Is teicneolaíocht é líonrú optúil a úsáideann solas chun sonraí a tharchur idir feistí. Tairgeann sé bandaleithead ard agus latency íseal agus tá sé mar an caighdeán de facto do chumarsáid sonraí fad-achair le blianta fada. Úsáidtear snáithín optúil don chuid is mó de chumarsáid gutha agus sonraí fad-achair ar fud an domhain.
Tá líonrú optúil tábhachtach toisc go gceadaíonn sé tarchur sonraí ardluais thar achair fhada. Mar shampla, cinntíonn an líonra optúil gur féidir le húsáideoirí i Nua-Eabhrac rochtain a fháil ar fhreastalaithe i Nairobi chomh tapa agus a cheadaíonn dlíthe na fisice.
Tá an teicneolaíocht atá taobh thiar de líonrú optúil bunaithe ar phrionsabal an machnaimh inmheánaigh iomlán. Nuair a bhuaileann solas dromchla meán cosúil le cábla snáthoptaice, tá cuid den solas frithchaite ag an dromchla. Braitheann an uillinn ag a bhfuil solas ag frithchaitheamh ar airíonna an mheáin agus ar an uillinn ionsaithe (an uillinn ag a mbuaileann an solas an dromchla).
Má tá an uillinn ionsaithe níos mó ná an uillinn chriticiúil, ansin tá gach solas frithchaite; tugtar machnamh inmheánach iomlán air seo. Is féidir machnamh inmheánach iomlán a úsáid chun snáithíní optúla a dhéanamh, cineál gloine nó plaisteach a threoraíonn solas feadh a fhad.
De réir mar a thaistealaíonn solas tríd an snáithín, téann sé faoi ilfhrithchaitheamh inmheánach iomlán, rud a fhágann go bpreabann sé as balla an tsnáithín. Fágann an éifeacht preabtha seo go mbíonn an solas ag taisteal síos fad an tsnáithín i bpatrún zigzag.
Trí airíonna an tsnáithín a rialú go cúramach, is féidir le hinnealtóirí a rialú cé mhéad solais a fhrithchaitear agus cé chomh fada agus a thaistealaíonn sé sula bhfrithchaitear arís é. Thug sé seo deis dóibh snáithíní optúla a dhearadh a d’fhéadfadh sonraí a tharchur thar achair fhada gan aon fhaisnéis a chailliúint.
Tá roinnt comhpháirteanna i líonraí optúla: snáithíní optúla, trasghlacadóirí, aimplitheoirí, ilphléacsóirí, agus lasca optúla.
Snáithín Optúil
Is é snáithín optúil an meán a iompraíonn an comhartha optúil. Tá sé comhdhéanta de éagsúlacht ábhar, lena n-áirítear:
①Core: An t-ionad a iompraíonn solas.
②Clad: Ábhar a thimpeallaíonn an croí agus a chabhraíonn leis an comhartha optúil a choinneáil.
③ Maolán sciath: Ábhar a chosnaíonn an snáithín optúil ó dhamáiste.
De ghnáth déantar an croí agus an cumhdach de ghloine, agus is gnách go mbíonn an sciath maolánach déanta as plaisteach.
Trasghlacadóir
Is feistí iad trasghlacadóirí a thiontaíonn comharthaí leictreacha ina gcomharthaí optúla agus vice versa, a chuirtear i bhfeidhm de ghnáth sa mhíle dheireanach de nasc. Is é an comhéadan idir líonra optúil agus na gléasanna leictreonacha a úsáideann é, mar ríomhairí agus ródairí.
Aimplitheoir
Mar a thugann an t-ainm le fios, is gléas é aimplitheoir a aimplíonn comharthaí solais ionas gur féidir leo achair fhada a thaisteal gan neart a chailleadh. Cuirtear aimplitheoirí feadh an tsnáithín go rialta chun an comhartha a threisiú.
Ilphléacsóir
Is gléas é ilphléacsálaí a thógann comharthaí iolracha agus a chomhcheanglaíonn iad in aon chomhartha amháin. Déantar é seo trí thonnfhad difriúil solais a shannadh do gach comhartha, rud a ligeann don ilphléacsálaí comharthaí iolracha a sheoladh go comhuaineach feadh snáithín amháin gan cur isteach.
