החשיבות הגוברת של סיבים אופטיים מתקדמים ב- Urban Connectivity

ערים מודרניות תלויות ברשתות סיבים אופטיים לשאת את התנועה הגוברת האקספוננציאלית של נתונים שנוצרו על ידי מחשוב ענן, הזרמת וידאו, טלמדיקים ואוטומציה תעשייתית. כמו אוכלוסיות עירוניות swell ו- Internet of Things (IoT) מתרחבת, מפעילי רשת מתמודדים עם האתגר הכפול של העברת רוחב פס גמיש יותר תוך פריסת סיבים פיזיים שלא נועדו מעולם ל-Squareble-mo סיבים מסורתיים, אם כי הם מצוינים לשידור ארוך טווח, והופכים לסיכון איטי יותר, להפסדים, כאשר הם נמצאים ב-Fedexitable, כאשר הם נמצאים ב-Fin, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כאשר הם אינם מסוגלים לעמוד ב-Federicericuredexentreperty-Fin, כאשר הם בעלי השפעה גבוהה יותר, כאשר הם אינם מסוגלים לעמוד ב-Fin-Fin, כלומר, כלומר, ללא סיבים פיזיים, ללא סיבים איטיים, כאשר הם בעלי השפעה גבוהה יותר, ללא סיבים לא ניתן ל-Fin, ללא סיבים לא ניתן ל-Fedial של מיקום של מבנה יחיד-Fin, ללא סיבים לא ניתן להתגבר על ידי קירור, כאשר הם אינם מסוגלים להתגבר על ידי תאים גמישים, ללא סיבים, כאשר הם אינם מסוגלים להתגבר על ידי תאים גמישים

פריצות דרך האחרונות בעיצוב סיבים - כולל הנדסה פרופיל אינדקס, כימאים ציפוי מתקדם, ו claddings microstructured - הפיק סיבים כי לשמור על אובדן נמוך אפילו עם רדיוני כ קטן כמו 5 מ"מ. חידושים אלה משנים כיצד ערים חוטות את התשתית שלהם, המאפשר פריסות מהירות יותר, עלויות תחזוקה נמוכות יותר, ועוד רשתות מרגיעות יותר להבין את החומר ואת היתרונות המעשיים מאחורי סיבים אלה הוא חיוני עבור מהנדסים, תוכניות עירוניות, טכנולוגיות, תוכניות עירוניות, תוכניות טכנולוגיות החלטות.

מימון של טכנולוגיית סיבים אופטיים

סיבים אופטיים מנחים אור דרך הליבה מוקפת שכבת קלדה עם אינדקס רפלקטיבי נמוך יותר. Total Internal Reflect Limits את האור, ומאפשר אותות לנסוע עשרות קילומטרים עם סיבים מינימליים של חד-פעמי סטנדרטי (ITU-T G.652) הם אופטימיזציה עבור אובדן נמוך ורוחב פס גבוה אבל להניח כי הסיבים יהיו ממוקמים כמעט ישר כאשר סיבים כאלה הוא להיות מנטרף, מהפך את האור חזק יותר, מדרדרדרדר, מדרדרדרדרדרדר, לגרום להפסד חזק יותר, וגרם.

רגישות בנד מתעוררת כי השדה ה ⁇ של מצב מודרך משתרע לתוך החיפוי.ב סיבים קונבנציונליים, שדה אינטראקציה חזק עם ממשק cladding-coating כאשר הסיבים מעוקלים.התוצאה היא עלייה מהירה בעצימות שיכולה להפוך קישור בלתי ניתן להתאמה.זה בעייתי במיוחד בסביבות עירוניות שבו סיבים חייבים לנווט סביב עמודות, להיכנס ציוד ארונות באמצעות פתחים הדוקים או להיות מוגבל ביחידות מגורים.

למה בנד רדינוס משנה

הרדיוס הנדנדק - העקומה הקטנה ביותר שיכולה לסבול ללא אובדן מופרז - הוא מפרט קריטי.סיבים מסורתיים בדרך כלל דורשים רדיוס nd מינימלי של 30 מ"מ או יותר. סיבי רגישות בנד, לעומת זאת, יכול לפעול בקוראן של 5-10 מ"מ עם יחידות זניחות. הבדל זה לא רק אקדמי; זה משפיע ישירות על הקלות ההתקנה, צפיפות של מסלולים, ואת המהימנות ארוכת טווח של מבנים, כמו גם על בסיס דרמטי של מסגרת הגנה, ללא מסגרת זמן, כמו גם על בסיס פשטות.

