]]>
]]>
  • Новости
  • Темы
    • Экономика
    • Здоровье
    • Авто
    • Наука и техника
    • Недвижимость
    • Туризм
    • Спорт
    • Кино
    • Музыка
    • Стиль
  • Спецпроекты
  • Телевидение
  • Знания
    • Энциклопедия
    • Библия
    • Коран
    • История
    • Книги
    • Наука
    • Детям
    • КМ школа
    • Школьный клуб
    • Рефераты
    • Праздники
    • Гороскопы
    • Рецепты
  • Сервисы
    • Погода
    • Курсы валют
    • ТВ-программа
    • Перевод единиц
    • Таблица Менделеева
    • Разница во времени
Ограничение по возрасту 12
KM.RU
Наука и техника
Главная → Наука и техника → Технологии
Версия для печати
  • Новости
  • В России
  • В мире
  • Экономика
  • Наука и техника
    • Наука
    • Технологии
    • История
    • Энциклопедия
    • Игры
  • Недвижимость
  • Авто
  • Туризм
  • Здоровье
  • Спорт
  • Музыка
  • Кино
  • Стиль
  • Телевидение
  • Спецпроекты
  • Книги
  • Telegram-канал

В ближайшее десятилетие скорость передачи данных достигнет петабитных значений

13:53 27.10.2015

Через висмут – к петабитному диапазону


Чип волоконного усилителя на основе эрбия (изображение: Optics & Photonics News (OPN), osa-opn.org)

По прогнозам, уже в ближайшее десятилетие скорость передачи информации достигнет петабитных значений. Как оптоволоконная техника приближается к ним сегодня и какие задачи будет решать завтра?

Об этом рассказал в ФИАНе директор Научного центра волоконной оптики РАН (НЦВО РАН), академик РАН Евгений Михайлович Дианов.

Скорость передачи данных в коммерческих оптоволоконных системах связи уже превышает 10 Тбит/с, а в экспериментальных образцах доходит до 100 Тбит/с. Столь значительные достижения, впрочем, теряют свой блеск при темпе, с которым растёт информационный обмен. В развитых странах поток передаваемых данных сейчас увеличивается на 30-40% в год. Если такой прирост сохранится, то через десять лет от «оптоволокна» потребуются скорости на уровне 10–100 Пбит/с.

Улучшить передачу данных в волоконных световодах можно несколькими способами. Один из них – пространственное уплотнение каналов. Для его выполнения либо вводят несколько сердцевин в световод, либо для передачи информации используют несколько мод (возможных траекторий, по которым свет может распространяться в волокне). Надежды на эти методы омрачают некоторые трудности, уже обнаруженные в экспериментах. Так, с увеличением числа сердцевин, между близко расположенными «жилами» могут появляться перекрёстные помехи, которые иногда приводят и к разрушению всей структуры. В многомодовых световодах нарушения в передаче информации могут возникать из-за непредвиденного взаимодействия мод.

Увеличить число каналов можно ещё одним способом – расширив спектральный диапазон передачи информации. Рассказывает Евгений Михайлович:

«Если увеличить активную область с одной стороны от 1300 до 1500 нанометров и от 1600 до 1700 – с другой, мы "захватим" полосы, где у волоконных световодов очень низкие потери. Однако тут есть серьёзная трудность. Сегодня в оптоволоконных системах используются усилители на основе эрбия, и они работают только в узкой области (1530-1610). Если мы хотим расширить спектральную область, нужны, в первую очередь, усилители нового типа».

Подходящим кандидатом на эту роль учёные видят устройства на основе висмута. В 2005 году специалисты НЦВО РАН создали первый висмутовый волоконный световод, лазер и усилитель с использованием этого металла. Выяснилось, что с добавлением висмута в световодах возникает очень интенсивная люминесценция в ближнем инфракрасном диапазоне, который включает в себя и диапазон, применимый для передачи информации.

Показано, что висмутовые лазеры работают в диапазоне 1150-1775 нм. Кроме того, они опробованы для четырёх типов волоконных световодов. Особенно действенны лазеры оказались для световодов, легированных висмутом, с сердцевиной на основе кварцевого стекла с небольшим количеством германия: в этом случае их эффективность составила 60%.

