Fibras Ópticas Especiais: Abrindo uma Nova Era de Comunicação, Apoiando o Desenvolvimento da Inteligência Artificial e da Economia de Baixa Altitude

A fibra óptica é a infraestrutura de comunicação moderna, geralmente considerada um material a granel afetado pelos ciclos de oferta e demanda. No entanto, a fibra óptica especial, como um dos dispositivos passivos mais utilizados, está vendo um aumento na demanda com o surgimento da capacidade de computação em inteligência artificial, comunicação via satélite e a economia do espaço aéreo baixo, criando novas oportunidades de investimento.

Desde a sua invenção, a fibra ótica mudou profundamente a indústria das telecomunicações. Durante décadas, as redes de fibra ótica suportaram as comunicações telefônicas, televisivas e de internet da sociedade humana. Hoje, a crescente demanda por supercomputação impulsionada pela inteligência artificial e o desempenho dos equipamentos de comunicação determinam a capacidade de entrada e saída de todo o sistema. No setor de telecomunicações, a tendência de "fibra para a frente, cobre para trás" tornou-se inevitável, com a fibra ótica infiltrando-se nos dispositivos de mesa dos usuários. Nesse processo, a fibra ótica comum tem dificuldade em atender a algumas aplicações especiais, surgindo assim várias fibras óticas especiais. Este artigo discutirá principalmente alguns cenários de aplicação importantes, como sensores de fibra ótica, amplificadores de fibra ótica e switches CPO.

Giroscópio de fibra óptica: impulsionando a economia de baixa altitude e a comunicação por satélite

Em 1976, Vali e Shorthill da Universidade de Utah propuseram o uso de fibra óptica monomodo para a fabricação de anéis de fibra óptica, dando origem ao giroscópio de fibra óptica de alta precisão e baixo custo, que substituiu os giroscópios mecânicos tradicionais e os giroscópios a laser em anel. Pesquisadores subsequentes, com base nos conceitos de Vali, desenvolveram dispositivos ópticos como fibra óptica de manutenção de polarização e fontes de luz de comprimento de onda estável de banda larga, melhorando gradualmente o desempenho dos giroscópios de fibra óptica. Hoje, com a ascensão da economia de baixa altitude e do conceito de robótica, a navegação inercial baseada em giroscópios de fibra óptica ou giroscópios MEMS, como complemento à navegação por satélite, tornou-se o dispositivo de controle central das ferramentas de condução autônoma.

Amplificadores de Fibra Óptica com Érbio: Impulsionando o Desenvolvimento da Tecnologia de Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda

Durante o processo de transição da comunicação analógica para a comunicação digital, o problema do "gargalo eletrônico" se destaca (a taxa máxima é limitada a 40Gbps). A fibra óptica pode transmitir simultaneamente múltiplos sinais de luz de diferentes comprimentos de onda, levando ao surgimento da tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda. A invenção das fibras ópticas dopadas com terras raras levou ao aparecimento dos amplificadores de fibra dopada com érbio, que, combinados com a tecnologia de multiplexação densa por divisão de comprimento de onda, formaram redes de transmissão óptica de alta capacidade e longa distância.

CPO Switch: Desafios de alta integração e isolamento térmico

O CPO é favorecido por fabricantes como Broadcom, Cisco e Intel devido à sua excelente gestão de consumo de energia, mas o problema do aquecimento do laser que afeta os chips de comutação ainda não pode ser evitado temporariamente. Atualmente, muitos produtos CPO dos fabricantes relacionados utilizam soluções de fontes de laser externas, que requerem fibras ópticas de polarização mantida para conectar a fonte de luz e o chip de comutação. O problema do aquecimento da fonte de laser é difícil de resolver a curto prazo, e acreditamos na forte demanda por fibras ópticas de polarização mantida dentro do CPO.

Fibra Óptica Oca: Reduzir significativamente a latência, aumentar a largura de banda, enfrentar os desafios da supercomputação em inteligência artificial

Em fevereiro deste ano, a Lyntia, Nokia, Furukawa e Interxio realizaram testes conjuntos de fibra óptica de núcleo oco, com uma redução de mais de 30% na latência em comparação com fibra óptica monomodo, uma melhoria de quase 46% na velocidade de transmissão de luz e uma redução significativa dos efeitos não lineares. A demonstração ao vivo alcançou transmissões de 800Gbps e 1.2Tbps, com potencial para superar a capacidade do limite de Shannon. Se a fibra óptica de núcleo oco for bem-sucedida na comercialização, isso aumentará ainda mais a largura de banda da rede de comunicação de supercomputação de inteligência artificial e reduzirá os gargalos de latência, destacando a relação custo-benefício dos equipamentos de rede.

Sugestões de Investimento

As fibras ópticas especiais pertencem a uma categoria de dispositivos de alto valor em pequenas quantidades. Ao contrário das fibras ópticas comuns, que têm um alto grau de padronização e são fáceis de produzir em massa, os fabricantes de fibras ópticas especiais precisam dominar toda a tecnologia do processo, desde as matérias-primas e design de processos até a fabricação. A barreira de entrada é relativamente alta. Recomenda-se prestar atenção especial às empresas líderes que passaram por todo o ciclo da indústria de fibras ópticas e cabos, como a Yangtze Optical Fibre and Cable, a Hengtong Optic-Electric, a Zhongtian Technology e a FiberHome; ao mesmo tempo, também é importante observar as novas empresas emergentes focadas em aplicações de fibras ópticas especiais, como a Taison e a ChaoYingTong. No que diz respeito a fabricantes estrangeiros, é aconselhável acompanhar líderes da indústria como Corning, Furukawa Electric e Fujikura.

Aviso de Risco

O desenvolvimento da inteligência artificial não correspondeu às expectativas, o desenvolvimento da economia de baixa altitude não correspondeu às expectativas, e há riscos na iteração tecnológica.