Spørsmål: Er enkeltmodus optisk fiber fortsatt den vanlige anvendelsen av optisk fiberoverføring?
A: Ja, optisk fiber med flere kjerner er et relativt banebrytende forsøk, og det er noen relaterte applikasjoner for øyeblikket, som ennå ikke er mainstream, men som vil bli mulig i neste generasjon.
Ovennevnte er den korte begynnelsen av OFweeks optiske kommunikasjon og Mr. Xiao Limin fra School of Information Science and Engineering ved Fudan University om temaet trender i bruk av optisk fiber.
Nylig har Xiao Limins forskergruppe fra School of Information Science and Engineering ved Fudan University gjort et viktig gjennombrudd i forskningen av flerkjernes fusjonsteknologi for optisk fiber - utarbeidet en flerkjernes optisk fiberkjerneavstandsomformer med utmerket ytelse, og realiserte den heterogene flerkjernede optiske fiberen for første gang i verden. Skjøting med lavt tap og lav krysstale. Veken Optical Communications sendte en gratulasjonsmelding.
Den uunngåelige utviklingstrenden for kommunikasjonsoverføring med optisk fiber
For tiden, med den kraftige utviklingen av cloud computing, HD-video, Internet of Things og 5G kommunikasjonssystemer, har den globale nettverkstrafikken økt dramatisk. Vanlig enkeltkjernes enkeltmodus optisk fiberoverføring er imidlertid begrenset av Shannon-grensen. De neste årene vil motsetningen mellom den svake veksten av optiske nettverk og etterspørselen etter høy båndbredde i markedet bli stadig mer akutt, og det vil bli et viktig problem som må løses snarest i den optiske kommunikasjonsbransjen.
For å løse problemet med utvidelse av optisk kommunikasjon i fremtiden, er den industrianerkjente tekniske løsningen for å øke enkeltfiberkapasiteten å bruke romdelingsmultipleksingsteknologi. Multi-core optisk fiber, multi-mode optisk fiber eller multi-core multi-mode optisk fiber er den uunngåelige utviklingstrenden for optisk fiber kommunikasjonsoverføring.
Gjennombrudd innen romdelingsmultipleksing optisk fiberteknologi: sømløs optisk sammenkobling mellom ulike typer optiske fibre med flere kjerner
figur 1. Utviklingstrend for kapasiteten til enkeltfiberoverføringssystem
Optisk fiber med flere kjerner kan effektivt øke den romlige tettheten til optisk fiber, og har blitt brukt på forhånd av Internett-giganter i utlandet.
For å gripe kommunikasjonsmarkedet og utvide overføringsfrekvensbåndet til optiske fibre, satset Facebook og Google allerede i 2018 på måter å øke antallet optiske fibre i kabler.
Dunant-kabelen som Google tok i bruk i januar har for eksempel 12 par optiske fibre med en total kapasitet på 250 Tbit/s. De to nettverkene som er under bygging i Atlanterhavet bruker til og med 16 par optiske fibre, og forventes å oppnå en full kapasitet på 350 til 370 Tbit/s.
Og nylig, i oktober, ga Facebook NEC i oppdrag å bygge verdens høyeste kapasitet undersjøiske kabel – den nye transatlantiske kabelen, som bruker 24 par optiske fibre. Etter ferdigstillelse vil den være på verdens travleste datamotorvei - Oppnådd en rekord total overføringskapasitet på 500 TB per sekund (omtrent 4,000 Blu-ray Disc-data) mellom Nord-Amerika og Europa.
Omtrent på samme tid, av Benjamin J. Et forskerteam ledet av Puttnam rapporterte at teamet hans brukte en {{0}}kjerneoptisk fiber med en ytre diameter på 0,125 mm for å overføre data. Ved å kombinere ulike forsterkerteknologier, konstruerte de et overføringssystem som utnyttet WDM-teknologien og skapte Registrering av overføringsdata for optisk fiber med diameter: Tillat hver kanal å oppnå en overføringsgjennomstrømning på 319 Tbit/s datahastighet innenfor en avstand på opptil 3001 kilometer .
Det meldes også om flere søknader.
Multi-fiber core pitch converter låser opp nytt brukspotensial
Sammenlignet med tradisjonell enkjernet optisk fiber, deler flere kjerner i Multicore fiber (MCF) samme kledning. Denne flerkanalsstrukturen med høy tetthet har fordelene med lave produksjonskostnader, plassbesparelse og høy overføringskapasitet. , Derfor har multi-core optisk fiber ekstremt viktig bruksverdi i romdelingsmultipleksing optisk kommunikasjonssystem, datasenterforbindelse, chip-to-chip kommunikasjon, neste generasjons optisk fiberforsterker, optisk sensing, kvanteteknologi, etc.