Однако по своим показателям висмутовые лазеры и усилители пока значительно отстают от аналогов, в которых используются редкоземельные элементы (как правило, эрбий). Для того чтобы вывести «новичков» на уровень, сравнимый с показателями эрбиевой волоконной техники, учёным предстоит, в первую очередь, более глубоко понять саму природу излучения висмутовых центров.

Е.М. Дианов: «Висмут очень своеобразен. Во-первых, это многовалентный элемент. В некоторых кристаллах он может быть висмутом 5+, есть более распространенный и стабильный висмут 3+, висмут 2+, висмут 1+ и, конечно, атом. Висмут 3+, вводимый при изготовлении стёкол и световодов, не люминесцирует в ближней ИК-области спектра – только в видимом диапазоне. И многие ранние эксперименты показали, что люминесценция происходит от ионов висмута с более низким валентным состоянием: вводится висмут 3+, и при изготовлении, при высоких температурах, он превращается в висмут 2+, висмут 1+, атом и так далее».

Процесс идёт с образованием кластеров и коллоидов висмута, имеющих дополнительные потери, и уменьшением реальных люминесценций, а из-за большой скорости такого превращения контролировать его крайне сложно. К тому же, люминесценция и генерация происходят при очень низких концентрациях вещества и многие методы распознавания при таких количествах не чувствительны. Предполагается, что дальнейшее изучение механизма люминесценции раскроет природу висмутовых активных центров в различных стёклах и поможет вывести новое поколение оптоволоконной техники на следующий виток развития.

Автор: О. Овчинникова

Темы: Высокие технологии в мире, Наука и технологии, Новые технологии, Технологии и решения
Источник: АНИ «ФИАН-Информ»
Расскажите об этом:
0

Подписаться на KM.RU в Telegram

Сообщить об ошибке на km.ru_new@mail.ru

Комментарии читателей Оставить комментарий

]]>
]]>
Выбор читателей
МИД Армении призвал Россию не вмешиваться в дела страны
Коллаж © KM.RU
«Газпром» в глубоком кризисе: Причины и прогнозы
© KM.RU
«Может, и по башке кому-то прилетит»: Резкий рост квартплат в июле вновь поставил вопрос — откуда такие цифры взялись?
В Азербайджане задержали граждан России по подозрению в транзите наркотиков
]]>
Агрегатор 24СМИ
]]>
Избранное
Биртман «Крипта» (интернет-сингл)
«ЛГБТизация» за фасадом бандеризации: Украина как она есть
«Обвинение большевиков в “учреждении Украины” по сути своей безграмотно и абсурдно»
QUEENtet Сергея Мазаева «Петр Ильич Чайковский. Сюита из балета Щелкунчик» (CD + винил)
Михаил Калиничев (виолончель) и Анна Учайкина (орган), 5 августа, Усадьба Кусково
Сергей Черняховский. И вновь Дзержинский
negative zero feat. Субурра «Не выходи из темноты»
Что стоит за демаршем Лаврова?
«Моральный кодекс» сыграл свой романс из далекого прошлого для всех влюбленных
Слава Ефимов «Не забывай, кто ты такой» (интернет-сингл)
Алексей Круглов и Карина Кожевникова «Sketches»
официальный сайт © ООО «КМ онлайн», 1999-2025 О проекте ·Все проекты ·Выходные данные ·Контакты ·Реклама
]]>
]]>
Сетевое издание KM.RU. Свидетельство о регистрации Эл № ФС 77 – 41842.
Мнения авторов опубликованных материалов могут не совпадать с позицией редакции.

Мультипортал KM.RU: актуальные новости, авторские материалы, блоги и комментарии, фото- и видеорепортажи, почта, энциклопедии, погода, доллар, евро, рефераты, телепрограмма, развлечения.

Карта сайта


Подписывайтесь на наш Telegram-канал и будьте в курсе последних событий.


Организации, запрещенные на территории Российской Федерации
Telegram Logo

Используя наш cайт, Вы даете согласие на обработку файлов cookie. Если Вы не хотите, чтобы Ваши данные обрабатывались, необходимо установить специальные настройки в браузере или покинуть сайт.