אתגר ה Deployment Challenges

חלוקת סיבים אופטיים בעיר כוללת מכשולים לא קיימים במסגרות כפריות או פרברים.רחובים צפופים עם כלי שירותים קיימים - מים, גז, חשמל וכבלים נחושת - משאירים מסדרונות צרים עבור סיבים חדשים.בניות יש קירות קונקרטיים, פירים מעלית, ומתאים מכופרים באש שמסבךים את הזעם.

חללים ותשתית Clutter

באזורים צפופים של המטרופולינים, נפח זמין עבור כבלים סיבים הוא לעתים קרובות רווי.סיבים חדשים חייבים לשתף conduits ו מגשי כבלים עם שירותים אחרים, המוביל להיותנדים הדוקים בנקודות צומת.יתר על כן, בעלי בניין ורשויות עירוניות דורשים יותר ויותר כי מתקנים חדשים אינם משבשים שירותים קיימים. סיבים גמישים שניתן לנתב סביב ללא שבירה יכולים להיות מותקנים בגדלים קטנים יותר, צמצום עלויות אזרחיות ואישורים.

שילוב עם Legacy Infrastructure

רוב המבנים הישנים מעולם לא נועדו להכיל כבלים אופטיים סיבים.הנתיבים הקיימים – כגון מגשים כבליים מחונפים, ארמונות conduit, ופירים עולים – נועדו עבור נחושת מעוותים או כבלים קואקסיליים. מסלולים אלה יש פינות חדות רבות ומרחבים צפופים.

אמינות בסביבה דינמית

סביבות עירוניות לחוות רטט מתנועה, בנייה ואפילו הולכי רגל.התיישבות מבני מבנים והתרחבות תרמית יכול ליצור מתחים איטיים ומתמשכים על כבלים. סיבים קשיחים עשויים לפתח מדפים מיקרו שגדלים לאורך זמן, מה שמוביל לכישלון בסופו של דבר.בנדיד-אין רגיש, אשר משלב ציפויים עמידים מתוחים יותר וחיפויי פולימרים גמישים יותר, מתנגדים ללחץ מכני זה ולספק שירות ארוך יותר עבור מפעילי חירום, פחות.

התפתחותם של כוהנים רגישים

הדור הראשון של סיבים עמידים בכפייתיים הוצג בתחילת שנות ה -2000 כפתרון עבור רדיוס סיבי-ל-בית (FTTH) סיבים מוקדמים אלה השתמשו בעיצוב מכוקל בדיכאון - טבעת של חומר נמוך-index סביב הליבה - שדוחף את המצב המודרך הרחק מהממשק המתפתל-התאם-האפקטיבי, בעודם נדרשים עדיין עם ביצועים הדוקים מאוד, כמו Gnd-65-Gnd-GIR-GIR-GIR-GIR-G.

סיבים רגישים לדבורים מודרניים הולכים הרבה מעבר לסטנדרט G.657.הם משלבים מספר חידושים:

  • (ב) ,0) אזורי ליבה המבנים של Nano-structured 1 (FLT:1) שיוצרים "תחפירות" או "מואט" של מדד השבירה התחתון ליד הליבה, אשר משקף בריחה מן האור בחזרה אל הליבה.
  • (FLT:0) פרופילי אינדקס מדורגים ברמה גבוהה יותר (FalveLT:1) שמשלבים את המעבר בין הליבה לבין הקלדה, צמצום ריכוזי הלחץ.
  • (ב) (ב) ,0) , ⁇ ⁇ (ב) ,ב[[1924]], יש בו קלולוס חיצוני בעל השפעה נמוכה יותר של גמישות, סופג מתח מתפתל לפני שהוא מגיע לזכוכית.

עיצובים אלה מאפשרים סיבים לשמור על התגברות מתחת ל-0.2 dB / ק"מ באורכי הגל התפעולי שלהם גם כאשר הם משוגרים לללאות שמתאימות לכף היד.הם כבר פרוסים בכל דבר מבניינים למגורים בעלי קומות גבוהה ועד מנהרות מטרו תת קרקעיות.

חומרי וחדשנות עיצוב

הליבה של כל סיבים רגישים בכפיית הנדנדה היא פרופיל אינדקס השבירה שלה ואת החומרים המשמשים לבנייתו.

