Спеціальні оптичні волокна: відкривають нову еру зв'язку, сприяючи розвитку штучного інтелекту та економіки на низькому рівні

Оптоволокно є основною інфраструктурою сучасних комунікацій, зазвичай його вважають сировинним матеріалом, що підлягає впливу циклів попиту та пропозиції. Однак спеціалізоване оптоволокно, як один із найпоширеніших пасивних пристроїв, зазнає зростання попиту через підвищення обчислювальної потужності штучного інтелекту, супутникову комунікацію та розвиток економіки в низькому небі, створюючи нові інвестиційні можливості.

Від моменту винаходу оптоволокно глибоко змінило телекомунікаційну галузь. Протягом десятиліть оптоволоконні мережі забезпечували телефонні, телевізійні та інтернет-комунікації суспільства. Сьогодні, зростання попиту на суперкомп'ютери, кероване штучним інтелектом, робить продуктивність комунікаційного обладнання вирішальним фактором для вхідної та вихідної здатності всієї системи. У сфері телекомунікацій тенденція "оптика замість міді" стала загальною. Оптоволокно проникає в настільні пристрої користувачів. У цьому процесі звичайне оптоволокно не здатне задовольнити певні спеціальні потреби, тому з'явилися різні спеціальні типи оптоволокна. У цій статті ми головним чином обговоримо кілька важливих сценаріїв застосування, таких як оптоволоконні сенсори, оптоволоконні підсилювачі та CPO-комутатори.

Оптичний гіроскоп: підтримка економіки на низьких висотах та супутникового зв'язку

У 1976 році Валі та Шортхілл з університету Юти запропонували виготовлення оптоволоконного кільця з одномодового волокна, що призвело до народження високоточних, низьковартісних оптоволоконних гіроскопів, які замінили традиційні механічні гіроскопи та кільцеві лазерні гіроскопи. Наступні дослідники, спираючись на концепцію Валі, розробили оптичні пристрої, такі як волокна з підтримкою поляризації та стабільні джерела світла з широким спектром довжин хвиль, поступово покращуючи характеристики оптоволоконних гіроскопів. Сьогодні, з розвитком економіки низької висоти та концепції робототехніки, інерційна навігація на основі оптоволоконних або MEMS гіроскопів стала основним контролюючим пристроєм безпілотних інструментів як доповнення до супутникової навігації.

Ербійний оптичний підсилювач: сприяння розвитку технології мультиплексування оптичних хвиль

У процесі переходу від аналогової до цифрової комунікації проблема "електронного вузького місця" стає очевидною (максимальна швидкість обмежена 40 Гбіт/с). Оптоволокно може одночасно передавати кілька різних світлових сигналів з різними довжинами хвиль, виникає технологія сонячного множення. Винахід рідкоземельних легованих волокон сприяв появі легованих ербієм оптоволоконних підсилювачів, які в поєднанні з технологією щільного сонячного множення складають мережу оптоволоконної передачі даних великої ємності на великі відстані.

CPO свитч: виклики високої інтеграції та теплової ізоляції

CPO через своє видатне управління енергоспоживанням користується попитом у таких компаній, як Broadcom, Cisco, Intel, але проблема нагрівання лазера, що впливає на чіпи комутації, тимчасово не може бути уникнена. На даний момент CPO продукти від відповідних компаній в основному використовують рішення з зовнішніми лазерними джерелами, які потребують з'єднання з джерелом світла і чіпом комутації через оптоволоконний кабель. Проблема нагрівання лазерного джерела у короткостроковій перспективі важко вирішується, ми очікуємо сильний попит на внутрішні оптоволоконні кабелі CPO.

Порожнисті оптичні волокна: значне зниження затримки, підвищення пропускної спроможності, готовність до викликів надобчислень штучного інтелекту

У лютому цього року Lyntia, Nokia, Furukawa та Interxio спільно протестували волокно з порожнистим серцевином, що зменшило затримку на понад 30% в порівнянні з одно模式ним волокном, а швидкість оптичної передачі зросла майже на 46%, значно знизивши нелінійні ефекти. Під час демонстрації було досягнуто передачі на швидкості 800 Гбіт/с та 1,2 Тбіт/с, що має потенціал перевищити межу Шеннона. Якщо волокно з порожнистим серцевином буде успішно комерціалізоване, це ще більше підвищить пропускну здатність комунікаційної мережі суперкомп'ютерів штучного інтелекту та знизить затримки, підкреслюючи переваги витрат на мережеве обладнання.

Інвестиційні рекомендації

Спеціальні оптичні волокна відносяться до категорії пристроїв малих обсягів з високою доданою вартістю, на відміну від звичайних оптичних волокон, які мають високу стандартизацію та легко підлягають масовому виробництву, виробники спеціальних оптичних волокон повинні оволодіти всіма технологіями, починаючи з сировини, проектування технологій до виробництва, що робить бар'єри для входу досить високими. Рекомендується звернути увагу на провідні підприємства, які пройшли повний цикл індустрії оптичних волокон та кабелів, такі як Yangtze Optical Fibre and Cable, Hengtong Optic-electric, Zhongtian Technology, FiberHome Communications тощо; одночасно слід звернути увагу на нові компанії, що спеціалізуються на застосуванні спеціальних оптичних волокон, такі як Taiyuan Optical, Changyingtong тощо. Щодо закордонних виробників, рекомендується звернути увагу на Corning, Furukawa Electric, Fujikura та інші провідні компанії галузі.

Попередження про ризики

Розвиток штучного інтелекту не виправдав очікувань, розвиток економіки на низькому рівні не виправдав очікувань, ризики технологічної ітерації.