Dans les conditions de la guerre de l’information, le système de communication militaire est le centre névralgique du contrôle du commandement et de la transmission du renseignement. En tant que support de transmission, les câbles à fibres optiques spéciaux jouent un rôle essentiel pour assurer la stabilité de la communication et améliorer la vitesse de communication. Compte tenu des besoins particuliers des futurs champs de bataille, il revêt une grande importance stratégique d’étudier l’application innovante de câbles à fibres optiques spéciaux.

Caractéristiques techniques des câbles spéciaux à fibres optiques

Les câbles à fibres optiques spéciaux doivent s'adapter à l'environnement complexe des futurs champs de bataille et présenter des caractéristiques telles que la résistance aux interférences électromagnétiques, la résistance aux températures élevées et basses et la résistance à la corrosion. Sa conception unique prend en charge la transmission de données à haut débit et offre des avantages significatifs en matière de confidentialité, d'invulnérabilité et de fiabilité. Les caractéristiques techniques de qualité militaire des câbles à fibres optiques spéciaux seront présentées en détail ci-dessous :

1. Taux de transmission élevé : les câbles optiques militaires sont composés de plusieurs fibres optiques en parallèle. Il existe deux types de fibres optiques actuellement utilisées. L'une concerne les fibres optiques multimodes OM3 et OM4 à courte distance, qui sont principalement utilisées pour la transmission à ultra-haute vitesse sur de courtes distances ; l'autre est constitué de fibres optiques longue distance G652D, G654E, G657A2 et d'autres fibres optiques monomodes pour une transmission ultra-longue distance. La distance de transmission générale est au niveau du kilomètre, et la transmission ultra-longue distance la plus longue est de plusieurs dizaines à centaines de kilomètres. De plus, la perte de signal est faible pendant le processus de transmission ultra-longue distance, ce qui peut garantir une transmission stable sur très longue distance, et la valeur de perte de transmission de la fibre optique G654E peut être aussi faible que 0,165-0,175 dB/KM.

2. Faible perte de réflexion : il utilise principalement des câbles optiques pour connecter les deux extrémités et configurer des modules optiques, ce qui peut efficacement éviter la réflexion des signaux optiques, réduire les pertes et améliorer la qualité de la communication.

3. Forte capacité d'interférence anti-électromagnétique : le matériau de quartz de silice utilisé dans la fibre optique elle-même n'est pas affecté par les interférences électromagnétiques. Lorsque l'ennemi met en œuvre des interférences électromagnétiques, le câble optique de communication peut assurer la stabilité de la qualité de la communication. Cette fonctionnalité est très importante dans les communications militaires en temps de guerre et peut efficacement éviter les interférences des signaux électromagnétiques.

4. Résistance aux environnements difficiles : en termes de fibres optiques spéciales, les dernières nouvelles fibres optiques développées ont ajouté des matériaux moléculaires résistants aux hautes températures au revêtement de la fibre optique, et la structure externe utilise également des matériaux contenant du silicone ou du fluor. Les matériaux contenant du fluor ont une résistance élevée et une résistance à l'environnement, et présentent également des avantages évidents en termes d'ignifugation et de résistance à la flexion. Ils peuvent pleinement répondre à une utilisation dans des environnements complexes et maintenir leurs performances dans des environnements extrêmes. Ils ont également une excellente résistance à la corrosion et conviennent à diverses conditions de champ de bataille.

5. Conception légère : comparés aux câbles en cuivre traditionnels, les câbles à fibre optique sont plus légers. Dans le même temps, nous prenons également pleinement en compte la miniaturisation lors de la conception, en rendant la taille du produit aussi petite que possible, afin de faciliter un déploiement rapide et des opérations mobiles.

6. Diverses applications de détection : des fibres optiques spéciales sont également largement utilisées dans le domaine de la détection, telles que la fibre optique de pointe à maintien de polarisation de type Panda, la fibre optique rotative, le réseau de Bragg à fibre, etc., qui sont utilisées pour des hautes performances. -mesures de détection de précision.