Athraigh Solas
Is gléas é lasc optúil a sheolann comharthaí optúla ó shnáithín amháin go snáithín eile. Úsáidtear lasca optúla chun trácht i líonraí optúla a rialú agus de ghnáth úsáidtear iad i líonraí ard-acmhainne.
Stair na Líonrú Optúil
Thosaigh stair an líonraithe optúla sna 1790idí nuair a chum an t-aireagóir Francach Claude Chappe an teileagraf comhartha optúil, ceann de na samplaí is luaithe de chóras cumarsáide optúla.
Beagnach céad bliain ina dhiaidh sin, sa bhliain 1880, phaitinnigh Alexander Graham Bell an teileafón leictreastatach, córas optúil teileafóin. Cé go raibh an Photophone ceannródaíoch, bhí aireagán níos luaithe Bell ar an teileafón níos praiticiúla agus bhí sé i bhfoirm inláimhsithe. Dá bhrí sin, níor fhág Photophone an chéim turgnamhach riamh.
Go dtí na 1920idí, níor phaitinnigh John Logie Baird i Sasana agus Clarence W. Hansell ach an smaoineamh chun úsáid a bhaint as sraith feadáin chuas nó slata trédhearcacha chun íomhánna a tharchur do chórais teilifíse nó facs.
Sa bhliain 1954, d'fhoilsigh an t-eolaí Ollannach Abraham Van Heel agus an t-eolaí Briotanach Harold H. Hopkins páipéir eolaíochta ar an tarracóireacht. Dhírigh Hopkins ar shnáithíní neamhchumhdaithe, agus dhírigh Van Heel ar bheartáin shimplí chumhdaigh amháin - cumhdach trédhearcach le hinnéacs níos ísle athraonta timpeall an tsnáithín lom.
Cosnaíonn sé seo an dromchla frithchaiteach snáithín ó dhífhoirmíochtaí seachtracha agus laghdaítear go mór trasnaíocht idir snáithíní. Bhí forbairt bíomaí íomháithe ina chéim thábhachtach d'fhorbairt snáithíní optúla. Trí dhromchla an tsnáithín a chosaint ó chur isteach seachtrach is féidir comharthaí optúla a tharchur níos cruinne tríd an snáithín.
Faoi 1960, bhí caillteanais de thart ar 1 deicibeil (dB) in aghaidh an mhéadair ag snáithíní clúdaithe gloine, oiriúnach le haghaidh íomháithe leighis, ach ró-ard le haghaidh cumarsáide. I 1961, d'fhoilsigh Elias Snitzer ó Chuideachta Optúil Mheiriceá cur síos teoiriciúil ar shnáithín optúil le croí beag bídeach a d'fhéadfadh solas a tharchur trí mhodh tonntreoraithe amháin.
I 1964, mhol an Dr. Kao caillteanas éadrom de 10 nó 20 dB in aghaidh an chiliméadair. Cuidíonn an caighdeán seo le raon agus iontaofacht na gcóras teileachumarsáide a fheabhsú. Chomh maith lena chuid oibre ar rátaí caillteanais, léirigh an Dr Gao an gá atá le gloine níos glaine chun cabhrú le caillteanas solais a laghdú.
I samhradh na bliana 1970, thosaigh grúpa taighdeoirí ag Corning Glass Works ag tástáil le hábhar nua ar a dtugtar shilice comhleáite. Tá an tsubstaint seo ar eolas mar gheall ar a íonacht thar a bheith ard, a leáphointe ard agus a innéacs íseal athraonta.
Thuig an fhoireann, comhdhéanta de Robert Maurer, Donald Keck agus Peter Schultz, go luath go bhféadfaí shilice comhleáite a úsáid chun cineál nua sreinge a dhéanamh ar a dtugtar "snáithín optúil waveguide." Is féidir leis an sreang snáthoptaice seo 65,000 uaire níos mó faisnéise a iompar ná an sreang copar traidisiúnta. Ina theannta sin, is féidir na tonnta solais a úsáidtear chun faisnéis a iompar a dhíchódú ag cinn scríbe fiú míle míle ar shiúl.
Rinne an t-aireagán seo réabhlóidiú ar chumarsáid fhada agus réitigh sé an bealach do theicneolaíocht snáthoptaice an lae inniu. Réitigh an fhoireann an fhadhb caillteanais deicibeil a shainigh an Dr Gao, agus i 1973 d'fheabhsaigh John MacChesney ag Bell Laboratories an próiseas sil-leagan ceimiceach gaile le haghaidh táirgeadh snáithíní. Mar thoradh air sin, tá táirgeadh tráchtála cáblaí snáithíní optúla indéanta.