טכניקות מינון כדי לשנות את האינטואיציה

סיליקה בשימוש, חומר הבסיס של רוב הסיבים האופטיים, הוא נוקשה מטבעו. על ידי doping את הסיליקה עם אלמנטים כגון גרמניה, זרחן, או פלואורין, יצרנים יכולים לשנות את התכונות התרמוס-מכאיות שלה. Germanium מגביר את מדד השבירה וגם מעט מקטין את טמפרטורת המעבר הזכוכית, מה שהופך את הסיבים קצת יותר תואמים, על ידי שימוש בפרופילים כימיים (אורקציה) עם אינדקס נמוך יותר נמוך יותר (אורקציה) עם אינדקס חום-או-או-או-או-דנציה) עם אינדקס (Dפוזיציה) עם אינדקס איטי יותר נמוך יותר מאשר חיתוך אינדקס (Dposition) עם אינדקס נמוך יותר).

טכנולוגיות המכילות את Absorb Strain

הציפוי העיקרי החל סיבי הזכוכית במהלך תהליך הזיקוק אינו רק שכבת מגן - הוא מרכיב מכני חיוני.תקני UV-התקן ציפויים acrylate יש מודולולים של בערך 1-2 GPa. עבור סיבים רגישים בכפיית, יצרנים משתמשים ציפויים ראשוניים קלים יותר עם מודולים מתחת ל- 0.5a.

עיצובי קריסטל מיקרוסקופיים ו Photonic Crystal Designs

גישה שונה ביסודה היא ליצור סיבים עצביים או מיקרו-מבנים שבהם חורים אוויריים במגבלה משמשים כאזור נמוך-index במקום doped silica. אלה גבישים פוטוניים (PCFs) יכולים להשיג עמידות גבוהה מאוד בכפייה גבוהה מאוד ויכול להיות מתוכנן להנחות אור במצב יחיד על פני טווח גל רחב יוצא דופן. בעוד מחשבים הם יקרים יותר מאשר סיבים מוצקים, שבו הם יכולים להגיע סיבים עירוניים עם עיצובים אינטנסיביים מאוד, כגון תאורה קבועה, כגון, כגון, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מוצקה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מוצקה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מוצקה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000

יתרונות מרכזיים ברשתות עירוניות

אימוץ סיבים גמישים, רגישים בכפייתית, מניב יתרונות מוחשיים לאורך מחזור החיים של רשת עירונית.

התקנת יעילות וצמצום הזמן לשירות

עם רדיודי חזק יותר, מתקין יכול לנתב סיבים באמצעות צינורות חשמליים קיימים, סביב דבורים, לתוך פירים אנכיים צרים ללא צורך נקודות כינים נוספים או מתחמי מגן.זה מאיץ את תהליך ההתקנה, לעתים קרובות חיתוך הזמן על ידי 30-50% בהשוואה לשימוש סיבים סטנדרטיים.עבור בקנה מידה גדול FTTH rollout, אשר חוסכת מיליוני דולרים ודור מהיר יותר.

מחיר נמוך של בעלות

פחות splices פירושו פחות נקודות של כשל פוטנציאלי ועבודה נמוכה יותר ההתקנה.בנוסף, הסיכון מופחת של סיבים בשירות הפסקות מכיפוף מקרי (למשל, במהלך תחזוקה עתידית) מוריד הוצאות תפעוליות.העמידות הגבוהה יותר מרחיבה גם את החיים של הרשת, מפרשת שדרוגים יקרים. מחקר על ידי FLT:0ning Optical CommunicationsFLT:1 הראה כי באמצעות סיבים רגישים להורדת עלויות עירוניות עד 20%.

שיפור יעילות הרשת וחוויית הלקוח

סיבים רגישים בנד לשמור על תכונות אופטיות יציבות גם כאשר כבלים כפופים ללחץ מתנועה בניין או רכיבה על טמפרטורה. זה מוביל פחות הפרעות שירות וביצועים טובים יותר עבור שירותים כגון 4K/8K, מציאות מדומה, יישומים המבוססים על ענן. כי האור האבוד הוא מצמצם, שולי רשת הם רחבים יותר, המאפשרים פיצולים ארוכים יותר ברשתות אופטיות פסיביות (PONs) וקיבולת קלה יותר.

