الألياف الضوئية الخاصة: تمكين الذكاء الاصطناعي والاقتصاد منخفض الارتفاع

تعتبر الألياف الضوئية من "المواد الرئيسية" في مواد الاتصالات، وتتأثر بدورة العرض والطلب. ولكن في الواقع، الألياف الضوئية هي أيضًا "أجهزة غير نشطة" واسعة الاستخدام. مع ظهور قوة حسابات الذكاء الاصطناعي، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية، واقتصاد الطيران المنخفض، تزداد الحاجة إلى الألياف الضوئية الخاصة تدريجيًا، مما يخلق فرص استثمارية جديدة.

لقد غيرت الألياف الضوئية بشكل جذري صناعة الاتصالات منذ اختراعها. على مدى عقود، تحمل شبكة الألياف الضوئية هواتف المجتمع البشري والتلفزيون والإنترنت. في الوقت الحالي، يؤدي الذكاء الاصطناعي إلى زيادة الطلب على الحوسبة الفائقة، وتحدد أداء أجهزة الاتصالات قدرة النظام على الإدخال والإخراج؛ لقد أصبحت "الألياف تدخل والنحاس يخرج" اتجاهًا في مجال الاتصالات، حيث تتسلل الألياف الضوئية إلى أجهزة المستخدمين المكتبية. من منظور دقيق، من الصعب على الألياف الضوئية العادية تلبية الاستخدامات الخاصة، مما أدى إلى ظهور أنواع متعددة من الألياف الضوئية الخاصة. تناقش هذه المقالة بشكل رئيسي سيناريوهات استشعار الألياف الضوئية، ومكبرات الألياف الضوئية، ومبدلات CPO.

الجيروسكوب الألياف الضوئية: خدمة الاقتصاد منخفض الارتفاع والاتصالات عبر الأقمار الصناعية

في عام 1976، اقترحت جامعة يوتا استخدام الألياف الضوئية أحادية النمط لصنع حلقة ألياف ضوئية، وتمت ولادة جيروسكوب الألياف الضوئية عالي الدقة ومنخفض التكلفة، ليحل محل الجيروسكوبات الميكانيكية التقليدية والجيروسكوبات بالليزر الحلقي. تم تطوير الألياف الضوئية المحافِظة، ومصدر الضوء ذي الطول الموجي المستقر عريض النطاق، مما يحسن من أداء جيروسكوب الألياف الضوئية. اليوم، مع ظهور الاقتصاد منخفض الارتفاع ومفهوم الروبوتات، أصبح الملاحة بالقصور الذاتي المعتمدة على جيروسكوب الألياف الضوئية أو جيروسكوب MEMS مكملًا للملاحة عبر الأقمار الصناعية، وهي جهاز التحكم المركزي للمركبات ذاتية القيادة.

مضخمات الألياف البصرية المدعومة باليورانيوم: دخول شبكة النقل الضوئي إلى عصر النقل المتعدد

في فترة الانتقال من الاتصالات التناظرية إلى الاتصالات الرقمية، سطع "اختناق الإلكترونيات" مع الحد الأقصى لمعدل ( عند 40Gbps )، بينما يمكن للألياف الضوئية نقل إشارات ضوئية متعددة الأطوال الموجية في نفس الوقت، مما أدى إلى ظهور تقنية تقسيم الموجات. أدى اختراع الألياف الضوئية المدعومة بالمعادن النادرة إلى ولادة مضخم الألياف الضوئية المدعوم بالأريبيوم، والذي تم دمجه مع تقنية تقسيم الموجات الكثيفة لتشكيل شبكة نقل ضوئية عالية السعة وبعيدة المدى.

CPO: تناقض التكامل العالي والعزل الحراري

تُقدَّر CPO بسبب إدارة الطاقة الممتازة، ولكن مشكلة تأثير حرارة الليزر على شرائح التبادل لا يمكن تجنبها مؤقتًا. حاليًا، معظم منتجات CPO من الشركات المعنية تعتمد على حلول مصادر الليزر الخارجية، مما يتطلب الحفاظ على حالة استقطاب الليزر عند إرسال إشارات من مصدر ضوئي خارجي، لذلك هناك حاجة إلى ألياف ضوئية محايدة للحفاظ على الاتصال بين المصدر وشرائح التبادل. لا يزال من الصعب حل مشكلة حرارة مصدر الليزر على المدى القصير، وهناك طلب قوي على الألياف الضوئية المحايدة داخل CPO.

الألياف الضوئية المجوفة: تقليل التأخير، وزيادة النطاق الترددي، لمواجهة تحديات الحوسبة الفائقة للذكاء الاصطناعي

في فبراير من هذا العام، قامت Lyntia وغيرها من الشركات بالتعاون في تجارب الألياف الضوئية الفارغة، مما أدى إلى تقليل التأخير بنسبة تزيد عن 30% مقارنة بالألياف الضوئية الأحادية، وزيادة سرعة النقل بنسبة تقارب 46%، بالإضافة إلى تقليل التأثيرات غير الخطية بشكل كبير. وتم عرض سرعات تصل إلى 800 جيجابت في الثانية و1.2 تيرابت في الثانية، مما يظهر إمكانية突破 حدود سعة شانون. إذا تم استخدام الألياف الضوئية الفارغة بنجاح، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين عرض النطاق الترددي لشبكات الاتصالات في الحوسبة الفائقة للذكاء الاصطناعي وتقليل اختناقات التأخير.

نصائح استثمارية

تعتبر الألياف البصرية الخاصة من أنواع الأجهزة ذات الوزن الخفيف والسعر المرتفع، وعلى عكس الألياف البصرية العادية التي تتمتع بمستوى عالٍ من التوحيد وسهولة التصنيع بكميات كبيرة، يتعين على مصنعي الألياف البصرية الخاصة إتقان التكنولوجيا عبر السلسلة الكاملة، مما يخلق حواجز دخول عالية. يُنصح بالتركيز على الشركات الرائدة التي مرت بدورة كاملة في صناعة الألياف البصرية والكابلات، مثل تشانغفي للألياف، وهينغتونغ للإلكترونيات الضوئية، وتشونغتيان للتكنولوجيا، وفونغهو للاتصالات؛ كما يُنصح بمتابعة الشركات الناشئة التي تركز على تطبيقات الألياف البصرية الخاصة، مثل تاي تشنغ غوانغ، وتشوانغ يينغ تونغ. بالنسبة للمصنعين الأجانب، ينصح بمتابعة الشركات الرائدة مثل كورنينغ، وغوفو، وفوجي.

تحذير المخاطر

تطور الذكاء الاصطناعي لم يكن كما هو متوقع، وتطور الاقتصاد منخفض الارتفاع لم يكن كما هو متوقع، ومخاطر تكرار التكنولوجيا.