I mí Aibreáin 1977, d'úsáid General Telephone and Electronics Co. an líonra snáthoptaice don chéad uair le haghaidh cumarsáide fíor-ama teileafóin i Long Beach, California. I mí na Bealtaine 1977, lean Bell Labs a oireann go luath, ag tógáil córas cumarsáide optúla gutháin a mhair 1.5 míle i gceantar lár Chicago. Is féidir le gach péire snáithíní 672 cainéal gutha a tharchur, atá comhionann le ciorcad DS3.
Go luath sna 1980idí, dearadh an dara glúin de chumarsáid snáthoptaice le haghaidh úsáide tráchtála, ag baint úsáide as léasair leathsheoltóra 1.{3-micron InGaAsP. D'fheidhmigh na córais seo ag rátaí giotán chomh hard le 1.7 Gbps i 1987, agus bhí spásáil 50 ciliméadar óna chéile idir na hathsheoltóirí.
Feidhmíonn na córais a úsáidtear i líonraí snáthoptaice tríú glúin ag 1.55 miocrón agus tá caillteanas de thart ar 0.2 dB in aghaidh an chiliméadair acu.
Bíonn córais cumarsáide snáthoptaice ceathrú glúin ag brath ar aimpliú optúil chun líon na n-athsheoltóirí a theastaíonn a laghdú agus ar ilphléacsáil rannáin tonnfhaid (WDM) chun cumas sonraí a mhéadú.
In 2006, baineadh amach ráta giotán de 14 terabits (Tb) in aghaidh an tsoicind ar 160-líne ciliméadar ag baint úsáide as aimplitheoirí optúla. Faoi 2021, beidh eolaithe Seapánacha in ann 319 Tbps thar 3,000 ciliméadar a tharchur ag baint úsáide as cábla snáthoptaice ceithre chroí.
Cé go bhfuil cumas i bhfad níos mó ag na córais cumarsáide snáthoptaice ceathrú glúin seo ná na glúnta roimhe seo, tá an bunphrionsabal mar an gcéanna: comharthaí leictreacha a thiontú go bíoga optúla, iad a sheoladh thar snáthoptaice snáithíní, agus ansin iad a thiontú ar ais go comharthaí leictreacha ag an bhfáil. deireadh.
Mar sin féin, tá comhpháirteanna gach glúin tar éis éirí níos lú, níos iontaofa, agus níos saoire. Mar thoradh air sin, tá cumarsáid snáthoptaice ag éirí níos tábhachtaí dár mbonneagar domhanda teileachumarsáide.
Príomhthreochtaí i Líonrú Optúil
Fócas ar imeall an líonra
Is é imeall an líonra optúil an áit a sreabhann trácht isteach agus amach as an líonra. Chun freastal ar éilimh na n-iarratas scamall-bhunaithe, tá líonraí optúla ag bogadh níos gaire d'úsáideoirí deiridh. Ligeann sé seo do latency níos ísle agus feidhmíocht níos comhsheasmhaí.
Criptiú Ciseal
De réir mar a éiríonn cibear-ionsaithe níos coitianta, beidh cosaint sonraí ag gluaiseacht ina ábhar mór imní i gcónaí. Bhain SASE (Secure Access Service Edge), úsáid gnéithe slándála néal-dhúchasacha ag críochphointí seirbhíse, tarraingt amach le déanaí. Is féidir le cosaint críochphointe rialuithe slándála ar líonraí nasctha a dhéanamh gan ghá.
Cé go mb’fhéidir nach gcuirfidh sé seo deireadh leis an ngá atá le criptiú, cosnóidh sé sonraí íogaire agus feidhmchláir. Gan rialú slándála amháin, éiríonn cosaint ciseal 1 ag éirí níos casta.
Is féidir linn ár n-acmhainní a chosaint níos fearr trí rialú, bainistíocht agus trácht úsáideoirí a chriptiú. Fágann sin go bhfuil sé beagnach dodhéanta ag hackers briseadh isteach sa chóras, rud a laghdóidh go mór an seans go n-éireoidh le cibear-ionsaí. De réir mar a bhraitheann gnólachtaí níos mó ar shonraí agus ar nascacht, ní éireoidh réitigh slándála láidre ach níos soiléire.