7. Confidentialité et sécurité : les communications par fibre optique présentent une confidentialité naturelle et sont difficiles à intercepter ou à subir de fortes interférences électromagnétiques, ce qui est crucial pour la sécurité des communications militaires.

Analyse des exigences des systèmes de communication sur les futurs champs de bataille

L'environnement du champ de bataille à l'avenir sera plus complexe et changeant, et les exigences en matière de systèmes de communication seront plus strictes et diversifiées. Ce qui suit est une analyse de quelques exigences clés pour les systèmes de communication sur le futur champ de bataille :

1. Bande passante élevée et transmission à grande vitesse :

Avec la popularisation des capteurs, des drones et des systèmes d’armes intelligents, la quantité de données sur le champ de bataille augmente de façon exponentielle. Les futurs systèmes de communication doivent être capables de fournir une bande passante élevée et des débits de transmission de données rapides pour prendre en charge le streaming vidéo en temps réel, l'analyse du Big Data et le fonctionnement d'algorithmes d'intelligence artificielle.

2. Anti-interférence et sécurité :

Dans un environnement hostile, le système de communication doit disposer de fortes capacités anti-interférences et d'une technologie de cryptage pour garantir la confidentialité et l'intégrité des informations. La communication quantique, en raison de ses caractéristiques théoriquement incassables, pourrait devenir une technologie clé pour assurer la sécurité de l’information.

3. Résilience et flexibilité du réseau :

Les futurs systèmes de communication doivent avoir un haut degré de résilience et des capacités d’auto-réparation pour maintenir la connectivité même lorsqu’une partie du réseau est endommagée. Dans le même temps, le système doit s'adapter avec flexibilité à l'environnement du champ de bataille en constante évolution et être capable de déployer et de reconstruire rapidement l'architecture du réseau.

4. Interconnexion et interopérabilité entre domaines :

Une communication transparente entre les différentes plates-formes (terrestre, maritime, aérienne, spatiale et cyberespace) constitue la base des futures opérations conjointes. Le système de communication doit prendre en charge l’interconnexion entre domaines et garantir l’interopérabilité entre les différents services et alliés.

5. Faible latence et performances en temps réel :

La prise de décision, le commandement et le contrôle en temps réel nécessitent que le système de communication puisse fournir une latence extrêmement faible pour garantir la transmission et l'exécution immédiates des commandes.

6. Miniaturisation et portabilité :

Les équipements de communication transportés par un soldat doivent être légers, durables et faciles à utiliser, tout en garantissant une distance et une qualité de communication suffisantes.

7. Efficacité énergétique et autonomie :

Les systèmes de communication devraient réduire leur dépendance aux sources d'énergie traditionnelles, adopter des technologies d'économie d'énergie et des énergies renouvelables et améliorer l'endurance des équipements, en particulier dans les environnements de champ de bataille éloignés ou isolés.

8. Intelligence et automatisation :

Utilisez les technologies d’intelligence artificielle et d’apprentissage automatique pour optimiser l’allocation des ressources réseau, détecter et réparer automatiquement les pannes et réduire le recours aux interventions manuelles.

9. Capacité de communication multimodale :

Les futurs systèmes de communication doivent intégrer plusieurs méthodes de communication telles que la communication par satellite, la communication sans fil au sol et la communication par fibre optique pour garantir que des liaisons de communication efficaces peuvent être maintenues dans n'importe quel environnement.

10. Adaptez-vous aux environnements extrêmes :

Que ce soit à haute température, dans un froid intense, à haute altitude ou dans un environnement complexe électromagnétique, le système de communication doit maintenir un fonctionnement stable et fiable.