יישומים אמיתיים בסביבה עירונית

הטכנולוגיה כבר מופרסת על פני מגוון רחב של תרחישים עירוניים.

תשתיות העיר החכמה

חיישני ערים חכמות, אורות תנועה, מצלמות מעקב ומוניטורים סביבתיים דורשים קישוריות סיבים צפופים הנחשים באמצעות הודעות מנורות, קטבים תנועה וחזיתות בנייה. סיביים רגישים של בנד ניתן לסיים בתוך המתחם הקטן והצומח עם רדיוס קטן כמו 5 מ"מ ללא אות. לדוגמה, העיר של ברצלונה כבר פרסה G.65.A2 סיבים ברשת חכמה שלה כדי לתמוך חיישנים ללא נקודות גישה.

5G ו-IoT Backhaul

פריסות תאיות קטנות 5G דורשות צפיפות גבוהה של תחנות בסיס - לעתים קרובות רכובות על אור רחוב, מקלות תועלת, או בניית קירות.מיקומים אלה יש שטח מוגבל מאוד לניהול סיבים.Band-inרגיש סיבי חזיר יכול להיות מחובר ונצמד בתוך המתחם הקטן, מפשט את ההתקנה ולהפחית את הסיכון של נזק במהלך תחזוקה.

פיתוח רשתות Enterprise

בנייני משרדים גדולים, בתי חולים ואוניברסיטאות משתמשים בסיבים עבור קישוריות עמוד השדרה בין קומות 62.5 / 125 μm multimode סיבים יש הליבה גדולה דרישות nd חינם למדי, אבל סיבי חד-פעמי המשמש קישורים מהירים גבוהים היו יותר בעייתיים.Band-inרגישים סיבי חד-פעמיים מאפשר כעת רשתות ארגוניות להשתמש באותה סיבים עבור הקמפוס והן הבניין, מפשטים מלאי ומאפשרים עתידיים למהירויות גבוהות יותר או 400G.

כיוונים עתידיים ומחקר מתמשך

בעוד סיבים רגישים כיום, כבר לענות על רוב צרכי הפריסה העירונית, המחקר ממשיך לדחוף את הגבולות.

שילוב עם אלקטרוניקה גמישה

עלייתם של מכשירים לבישים ותצוגה גמישה יוצרת דרישה סיבים שניתן לזרוס לתוך טקסטיל או מוטבעים במצע פלסטיק.יישומים אלה דורשים סיבים עם גמישות קיצונית - להיות nd קורני של 1 מ"מ או פחות - ואת היכולת להעביר את שני הנתונים והכוח. חוקרים ב-FLT:0Optica (לשעבר OSA)FLT:1 הוכח בשלב של סיבי פולימרים אופטיים אופטיים (Franges) לשימוש ברקמות פעילותיות.

עלויות ייצור מתקדמות והפחתה

סיבים רגישים כיום יקרים יותר לייצר סיבים סטנדרטיים חד-פעמיים בגלל השלבים הנוספים בייצור עבור תעלות וציפויים מיוחדים. תהליכי חידושים כגון ציור מהיר יותר עם ניטור בזמן אמת-החדש-index והשימוש במקורות דונט זולים צפויים לסגור פער זה.

סטנדרט והתאמה

תקן ITU-T G.657 היה מוצלח מאוד, אבל יש עבודה מתמשכת להגדיר קטגוריות ביצועים קפדניות יותר של bend ולפגוע בהליכים בדיקות בין ITU-T ו- IEC.המטרה היא לפשט רכש עבור מפעילי רשת וכדי להבטיח כי סיבים ממוכרים שונים לבצע באופן עקבי תקנים.

מסקנה

(השינוי במגוון רחב של סיבים אופטיים רגישים, nd-inרגישים הוא אחד המגמות הבולטות ביותר בתשתיות תקשורת עירונית.com- על ידי התייחסות למגבלות הפיזיות של חללים הדוקים, מורשת וסביבות דינמיות, סיבים אלה מאפשרים מהיר יותר, זול יותר, ואמין יותר פריסות רשת.complinbsp; כיום, עם סיבים מתקדמים יותר, עם איכות גבוהה יותר של מחקר G.7, הם לא רק פתרון בעיות מיידיות, אלא גם דרישות עתידיות גבוהה יותר, כאשר הם עדיין גבוהה יותר, כלומר, עבור איכות גבוהה יותר של 5GF.