Oscail Líonra Optúil
Is líonra optúil é líonra optúil oscailte a úsáideann comhéadain caighdeánacha oscailte chun comhtháthú trealaimh ó dhíoltóirí éagsúla a cheadú. Soláthraíonn sé seo níos mó rogha agus solúbthachta do chomhpháirteanna líonra optúla. Ina theannta sin, déanann sé níos éasca gnéithe agus seirbhísí nua a chur leis de réir mar a bhíonn siad ar fáil.
Fás Seirbhísí Speictrim
De réir mar a leanann an trácht sonraí ag fás, is amhlaidh atá an gá atá le bandaleithead agus toilleadh níos airde. Soláthraíonn seirbhísí speictreach é seo trí úsáid a bhaint as speictream chun acmhainn na ngréasán snáthoptaice atá ann cheana a mhéadú. Tá méadú ag teacht ar an éileamh atá ar na seirbhísí seo mar go soláthraíonn siad bealach costéifeachtach chun freastal ar an éileamh ar shonraí atá ag dul i méid.
Tuilleadh imscaradh lasmuigh
Tá imscaradh lasmuigh i gcaibinéid sráide ag éirí níos coitianta de réir mar a mhéadaíonn an t-éileamh ar bandaleithead agus cumas níos airde. Is féidir le snáithín lasmuigh a reáchtáil go díreach chuig suíomh an chustaiméara, ag soláthar nasc níos dírí agus latency níos ísle.
Dlúth agus Modulator
De réir mar a leanann líonraí optúla ag forbairt, is léir go bhfuil gá le comhpháirteanna níos lú agus níos dlúithe. Tá sé seo amhlaidh toisc go mbíonn spás i dtimpeallacht lárionad sonraí teoranta go minic. Cuireann optaic mhodúlach dhlúth ar fáil cur chuige sábhála spáis agus iad fós ag seachadadh ardfheidhmíochta.
Todhchaí an Líonrú Optúil
Líonra Optúil Chliste
Is líonraí optúla iad líonraí optúla Chliste a úsáideann intleacht shaorga (AI) chun feidhmíocht a bharrfheabhsú. Is féidir faisnéis shaorga a úsáid chun fadhbanna sa líonra a aithint agus a cheartú go huathoibríoch. Ligeann sé seo líonra níos éifeachtaí agus níos iontaofa.
Ina theannta sin, is féidir AI a úsáid chun patrúin agus éilimh tráchta sa todhchaí a thuar. Is féidir an fhaisnéis seo a úsáid chun acmhainn a sholáthar roimh ré, ag cinntiú gur féidir leis an líonra freastal ar éilimh amach anseo.
Ailtireacht ghreille solúbtha
Tá ailtireachtaí mogalra solúbtha ag éirí níos coitianta mar go soláthraíonn siad bealach chun cumas snáithíní atá ann cheana féin a mhéadú. Ceadaíonn an eangach sholúbtha ilphléacsáil a dhéanamh ar thonnfhaid éagsúla solais ar shnáithín amháin. Ligeann sé seo níos mó sonraí a iompar ar gach snáithín, ag méadú acmhainn líonra.
Ilphléacsáil rannán tonnfhad ar éileamh
Teicníc is ea ilphléacsáil rannán tonnfhad a ligeann do thonnfhaid iolracha solais a tharchur ar shnáithín amháin. Is cineál WDM é WDM ar-éileamh a cheadaíonn acmhainn ar éileamh. Ciallaíonn sé seo gur féidir toilleadh a chur leis de réir mar is gá gan snáithín nua a shuiteáil.
Líonrú Optúil i nDomhan atá ag méadú go digiteach
Tá líonrú optúil tagtha ar bhealach fada ina stair réasúnta gearr. Ó thús áite, is cuid riachtanach anois é de go leor bonneagair mhóra líonra. Is gné lárnach den Idirlíon é, ag réabhlóidiú ar an mbealach ina ndéanaimid cumarsáid agus ag tabhairt isteach i ré ina bhfuil dul chun cinn teicneolaíochta gan fasach.
De réir mar a aibíonn treochtaí ar nós 5G, is cosúil go bhfuil líonraí optúla ar tí ról tábhachtach a bheith acu inár saol atá ag éirí níos digitithe.
