Оптоволокно – важнейший материал для высокоскоростных и надёжных телекоммуникационных сетей. Ценообразование «лихорадит» не только в России, так как связано с производством гелия и тетрахлорида кремния, которые Россия ранее поставляла всему миру. В статье рассматриваются особенности и перспективы создавшейся ситуации, актуальной в конце 2022 года, в том числе возможности импортозамещения.
В странах Северной Европы, Индии и КНР зафиксирован значительный рост цен на оптоволоконные кабели. Стоимость оптоволокна увеличилась с уровня 3,70 долл. за 1000 м кабеля в марте 2021 года до 6,30 долл. за 1 км кабеля в сентябре текущего года, что говорит о росте в 70%. В 2012–2019 гг. повсюду в мире был заметен спад стоимости оптоволокна. Теперь его стоимость приходится отслеживать буквально по дням. Это привело к значительному увеличению сроков поставки оптоволокна из-за рубежа в Россию. При этом среднее потребление выросло за тот же период на 8,1%. Северная Америка пострадала от этого меньше, считают эксперты. К примеру, в США стоимость оптоволокна достигла максимума в июле 2019 года после семилетнего спада цен – с 2012 года.
Анализ динамики изменения цен и тенденции свидетельствует о том, что рост цен на оптоволокно продолжится, и к этому надо быть готовым. Предупреждён – значит защищён. Тенденция объясняется тем, что запланированные крупными компаниями и холдингами – производителями услуг по созданию инфраструктуры телекоммуникаций и разработки РЭА задачи имеют пролонгированный эффект, как и долгосрочные проекты с государственным участием, рассчитанные на несколько лет, под которые отпущены материальные средства. Ситуация в России примерно такая же: отечественные компании вынуждены переходить на более дешёвые материалы и (или) повышать стоимость услуг, закупая оборудование и материалы у тех же производителей по новым ценам. О причинно-следственной связи явления поговорим далее.
Стоимость другого важного компонента – тетрахлорида кремния – выросла на 50%. Причем гелий производится в России в больших объёмах. Из России он поставлялся даже в КНР, где налажено масштабное производство оптоволокна. Это замечание также объясняет условно незначительный рост цены на оптоволокно в США (за последние 2 года), так как в США гелий тоже производится в достаточных количествах, причём в стране Линкольна и Рузвельта есть собственные производства оптоволокна. Отсюда уместен вывод в области импортозамещения: чтобы избежать кризиса (роста цен), отечественной промышленности в России необходимо наращивать объёмы собственного производства – выпуска оптоволоконных кабелей для решения запланированных задач и исключения материальных потерь. Ведь гелий в России есть. Особая и традиционная сфера потребления оптоволоконных кабелей в России – Интернет- и телекоммуникации для трансляции; развитие услуг в этих сферах ещё долго будет актуальным.
Отечественные и совместные компании «Москабель-Фуджикура», «ОФС-Связьстрой-1», «Нева-кабель», «Еврокабель» (и некоторые другие) продолжают работу на российском рынке. Несколько предприятий работают в Беларуси. Что касается производителей гелия, как основного сырья для оптоволокна, то в России до последнего время работали 10 заводов, аффилированных с корпорацией «Газпром», однако остался производитель гелия – Оренбургский гелиевый завод (ОГЗ) на базе Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения. Причины сокращения производства гелия связаны не только c экономическими трудностями (притом что, как мы показали в статье, спрос на гелий значительно увеличился, следовательно, можно торговать и получать прибыль от заказов), но и с уменьшением содержания гелия в перерабатываемом сырье. Производство гелия в Оренбурге упало с 5,1 млн м³ в 2017 году до 3,9 млн м³ в 2021 [1].
Технология основана на характеристиках различных длин волн света, доступных в широком спектре, – это и создаёт преимущество. Условно каждый «цвет» видимого и невидимого человеку спектра имеет собственную частоту, следовательно, это можно использовать для передачи на расстоянии независимого информационного потока данных, а затем на приёмном устройстве демодулировать его. Принцип модуляции и демодуляции был широко известен ещё в ХХ веке, а теперь он внедрён в сферу оптоволоконной связи на большие расстояния и относительно малыми потерями сигнала и большой надёжностью. Важно и то, что для передачи данных используют единственный стеклянный сердечник. Сигнал сначала модулируется в спектре, образуются 55 независимых потоков с разной информацией. На другом конце волокна входящие сигналы декодируются.