Applications innovantes des câbles à fibres optiques spéciaux

1. Câbles à fibres optiques résistants aux environnements extrêmes

En tant que support important pour la transmission de données, les câbles à fibres optiques sont de plus en plus utilisés dans des environnements extrêmes. L'application innovante de câbles à fibres optiques résistants aux environnements extrêmes a non seulement un impact direct sur l'amélioration des capacités de communication, mais fournit également un soutien technique solide pour le développement des industries connexes. Ce qui suit est une analyse de l’application innovante des câbles à fibres optiques résistants aux environnements extrêmes :

Application dans un environnement à température extrêmement basse :Dans un environnement à température extrêmement basse, comme mentionné ci-dessus, les performances de la fibre optique seront sérieusement affectées. Afin de relever ce défi, la fibre optique développée doit conserver d’excellentes propriétés optiques et mécaniques à basse température. Par exemple, des matériaux spéciaux en germanium et une technologie de revêtement sont utilisés pour améliorer la stabilité à basse température de la fibre optique, et la microstructure de la fibre optique est optimisée grâce à un processus d'étirage précis pour réduire l'atténuation du signal causée par le changement de température.

Applications dans des environnements à haute température :Comme mentionné ci-dessus, la technologie de préparation de fibres optiques résistante aux hautes températures est la clé dans ce domaine. L'utilisation de polyester ou de polyimide (PI) spéciaux comme matériaux de revêtement permet aux fibres optiques de fonctionner longtemps dans des environnements allant jusqu'à 300 °C. De plus, le processus spécial de tréfilage utilisant un revêtement progressif multicouche améliore non seulement la résistance à haute température des fibres optiques, mais améliore également leur stabilité chimique et leur résistance mécanique, fournissant ainsi des solutions fiables pour les applications à haute température telles que le pétrole et le gaz, et le secteur médical. traitement.

Technologie fibre haute capacité :Pour les scénarios d'applications à grande vitesse et à haute capacité tels que les centres de données, des câbles optiques entièrement secs à nombre élevé de cœurs, à faible diamètre de fil et entièrement secs ont été développés, comme décrit ci-dessus. Ce type de câble optique utilise un processus de fabrication optimisé pour obtenir un contrôle de haute précision de l'épaisseur de la paroi du boîtier, améliorant ainsi efficacement le taux de remplissage du câble et la qualité de transmission du signal. Dans le même temps, combinés à la technologie des fibres multicœurs avec extension multibande, la capacité et le débit de transmission des fibres optiques sont encore améliorés, contribuant ainsi au fonctionnement efficace des centres de données.

Résistant aux environnements difficiles :FiberHome Communications a développé des produits de câbles optiques résistants aux flexions répétées en réponse aux exigences des applications dans des environnements complexes. Ces produits sont utilisés dans les radiotélescopes, l'exploration des fonds marins, les puits géothermiques et d'autres environnements extrêmes à travers le monde, démontrant une excellente durabilité et fiabilité.

Technologie de détection à fibre optique :La technologie de détection à fibre optique peut être utilisée pour surveiller et analyser en temps réel divers paramètres dans des environnements extrêmes. Ceci revêt une grande importance pour les domaines de l'exploration géologique, de la recherche océanique, etc. Grâce à des revêtements de fibres optiques innovants et à une conception spéciale de structure de guide d'onde optique, des capacités de détection de haute précision peuvent être obtenues tout en garantissant la stabilité et la durabilité du capteur dans des environnements extrêmes.

Application inter-domaines de la technologie photonique :L’application généralisée de la technologie photonique a favorisé l’extension de la technologie des fibres optiques et des câbles à d’autres domaines. Comme mentionné ci-dessus, les fibres optiques et les câbles ont commencé à montrer un grand potentiel dans les domaines de la détection photonique, de l'informatique photonique, du laser photonique, etc. En particulier dans des conditions environnementales extrêmes, l'application de la technologie photonique permet une transmission et un traitement précis et en temps réel des données. possible.

Technologie de fabrication verte et respectueuse de l'environnement :Dans le processus de production de fibres optiques et de câbles, l'introduction de technologies de fabrication vertes et respectueuses de l'environnement constitue également une innovation majeure. Comme mentionné ci-dessus, FiberHome Communications a adopté une nouvelle génération de technologie OVD verticale de grande taille. L'aménagement industriel complet, depuis les matières premières jusqu'à la production de câbles, a considérablement amélioré la compétitivité du produit et réduit la pollution environnementale pendant le processus de production.

