Питання: Чи є на даний момент одномодове оптичне волокно основним застосуванням оптоволоконної передачі?
Відповідь: Так, багатоядерне оптичне волокно є відносно передовою спробою, і наразі є деякі пов’язані програми, які ще не є основними, але стануть можливими в наступному поколінні.
Вище це короткий початок оптичних комунікацій OFweek і пана Сяо Ліміня з Школи інформаційних наук та інженерії Університету Фудань на тему тенденцій застосування оптичних волокон.
Нещодавно дослідницька група Сяо Ліміня зі Школи інформаційних наук та інженерії Університету Фудань зробила важливий прорив у дослідженні технології зварювання багатожильних оптичних волокон — підготувала багатоядерний перетворювач відстані між сердечниками оптичних волокон із чудовою продуктивністю та вперше в світі реалізував гетерогенне багатожильне оптичне волокно. Зварювання з низькими втратами та низькими перехресними перешкодами. Компанія Veken Optical Communications надіслала привітання.
Неминуча тенденція розвитку оптоволоконної передачі зв'язку
Зараз із бурхливим розвитком хмарних обчислень, відео високої чіткості, Інтернету речей і систем зв’язку 5G глобальний мережевий трафік різко зріс. Однак передача звичайного одноядерного одномодового оптичного волокна обмежена обмеженням Шеннона. У найближчі кілька років протиріччя між повільним зростанням оптичних мереж і попитом на високу пропускну здатність на ринку ставатиме все більш гострим, і це стане важливою проблемою, яку необхідно терміново вирішити в галузі оптичного зв'язку.
Щоб вирішити проблему розширення оптичного зв’язку в майбутньому, визнаним у галузі технічним рішенням для збільшення пропускної здатності одного волокна є використання технології мультиплексування з просторовим розділенням. Багатоядерне оптичне волокно, багатомодове оптичне волокно або багатоядерне багатомодове оптичне волокно є неминучою тенденцією розвитку передачі оптичного волокна.
Прорив у технології космічного мультиплексування оптичних волокон: безшовне оптичне з’єднання між різними типами багатоядерних оптичних волокон
малюнок 1. Тенденція розвитку пропускної здатності одноволоконної системи передачі
Багатоядерне оптичне волокно може ефективно збільшити просторову щільність оптичного волокна, і його попередньо застосовують інтернет-гіганти за кордоном.
Щоб захопити ринок зв’язку та розширити смугу частот передачі оптичних волокон, ще в 2018 році Facebook і Google зробили ставку на збільшення кількості оптичних волокон у кабелях.
Наприклад, кабель Dunant, який Google ввела в експлуатацію в січні, має 12 пар оптичних волокон загальною пропускною здатністю 250 Тбіт/с. Дві мережі, які будуються в Атлантичному океані, використовують навіть 16 пар оптичних волокон і, як очікується, досягнуть повної пропускної здатності від 350 до 370 Тбіт/с.
А нещодавно, у жовтні, Facebook доручив NEC побудувати найбільший у світі підводний кабель – новий трансатлантичний кабель, який використовує 24 пари оптичних волокон. Після завершення він знаходитиметься на найбільш завантаженій у світі магістралі передачі даних. Досягнуто рекордної сумарної пропускної здатності в 500 Тбайт за секунду (приблизно 4000 даних Blu-ray Disc) між Північною Америкою та Європою.
Приблизно в той же час Бенджамін Дж. Дослідницька група під керівництвом Паттнема повідомила, що його команда використовувала оптичне волокно {{0}}з серцевиною із зовнішнім діаметром 0,125 мм для передачі даних. Комбінуючи різні технології підсилювача, вони побудували систему передачі даних, яка використовувала переваги технології WDM і створила Запис даних передачі діаметра оптичного волокна: дозволити кожному каналу досягти пропускної здатності передачі даних 319 Тбіт/с на відстані до 3001 кілометра. .
Також повідомляється про додаткові заявки.
Багатоволоконний перетворювач кроку серцевини відкриває новий потенціал застосування
У порівнянні з традиційним одножильним оптичним волокном багатоядерні багатоядерні оптоволокна (MCF) мають однакову оболонку. Ця багатоканальна структура високої щільності має такі переваги, як низька вартість виробництва, економія місця та висока пропускна здатність. Таким чином, багатоядерне оптичне волокно має надзвичайно важливе значення для застосування в системі оптичного зв’язку з космічним мультиплексуванням, підключенні до центру обробки даних, зв’язку між мікросхемами, оптоволоконному підсилювачі наступного покоління, оптичному зондуванні, квантових технологіях тощо.