Расстояние между передающим и приёмным электронными узлами достигло 25,9 км. Это то расстояние, при котором принимается корректный сигнал. Учёные из Датского технического университета и Технического университета Чалмерса в шведском Гетеборге с помощью оптического чипа уже достигли «скоростных» показателей – пропускной способности оптоволокна в 1,84 Пбит/с. Данные актуальны на ноябрь 2022 года. Разработчики утверждают, что передача информации осуществлялась в C-диапазоне на 184 различных длинах волн – отдельных, непересекающихся частотах, созданных для одновременной передачи данных по оптоволоконному кабелю [5].
О преимуществах новой-старой технологии можно говорить много, но для сравнения важны фактические цифры: в 2019 году достигнута эффективность спектра в 105 бит/с на 1 Гц. В 2022 году удалось достигнуть спектральной эффективности в 332 бит/с на 1 Гц. Пока сия оптическая технология не коммерциализирована и является экспериментальной. Однако, как показывает стремительное развитие прогресса в области информационных технологии и производства материалов к ней, не за горами новые достижения и новые скорости, сравнимые со скоростью света.
Обзор рынка анализаторов спектра и сигналов
В статье приводится обзор состояния рынка анализаторов спектра (АС), включая настольные и портативные варианты исполнения, а также рынка анализаторов фазового шума (ФШ) на основе информации из открытых источников (Федеральный информационный фонд по обеспечению измерений ФГИС «АРШИН») [1]. Проведён анализ изменения конъюнктуры рынка и объёмов потребления начиная с 2019 года, включая новых производителей оборудования, вышедших на рынок после февраля 2022 года. 15.04.2024 СЭ №4/2024 557 0 0Частицы в ультрачистой воде
Статья написана по материалам международной технологической дорожной карты для полупроводников (IRDS™ 2023) и посвящена обзору технологии контроля концентрации частиц в ультрачистой воде. 15.04.2024 СЭ №4/2024 587 0 0Двухканальный индикатор уровня звука на базе микроконтроллера EFM8LB12 и дисплея OLED 1306
В статье приведены принципиальная схема, разводка и внешний вид платы, программные средства и результаты работы двухканального индикатора уровня звука на основе микроконтроллера (МК) EFM8LB12, двух ОУ MCP6002 и дисплея OLED 1306, на котором для каждого канала отражаются гистограммы с высотой, пропорциональной уровню звука соответствующего канала. Такой индикатор может быть установлен на переднюю панель аудиоусилителя. По сравнению с похожими покупными индикаторами описываемый индикатор отличается простотой и стоит в несколько раз дешевле. 15.04.2024 СЭ №4/2024 534 0 0Электронные датчики и радары в системе беспроводной связи ОТА, LOP и E-peas
В будущем разработчиков РЭА ожидает эра «одноразовых» устройств: «установил и забыл» – надёжные, устойчивые к внешним воздействиям среды, но не предназначенные для ремонта. Одна из важных решаемых задач – сочетание сбора энергии из среды, её преобразование в электрическую и применение датчиков и микроконтроллеров с крайне низким энергопотреблением. В сочетании с технологиями E-peas (Electronic portable energy autonomous systems – автономные портативные электронные системы), LOP (с низким энергопотреблением) и решениями NXP возникают перспективы датчиков положения, давления и измерения сопутствующих величин от OEM-производителей. С аппаратными настройками и масштабируемостью производительности РЭА в формате процессоров S32R с исключением ошибок в передаче данных аналогового и смешанного сигнала беспроводным способом на небольшие расстояния. В статье представлены примеры системных решений для организации и управления питания датчиков РЭА, задействованных в беспроводной передаче данных, сетевых технологиях и транспортной технике с беспроводной сетью ОТА (Over-the-air – по воздуху). 15.04.2024 СЭ №4/2024 555 0 0