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光纖容量接近極限,日本領跑新一代研發

2021/01/05

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      隨著高速通信標準「5G」的登場和遠程辦公的普及,全球的通信量持續增長,2020年代之內光纖(optical fiber)通信網陷入容量不足的風險已經出現。此前通過改進現有光纖或增加纜線數量加以應對,但已接近本身性能和設置空間的極限。因此,不僅是通信標準,推進光纖本身通信量飛躍式增加的研究也成為當務之急。

   

新一代光纖的傳輸試驗(圖由日本情報通信研究機構提供)

         

      日本「情報通信研究機構」(NICT,日本總務省的下屬機構,日語的「情報」是「信息」之意)的光子網路(photonic network)系統研究室長古川英昭指出「如果通信量持續增加,2020年代內將超過現行光纖的極限」,對相關狀況敲響了警鐘。據日本總務省統計,日本國內的通信量在10年裏增至10倍以上。

  

      原因是使用智慧手機和個人電腦的機會的增加。隨著這些終端産品的性能提高,視頻也成為人們相互傳送的對象。傳送信息時,攜帶信息的數位信號將轉變為光信號,通過光纖線纜傳輸。光纖以海底光纜的形式遍佈全世界,成為與世界交流的不可或缺的存在。可以説,光纖是支撐現代社會的「幕後英雄」。

     

現在的光纖(左)的光信號通道為1條,但新一代光纖(右)將為多條(圖由日本情報通信研究機構提供)

  

      此前通過增加每根光纖的傳輸容量來應對通信量的增加。2005年的傳輸容量為每根每秒1萬億比特,但現在已達到十數萬億比特。

  

      不過,現行的光纖只能將傳輸容量提高至100萬億比特。如果傳輸更多的信息,用於通信的雷射將過強,存在光纖熔化的風險。如果威脅變為現實,通信將停滯,將對業務高效化和勞動方式改革造成影響。

   

      日本「電子情報技術産業協會」的預測顯示,全球通信量預計在截至2030年的10年裏增至15倍,今後將持續增加。為了解決這一問題,日本國內外的光纖企業推進開發的是稱為「Multi core(多核)」的新一代光纖。

  

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