Дослідження нової технології багатоядерного оптичного волокна є одним із напрямків дослідження для вирішення проблеми майбутнього розширення зв’язку.
Однак досі в світі немає єдиного стандарту для проектування багатожильних оптичних волокон. Виробляючи багатожильні оптичні волокна, різні високотехнологічні компанії доклали великих зусиль щодо кількості ядер, розташування серцев, розміру серцевин, відстані між сердечниками та розподілу показника заломлення. Кожен відрізняється, що ускладнює зрощення між різними типами багатоядерних волокон.
Наприклад, FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd та іншим компаніям потрібно з’єднати різні багатоядерні оптичні волокна, щоб побудувати багатоядерну оптоволоконну систему передачі на великі відстані. Однак обмежені багатоядерні волоконно-вентиляторні пристрої для входу та розведення можуть не відповідати багатожильному волокну, що використовується в системі передачі.
«Технологія злиття оптичних волокон із низькими втратами є основою оптичних волоконних пристроїв і систем. В академічних дослідженнях повідомляється лише про прогрес одного типу злиття багатоядерних оптичних волокон, але технічні вузькі місця різних типів багатоядерних злиття оптичних волокон досі не розкрито. За кордоном проводяться дослідження. Дослідники навіть вважають, що зрощення різних типів багатожильних волокон майже неможливо, що серйозно перешкоджає широкому застосуванню в цій галузі». Сяо Лімін сказав.
Створення величезної багатоядерної багатоканальної системи мультиплексування оптичних волокон і зрощування різнорідних волокон, особливо багатоядерних оптичних волокон з різними відстанями між сердечниками, є неминучою технічною проблемою вузького місця.
Щоб подолати цю технічну проблему, спричинену розвитком технології багатоядерного оптичного волокна, дослідницька група Сяо Ліміна зі Школи інформаційних наук та інженерії Університету Фудань нарешті зробила новий міжнародний прорив у злитті багатоядерного оптичного волокна. Багатожильний перетворювач відстані між сердечниками оптичного волокна з чудовою продуктивністю реалізує зварювання між різнорідними багатожильними оптичними волокнами з низькими втратами та низькими перешкодами.
Дослідницька група Сяо Ліміна запропонувала технологію звуження багатожильного оптичного волокна (рис. 2), включаючи дві технології прямого звуження та зворотного звуження, обидві з яких можна використовувати для регулювання відстані між жилами багатожильних оптичних волокон і одночасного регулювання режимні характеристики багатожильних волокон.
Малюнок 2. Схематична діаграма двох типів перетворювачів розносу між сердечниками багатожильного оптичного волокна
Базуючись на технології зворотного звуження багатожильного оптичного волокна, шляхом узгодження відстані між сердечниками та діаметра поля моди гетерогенних багатожильних оптичних волокон, дослідницька група Сяо Ліміна може точно підготувати серцевини з низькими втратами та низькими перешкодами для двох типів багатоканальних мереж. оптичні волокна з сердечником, у яких відстань між сердечниками не збігається. перетворювач висоти тону.
Для двох багатожильних волокон із різною структурою та різницею між сердечниками 26 мкм (рис. 3 (a, b)) перетворювач інтервалу між сердечниками, розроблений дослідницькою групою Сяо Ліміна, може досягти таких низьких втрат, як 0 .18 дБ і перехресні перешкоди до -68 дБ.
Для багатожильних волокон з однаковим з’єднанням і дещо різною відстанню між сердечниками (рис. 3(b, c)) втрати перетворювача між сердечниками становлять лише 0.17 дБ, а перехресні перешкоди – лише -66 дБ.
Прорив у технології космічного мультиплексування оптичних волокон: безшовне оптичне з’єднання між різними типами багатоядерних оптичних волокон
Рис.3 Мікрофотографії торців серцевини трьох типів багатожильних оптичних волокон
Технологія підготовки перетворювача кроку сердечника багатожильного оптичного волокна, запропонована дослідницькою групою Сяо Ліміна, ідеально вирішує технічні проблеми злиття різнорідних багатожильних оптичних волокон в оптичних мережах зв’язку, забезпечує унікальну перспективу для підготовки багатоядерних оптоволоконних пристроїв. , і випустить багатоядерне оптичне волокно для практичного застосування. Більший потенціал у програмах.
