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工信部毛谦:光纤通讯历经55年 仍将持续为人类造福
2021-05-15

5月13日 ,在中国国际光电展览会结合C114通讯网进行的“2021中国光通讯高质量发展论坛”上 ,工信部通讯科技委专职常委、亚太光通讯委员会主任毛谦带来了《光纤通讯55年的发展》的主题演讲 ,介绍了从光纤通讯这55年的过程到我国的光纤通讯的近况。此表 ,他还介绍了当前光纤通讯热点技术的发展情况。

毛谦暗示 ,1966年英籍华人科学家高锟博士的论文揭开了光纤通讯的序幕 ,经过55年的发展 ,光纤通讯已经成为全球最重要的信息传送技术。目前全球已经敷设了约50亿芯公里的光纤 ,98%以上的信息都是通过光纤通讯传递。从1G到5G ,甚至是未来的6G ,都离不开光纤通讯。自2020年起头的我国甚至全球的新冠抗疫 ,凸显了光纤通讯的沉要性。

光纤是否会被新工具取代 ?毛谦引用高锟接受《文汇报》采访时的回覆称:“我相信在一千年内不会。”他以为 ,人类离不开光纤。未来 ,光纤通讯技术仍将持续发展 ,为人类造福。

光纤通讯55年 实现飞跃发展

毛谦暗示 ,光纤通讯的发展成立在三大身分下 ,蕴含半导体激光器、数字通讯系统以及低损耗光纤的出现。

光纤通讯系统蕴含准同步数字系统(PDH)、同步数字系统(SDH)、多业务系统(MST)、分组传送系统(POTN)、软件界说分组传送(SDPOTN)。

光纤类型的发展则从多模光纤、尺度单模光纤、色散位移光纤、非零色散位移光纤、宽带光纤、超低损耗光纤发展到光子晶体光纤、多芯光纤、少模光纤等。

从光纤通讯利用来看 ,通讯系统从首个市内局间中继(城域网)起头 ,历经省内远程干线、省际远程干线、国际远程、数据中心间 ,并向市内接入、数据中心间以及室内延长覆盖。

光通讯的速度从首个武汉八二工程通讯系统的8Mb/s提升至如今的800Gb/s ,甚至1Tb/s、10Tb/s、100Tb/s……

光器件发展也实现了技术飞跃 ,最早的激光器的寿命只有半个幼时 ,没有法子做试验 ,为了耽搁寿命 ,早期必要把激光器放进卖冰棍的保温瓶 ,里面再放上冰。如今的激光器 ?槭倜丫叽100万幼时以上。也正因如此 ,昔时八二工程12.4公里就设了四个站 ,而此刻光通讯跨距已经是千公里、万公里级别。

我国光纤通讯发展迅速 光通讯企业竞争力当先

我国光纤通讯经过多年的急剧发展 ,现已敷设光缆5249万公里 ,其中远程光缆为112.9万km ,占比2.15%;已敷设光纤约24亿芯公里 ,占全球已敷设光纤的48%左右;FTTH/O用户数为4.63亿户 ,占全球光接入用户数的42%左右;百兆及以上速度用户数达4.5亿户 ,占总用户数的90.4%;千兆用户数达803万户;光纤(FTTH/O)端口8.7977亿个。

目前我国光纤通讯市场的总规模约为1500亿元(约230亿美元);光纤光缆2020年产量约2.9亿芯公里 ,占全球份额从63%降落到44% ,光纤光缆年产值约73亿美元;光器件市场约占全球37.5% ,达40亿美元;光传输设备市场占全球42% ,达120亿美元。

毛谦指出 ,当前 ,我国光通讯产业在国际上的职位举足亲沉。在传输/接入设备产品方面 ,华为占据光传输产品全球市场份额第一 ,华为、战火和中兴三家企业计算全球市场份额占比39.59%。

在光纤光缆产品方面 ,我国光通讯企业更是竞争力雄厚 ,长飞、亨通 ,战火、PG电子和富通五家企业全球市场份额占比39.33%。

在光器件产品方面 ,我国光迅、旭创、海信和昂纳等企业市场份额不休提升 ,四家企业共占据全球市场份额的21.94%。

当前光纤通讯热点技术盘点

固然光通讯已经发展了55年 ,但是依然有着旺盛的性命力和发展潜力 ,技术水平不休提升。对于当下热点的光通讯技术 ,毛谦逐一做了介绍。如仿照ROF链路传1048576-QAM信号通常用的是4QAM、8QAM、16QAM ,而目前已经可能实现256QAM;单波单光源IM-DD 700Gb/s用结构调造已经能够达到700公里;用于数据中心网络的1.6Tb/s IM/DD传输 ,通过强度调造 ,直接检测 ,8个波的MWDM实现每波200Gb/s;以及世界首个100Gb/s矫捷PON现场试验等。

此表 ,还有传输16856km的多芯光纤CC-4CF、把1.2Tb/s信号通过MMF传送130km的多模光纤、以及目前单根光纤速度容量最大的光纤 ,可能实现净速度10.66Pb/s传输13km。

在光纤通讯中利用人为神经网络的端到端深度机械进建技术 ,是以强度调造/直接检测(IM/DD)为例考证光纤通讯系统机能 ,而后选取前馈人为神经网络(FFNN)和双向递归神经网络(BRNN)反向传布算法来设计光收发 ?。

可编程集成光子芯片具备类似于电芯片的FPGA的机能 ,使用软件和电调的方式配置该光芯片的职能 ,可实现沉复使用 ,对于还未成熟的技术来说 ,这一特点极度沉要。

神经状态光子学技术是利用AI和神经网络成立光子神经状态处置器内核 ,使光学芯片仿照大脑中的神经网络。目前该技术还面对不少高难度的挑战 ,如必要O/E/O ,无法直接利用电芯片中的处置器、存储器等 ,使其体积大、功耗大、成本高 ,以及若何成立硬件描述说话HDL、光子处置器和推算芯片的接口、算法等问题。

若何减幼光纤衰减系数是光通讯行业面对的沉要挑战 ,目前光纤衰减每2~3年才减幼0.01dB/km。由于瑞利散射对光纤衰减的贡献成分达到80% ,而经过压力淬火可减幼光纤的瑞利散射衰减。若是把空地看作散射粒子 ,以氩气为介质 ,通过热等静压机上施加压力 ,急剧淬火 ,等效散射衰减系数可降低为0.07dB/km ,远低于目前的世界纪录0.1419dB/km。

毛谦以为 ,当前的量子通讯只是量子密钥传递 ,而客户信息依然在通常的光纤传输系统里传输 ,效能很低。若是实现一个光子能够传输一个比特 ,光纤通讯的容量就能够成亿倍地增长 ,那才是真正的光子通讯。而每比特1个光子的10.5Gb/s全光通讯的技术试验打下了很好的基础 ,或许能够实现光量子通讯。(起源  C114通讯网)

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