Ann an saoghal conaltraidh snàithleach optaigeach, tha taghadh tonn-fhaid solais coltach ri gleusadh tricead rèidio agus taghadh seanail. Is ann dìreach le bhith a’ taghadh an “t-seanail” cheart as urrainn an comharra a thar-chuir gu soilleir agus gu seasmhach. Carson nach eil ach astar tar-chuir de 500 meatair aig cuid de mhodalan optaigeach, agus cuid eile a’ dol thairis air ceudan cilemeatairean? Tha an dìomhaireachd na laighe ann an ‘dath’ a’ ghath solais sin - gu sònraichte, tonn-fhaid an t-solais.
Ann an lìonraidhean conaltraidh optaigeach an latha an-diugh, bidh modalan optaigeach de dhiofar thonnan-fada a’ cluich dhleastanasan gu tur eadar-dhealaichte. Tha na trì prìomh thonnan-fada de 850nm, 1310nm, agus 1550nm a’ cruthachadh frèam bunaiteach conaltraidh optaigeach, le roinn shoilleir de shaothair a thaobh astar tar-chuir, feartan call, agus suidheachaidhean tagraidh.
1. Carson a dh’fheumas sinn iomadh tonn-fhaid?
Tha bun-adhbhar iomadachd tonn-fhaid ann am modalan optaigeach na laighe ann an dà phrìomh dhùbhlan ann an tar-chur snàithleach optaigeach: call agus sgaoileadh. Nuair a thèid comharran optaigeach a thar-chur ann am snàithleach optaigeach, bidh lughdachadh (call) lùtha a’ tachairt air sgàth gabhail a-steach, sgapadh agus aodion a’ mheadhain. Aig an aon àm, bidh astar iomadachaidh neo-chothromach diofar phàirtean tonn-fhaid ag adhbhrachadh leudachadh (sgaoileadh) cuisle comharran. Tha seo air fuasglaidhean ioma-thonn-fhaid a thoirt gu buil:
• Còmhlan 850nm:bidh e ag obair sa mhòr-chuid ann am snàithleanan optaigeach ioma-mhodh, le astaran tar-chuir mar as trice a’ dol bho beagan cheudan meatairean (leithid ~ 550 meatairean), agus is e am prìomh fheachd airson tar-chuir astar goirid (leithid taobh a-staigh ionadan dàta).
• Còmhlan 1310nm:a’ nochdadh feartan sgapadh ìosal ann an snàithleanan aon-mhodh àbhaisteach, le astaran tar-chuir suas ri deichean de chilemeatairean (leithid ~ 60 cilemeatair), ga fhàgail mar chnàimh-droma tar-chuir astar meadhanach.
• Còmhlan 1550nm:Leis an ìre lasachaidh as ìsle (mu 0.19dB/km), faodaidh an astar tar-chuir teòiridheach a bhith nas àirde na 150 cilemeatair, ga fhàgail mar rìgh an tar-chuir fad-astar agus eadhon thar-astar fada.
Tha àrdachadh teicneòlas iomadachaidh roinneadh tonn-fhaid (WDM) air comas snàithleanan optaigeach a mheudachadh gu mòr. Mar eisimpleir, bidh modalan optaigeach dà-shligheach snàithleach singilte (BIDI) a’ coileanadh conaltradh dà-shligheach air aon snàithleach le bhith a’ cleachdadh tonn-fhaid eadar-dhealaichte (leithid measgachadh 1310nm/1550nm) aig na cinn tar-chuir is glacaidh, a’ sàbhaladh ghoireasan snàithleach gu mòr. Faodaidh teicneòlas iomadachaidh roinneadh tonn-fhaid dùmhail (DWDM) nas adhartaiche astar tonn-fhaid glè chumhang a choileanadh (leithid 100GHz) ann am bannan sònraichte (leithid O-band 1260-1360nm), agus faodaidh aon snàithleach dusanan no eadhon ceudan de shianalan tonn-fhaid a chumail suas, ag àrdachadh comas tar-chuir iomlan chun ìre Tbps agus a’ leigeil ma sgaoil làn chomas snàithleach optaigeach.