Le câble à fibre optique résistant aux environnements extrêmes développé peut fonctionner normalement dans des environnements à haute température, à fort rayonnement et nucléaires, offrant une garantie de communication dans les environnements nucléaires, ce qui est d'une grande importance pour assurer la continuité des systèmes de commandement en temps de guerre.

2. Fibre de détection multi-paramètres

La technologie des fibres de détection multiparamétriques est un point chaud de la recherche dans le domaine actuel de la détection par fibres optiques. Il peut surveiller plusieurs paramètres en même temps, tels que la température, la pression, les vibrations, etc., ce qui est d'une grande importance pour réaliser des systèmes de surveillance plus efficaces et plus précis. Ce qui suit est une analyse des applications innovantes de la fibre de détection multiparamétrique :

(1) Technologie de fusion multi-mécanismes

Combinaison de plusieurs mécanismes de diffusion : une technologie innovante de fibre de détection multiparamètres combine plusieurs mécanismes de diffusion des fibres optiques, tels que la diffusion Rayleigh, la diffusion Brillouin et la diffusion Raman. Cette technologie peut réaliser une détection simultanée de plusieurs paramètres longue distance dans un seul système, améliorant considérablement l'efficacité et la précision des mesures.

Technologie de positionnement distribué : en utilisant l'effet de rétrodiffusion et la technologie de positionnement distribué, une détection entièrement distribuée le long de la fibre optique peut être obtenue, ce qui est particulièrement important dans la surveillance de l'état des infrastructures à grande échelle.

(2) Tête de capteur à réseau de Bragg à fibre multifonctionnelle

Mesure multiparamétrique synchrone : la technologie consistant à utiliser une tête de capteur à réseau de Bragg à fibre unique pour mesurer simultanément la température et la contrainte a été développée. Cette méthode simplifie la structure du système, réduit les coûts et améliore l'efficacité de la surveillance.

Haute précision et haute stabilité : ce type de tête de capteur a généralement une haute précision et une haute stabilité, et convient à la surveillance de l'état structurel à long terme ou en temps réel.

(3) Technologie d'accès asymétrique

Complexité du système réduite : en développant un système de détection à fibre optique distribuée intégré à plusieurs mécanismes avec accès à une extrémité, la complexité et le coût du système peuvent être considérablement réduits. Cela facilite non seulement l’installation et la pose, mais facilite également la maintenance et les mises à niveau.

Vitesse de retour améliorée : le système permet un retour rapide des données grâce à une conception rationalisée, ce qui est crucial pour surveiller les scénarios nécessitant une réponse immédiate.

(4) Adaptabilité environnementale améliorée

Interférence anti-électromagnétique : étant donné que le capteur à fibre optique lui-même n'est pas soumis à des interférences électromagnétiques, il fonctionne bien dans les applications comportant des environnements électromagnétiques complexes, telles que la surveillance du réseau électrique.

Stabilité à long terme : les capteurs à fibre optique ont les caractéristiques de longue durée de vie et de résistance à la corrosion, et conviennent pour un fonctionnement stable à long terme dans des environnements difficiles sans remplacement fréquent.

(5) Réseau de capteurs à grande échelle

Prise en charge de la détection longue distance : la technologie de fibre de détection multiparamètres prend en charge la détection longue distance, ce qui est particulièrement important pour les oléoducs et les gazoducs, le transport ferroviaire et la surveillance des structures des bâtiments.

Faible coût et câblage simple : par rapport aux capteurs électriques traditionnels, les capteurs à fibre optique ont des coûts inférieurs, un câblage plus simple et des pertes extrêmement faibles, ce qui permet la construction de réseaux de capteurs à grande échelle.

(6) Application de la couche de perception IoT

La capacité de collecte d'informations est améliorée : dans l'architecture IoT, la fibre optique de détection multiparamètres peut être utilisée dans la couche de perception pour collecter efficacement des informations du monde extérieur et fournir des données brutes suffisantes et précises pour l'analyse des données de la couche supérieure.

Sensibilité et plage dynamique accrues : les capteurs à fibre optique ont une sensibilité élevée aux changements environnementaux et une large plage dynamique, ce qui offre une garantie fiable pour une surveillance et une gestion intelligentes.