Forskning på ny multi-core optisk fiberteknologi er et av forskningsfokusene for å løse problemet med fremtidig kommunikasjonsutvidelse.
Men til nå er det fortsatt ingen enhetlig standard for utforming av optiske fibre med flere kjerner i verden. Ved produksjon av flerkjernede optiske fibre har ulike høyteknologiske selskaper gjort stor innsats når det gjelder antall kjerner, kjernearrangement, kjernestørrelse, kjerneavstand og brytningsindeksfordeling. Hver er forskjellig, noe som øker vanskeligheten med fusjonsspleising mellom forskjellige typer flerkjernefibre.
For eksempel trenger FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd og andre selskaper å skjøte forskjellige optiske fibre med flere kjerner for å bygge et langdistanse flerkjerners optisk fiberoverføringssystem. Imidlertid kan begrensede flerkjernefiber vifte-inn og vifte ut enheter ikke samsvarer med flerkjernefiberen som brukes i overføringssystemet.
"Optisk fiberfusjonsteknologi med lavt tap er grunnlaget for optiske fiberenheter og systemer. I akademisk forskning rapporteres bare fremgangen for samme type multi-core optisk fiberfusjon, men den tekniske flaskehalsen til forskjellige typer multi-core Fusjon av optisk fiber er fortsatt uløst. Det er forskning i utlandet. Forskere tror til og med at fusjonsspleising av forskjellige typer flerkjernefibre er nesten umulig, noe som alvorlig hindrer den brede anvendelsen på dette feltet." sa Xiao Limin.
Etablering av et enormt flerkjerners optisk fiber flerkanals multipleksingssystem og skjøting av forskjellige fibre, spesielt flerkjernede optiske fibre med forskjellige kjerneavstander, er et uunngåelig teknisk flaskehalsproblem for tiden.
For å overvinne dette tekniske problemet forårsaket av utviklingen av multi-core optisk fiberteknologi, har Xiao Limins forskningsgruppe fra School of Information Science and Engineering ved Fudan University endelig gjort et nytt internasjonalt gjennombrudd innen multi-core optisk fiberfusjon. teknologi gjennom møysommelig forskning-forberedt ulike Multi-core optiske fiber kjerneavstand omformer med utmerket ytelse realiserer lavt tap og lav-krysstale fusjon spleising mellom ulik multi-core optiske fibre.
Xiao Limins forskningsgruppe foreslo multi-core optisk fiber avsmalnende teknologi (figur 2), inkludert to teknologier for forover avsmalning og revers avsmalning, som begge kan brukes til å justere avstanden mellom kjernene til multi-core optiske fibre og samtidig regulere modusegenskaper til flerkjernefibre.
Figur 2 Skjematisk diagram av to typer flerkjernede optiske fiberkjerneavstandsomformere
Basert på teknologien for omvendt avsmalning av optisk fiber med flere kjerner, ved å matche kjerneavstanden og modusfeltdiameteren til heterogene optiske fibre med flere kjerner, kan Xiao Limins forskningsgruppe nøyaktig forberede kjerner med lavt tap og lavt krysstale for to typer multikjerner. -kjerne optiske fibre hvis kjerneavstand ikke stemmer overens. tonehøydekonverter.
For to flerkjernefibre med forskjellige strukturer og en kjerneavstandsforskjell på 26 μm (Figur 3 (a, b)), kan kjerneavstandsomformeren utarbeidet av Xiao Limins forskningsgruppe oppnå et tap så lavt som 0 .18 dB og en krysstale så lavt som -68 dB .
For flerkjernefibre med samme kryss og litt forskjellig kjerneavstand (fig. 3(b, c)), er tapet av kjerneavstandsomformer så lavt som 0.17 dB og krysstalen er så lav som -66 dB.
Gjennombrudd innen romdelingsmultipleksing optisk fiberteknologi: sømløs optisk sammenkobling mellom ulike typer optiske fibre med flere kjerner
Fig. 3 Mikrobilder av kjerneendeflatene til tre typer optiske fibre med flere kjerner
Forberedelsesteknologien til multi-core optisk fiber core pitch converter foreslått av Xiao Limins forskningsgruppe løser perfekt de tekniske problemene med ulik flerkjerne optisk fiberfusjon i optiske kommunikasjonsnettverk, gir et unikt perspektiv for klargjøring av multi-core optiske fiberenheter , og vil frigjøre den flerkjernede optiske fiberen i praktiske applikasjoner. Mer potensial i applikasjoner.