2. Ciamar a thaghas tu tonn-fhaid mhodalan optigeach gu saidheansail?
Feumaidh taghadh tonn-fhaid beachdachadh mionaideach air na prìomh nithean a leanas:
Astar tar-chuir:
Astar goirid (≤ 2km): 850nm (snàithleach ioma-mhodh) mas fheàrr.
Astar meadhanach (10-40km): freagarrach airson 1310nm (snàithleach aon-mhodh).
Astar fada (≥ 60km): feumar 1550nm (snàithleach aon-mhodh) a thaghadh, no a chleachdadh còmhla ri amplifier optigeach.
Riatanas comas:
Gnìomhachas àbhaisteach: Tha modalan tonn-fhaid stèidhichte gu leòr.
Comas mòr, tar-chur dùmhlachd àrd: Tha feum air teicneòlas DWDM/CWDM. Mar eisimpleir, faodaidh siostam DWDM 100G a tha ag obair anns a’ chòmhlan-O taic a thoirt do dhusanan de shianalan tonn-fhaid dùmhlachd àrd.
Beachdachaidhean cosgais:
Modúl tonn-fhaid stèidhichte: Tha a’ phrìs aonaid tùsail an ìre mhath ìosal, ach feumar iomadh modail tonn-fhaid de phàirtean a bharrachd a stòradh.
Modúl tonn-fhaid a ghabhas atharrachadh: Tha an tasgadh tùsail an ìre mhath àrd, ach tro atharrachadh bathar-bog, faodaidh e iomadh tonn-fhaid a chòmhdach, riaghladh phàirtean a bharrachd a dhèanamh nas sìmplidhe, agus san fhad-ùine, iom-fhillteachd agus cosgaisean obrachaidh is cumail suas a lughdachadh.
Suidheachadh tagraidh:
Eadar-cheangal Ionad Dàta (DCI): Tha fuasglaidhean DWDM dùmhlachd àrd, cumhachd ìosal nam prìomh-shruth.
Aghaidh-ghiùlain 5G: Le riatanasan àrda airson cosgais, latency, agus earbsachd, tha modalan dà-shligheach aon-snàithleach (BIDI) air an dealbhadh aig ìre gnìomhachais nan roghainn chumanta.
Lìonra pàirce iomairt: A rèir riatanasan astar agus leud-bann, faodar modalan CWDM cumhachd ìosal, meadhanach gu goirid no tonn-fhaid stèidhichte a thaghadh.
3. Co-dhùnadh: Mean-fhàs Teicneòlach agus Beachdachaidhean san Àm ri Teachd
Tha teicneòlas nam modalan optaigeach a’ leantainn air adhart ag atharrachadh gu luath. Tha innealan ùra leithid suidsichean roghnach tonn-fhaid (WSS) agus criostal leachtach air silicon (LCoS) a’ stiùireadh leasachadh ailtireachd lìonra optaigeach nas sùbailte. Tha ùr-ghnàthachaidhean a tha ag amas air còmhlain sònraichte, leithid an O-chòmhlan, an-còmhnaidh a’ leasachadh coileanadh, leithid a bhith a’ lughdachadh caitheamh cumhachd nam modalan gu mòr agus aig an aon àm a’ cumail suas iomall co-mheas comharra-gu-fuaim optaigeach (OSNR) gu leòr.
Ann an togail lìonraidhean san àm ri teachd, chan e a-mhàin gum feum innleadairean an astar tar-chuir obrachadh a-mach gu ceart nuair a bhios iad a’ taghadh tonnan-fada, ach cuideachd measadh coileanta a dhèanamh air caitheamh cumhachd, comas atharrachadh teòthachd, dùmhlachd cleachdaidh, agus cosgaisean obrachaidh is cumail suas làn-bheatha. Tha modalan optigeach earbsach a dh’ fhaodas obrachadh gu seasmhach airson deichean de chilemeatairean ann an àrainneachdan anabarrach (leithid -40 ℃ fuachd chruaidh) a’ fàs nan taic chudromach airson àrainneachdan cleachdaidh iom-fhillte (leithid stèiseanan bunaiteach iomallach).
Àm puist: 18 Sultain 2025