Cette fibre optique spéciale intègre plusieurs fonctions de détection de paramètres tels que la contrainte, la température, les vibrations et l'acquisition, et peut être utilisée pour la surveillance en temps réel des environnements du champ de bataille. En analysant les données transmises par la fibre optique, la situation du champ de bataille peut être saisie en temps réel et la capacité de connaissance de la situation du champ de bataille peut être améliorée.

3. Système de communication à optique adaptative

L'optique adaptative (AO) est une technologie utilisée pour compenser les effets des turbulences atmosphériques ou des défauts internes des systèmes optiques sur la propagation des ondes lumineuses. Sur le champ de bataille militaire, les systèmes de communication optique adaptatifs peuvent apporter des applications innovantes sous de nombreux aspects, en se concentrant principalement sur les aspects suivants :

(1) Communication laser :

Améliorer la qualité de la communication : l'optique adaptative peut ajuster le front d'onde du faisceau laser en temps réel et compenser la distorsion causée par les turbulences atmosphériques, améliorant ainsi la stabilité et le taux de transmission des données de la communication laser longue distance.

Capacité anti-interférence : en contrôlant avec précision la direction et la forme du faisceau, l'optique adaptative peut réduire l'impact du bruit de fond et des interférences ennemies, améliorant ainsi la sécurité et la fiabilité des communications.

(2) Reconnaissance et surveillance :

Imagerie haute définition : l'optique adaptative peut être utilisée pour améliorer la qualité de l'imagerie optique des satellites et des drones à haute altitude, et obtenir des images cibles claires même dans des conditions météorologiques défavorables.

Suivi dynamique : les systèmes AO peuvent s'ajuster en temps réel pour suivre les cibles en mouvement, ce qui est très important pour une surveillance continue et une connaissance de la situation sur le champ de bataille.

(3) Visée et guidage des armes :

Frappe de précision : l'optique adaptative est utilisée dans les systèmes d'armes à guidage laser pour maintenir la focalisation et la stabilité du faisceau laser et améliorer la précision de la frappe.

Reconnaissance de cibles : dans des environnements complexes, l'AO peut aider le système radar laser (LIDAR) à identifier et à distinguer les cibles avec plus de précision.

(4) Communication par satellite :

Communication satellite-sol : établissez une liaison de communication optique stable entre le satellite et la station au sol. La technologie d’optique adaptative peut corriger les perturbations atmosphériques et assurer une transmission de données à haut débit.

Réseau constellation : utilisé pour la communication optique directe entre les satellites afin de construire un réseau de communication spatiale plus efficace et plus sécurisé.

(5) Guerre électronique :

Communication sans contact : la communication optique adaptative peut être utilisée comme moyen efficace dans la guerre électronique pour l'échange secret de données en raison de sa directivité élevée et de sa faible probabilité d'interception.

(6) Réseaux intelligents :

Réseaux auto-organisés : la combinaison de l'optique adaptative avec la technologie de réseautage défini par logiciel (SDN) peut créer des réseaux de communication intelligents et adaptatifs sur le champ de bataille qui optimisent automatiquement l'utilisation du chemin et de la fréquence.

(7) Collaboration multidomaine :

Communication multiplateforme : la technologie d'optique adaptative peut favoriser une communication transparente entre les plates-formes de combat terrestres, maritimes, aériennes et spatiales, et améliorer les capacités de combat collaboratif multi-domaines.

(8) Contrôle du système sans pilote :

Fonctionnement à distance : les communications optiques adaptatives fournissent des liaisons à large bande passante et à faible latence, essentielles au contrôle des drones et autres systèmes sans pilote sur de longues distances.

L'optique adaptative présente un grand potentiel dans les applications militaires, non seulement en améliorant les performances des systèmes existants, mais en ouvrant également de nouvelles possibilités tactiques et techniques. À mesure que la technologie progresse, le rôle de l’optique adaptative dans les communications militaires et les applications sur le champ de bataille deviendra de plus en plus important.

