衡,上游核心器件、高端芯片缺失。2015年我国光纤产能占全球55%,光网络设备占比45%,但上游光器件、模组占比不足10%,且集中在中低端,高端器件和芯片缺失,暴露我国光通信产业短板。
可以预见的是,后续政策配套和产业基金扶持力度将会加大,带来我国光芯片、核心器件的战略地位提升,未来产业升级和进口替代将为上游产业带来数倍增长空间。
据新华社、科技日报等
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