Développement technologique innovant de futurs systèmes de communication pour les besoins de communication sur le champ de bataille

Afin de s'adapter aux besoins du champ de bataille, les futurs systèmes de communication développeront une série de technologies innovantes visant à améliorer la fiabilité, la sécurité, la flexibilité et l'efficacité des communications. Voici quelques directions d’innovation possibles :

(1) Communication quantique :

La communication quantique utilise les principes de la mécanique quantique pour assurer la transmission des informations et peut fournir un canal de communication inconditionnellement sécurisé pour empêcher les informations d'être écoutées ou falsifiées, ce qui est crucial pour les communications militaires.

(2) Réseau défini par logiciel (SDN) et virtualisation des fonctions réseau (NFV) :

Ces technologies rendent l'architecture réseau plus flexible et programmable, lui permettant de s'adapter rapidement aux changements de l'environnement du champ de bataille et d'obtenir une allocation optimale des ressources.

(3) Technologie de communication 5G/6G :

La nouvelle génération de normes de communication mobile offrira des débits de données plus élevés, une latence plus faible et une plus grande densité de connexion, ce qui est essentiel pour le commandement et le contrôle en temps réel, le contrôle des essaims de drones et l'intégration d'appareils IoT.

(4) Informatique de pointe :

Le déploiement de la puissance de calcul à la périphérie du réseau réduit la dépendance à l'égard des serveurs centraux, réduit la latence et augmente la vitesse de traitement des données, ce qui est particulièrement important dans les environnements de champs de bataille éloignés.

(5) Radio cognitive :

La radio cognitive peut détecter et s'adapter à l'environnement spectral qui l'entoure, sélectionner automatiquement la meilleure bande de fréquences pour la communication et éviter efficacement les interférences et les conflits de spectre.

(6) Communications par satellite à haut débit :

Utilisant des technologies satellitaires plus avancées, telles que les communications en bande Ka/Ku et laser, il offre des capacités de communication à large bande passante et à couverture mondiale, particulièrement adaptées aux opérations maritimes et aériennes.

(7) Miniaturisation et technologie portable :

Développer des équipements de communication de plus petite taille, plus légers et à faible consommation d'énergie, qui sont plus faciles à transporter et à utiliser par les soldats individuels et améliorent la capacité de survie sur le champ de bataille.

(8) Intelligence artificielle et apprentissage automatique :

L'IA est utilisée pour la gestion du réseau, la détection des menaces, le traitement du signal et le routage adaptatif afin d'améliorer le niveau de renseignement et les capacités de fonctionnement autonomes du réseau.

(9) Technologie blockchain :

Fournit un mécanisme décentralisé d’authentification et de transmission de données pour améliorer la transparence, la sécurité et les capacités d’inviolabilité des réseaux de communication.

(10) Réparation de réseaux autonomes et réseaux auto-organisés (SON) :

Les réseaux auto-organisés peuvent détecter automatiquement les pannes et reconfigurer le réseau, réduisant ainsi la dépendance à l'égard de la maintenance manuelle et améliorant la robustesse du réseau.

(11) Communications conjointes multi-domaines :

Intégrez des systèmes de communication par satellite, aériens, terrestres et sous-marins pour former un réseau de communication complet afin de garantir des communications transparentes dans tous les domaines de combat.

(12) Métamatériaux et nanotechnologies :

Développer de nouveaux matériaux et structures pour les antennes, les composants RF et les capteurs afin d'améliorer les performances et la furtivité des équipements de communication.

L'application complète de ces technologies innovantes améliorera considérablement l'efficacité des communications sur les futurs champs de bataille et fournira un solide soutien informationnel aux opérations militaires.

Conclusions

L'application innovante de câbles à fibres optiques spéciaux sur les futurs champs de bataille améliorera considérablement les performances des communications militaires et garantira la stabilité et la sécurité des communications dans des environnements de champ de bataille complexes. La recherche, le développement et l'application des technologies connexes apporteront un soutien important à la transmission du commandement, du contrôle et du renseignement dans des conditions de guerre de l'information.

Source : Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd.