Spørgsmål: Er single-mode optisk fiber i øjeblikket stadig den almindelige anvendelse af optisk fibertransmission?
A: Ja, multi-core optisk fiber er et relativt banebrydende forsøg, og der er nogle relaterede applikationer på nuværende tidspunkt, som endnu ikke er mainstream, men vil blive mulige i næste generation.
Ovenstående er den korte begyndelse på OFweeks optiske kommunikation og Mr. Xiao Limin fra School of Information Science and Engineering ved Fudan University om emnet tendenser til anvendelse af optiske fibre.
For nylig har Xiao Limins forskergruppe fra School of Information Science and Engineering ved Fudan University gjort et vigtigt gennembrud i forskningen i multi-core optisk fiber fusion splejsningsteknologi - forberedt en multi-core optisk fiber kerne afstand konverter med fremragende ydeevne, og realiserede den heterogene multi-core optiske fiber for første gang i verden. Splejsning med lavt tab og lav krydstale. Veken Optical Communications sendte en lykønskning.
Den uundgåelige udviklingstendens af optisk fiberkommunikationstransmission
På nuværende tidspunkt, med den kraftige udvikling af cloud computing, high-definition video, Internet of Things og 5G kommunikationssystemer, er den globale netværkstrafik steget dramatisk. Almindelig single-core single-mode optisk fiber transmission er dog begrænset af Shannon-grænsen. I de næste par år vil modsætningen mellem den træge vækst af optiske netværk og efterspørgslen efter høj båndbredde på markedet blive stadig mere akut, og det vil blive et vigtigt problem, der skal løses omgående i den optiske kommunikationsindustri.
For at løse problemet med optisk kommunikationsudvidelse i fremtiden er den industrianerkendte tekniske løsning til at øge enkeltfiberkapaciteten at bruge space division multiplexing-teknologi. Multi-core optisk fiber, multi-mode optisk fiber eller multi-core multi-mode optisk fiber er den uundgåelige udviklingstendens for optisk fiberkommunikationstransmission.
Gennembrud inden for rumdelingsmultipleksende optisk fiberteknologi: sømløs optisk sammenkobling mellem forskellige typer optiske fibre med flere kerner
figur 1. Udviklingstendens for kapacitet af enkeltfibertransmissionssystem
Multi-core optisk fiber kan effektivt øge den rumlige tæthed af optisk fiber og er blevet anvendt forebyggende af internetgiganter i udlandet.
For at gribe kommunikationsmarkedet og udvide transmissionsfrekvensbåndet for optiske fibre satsede Facebook og Google allerede i 2018 på måder at øge antallet af optiske fibre i kabler.
Eksempelvis har Dunant-kablet, som Google tog i brug i januar, 12 par optiske fibre med en samlet kapacitet på 250 Tbit/s. De to netværk under opbygning i Atlanterhavet bruger endda 16 par optiske fibre, og forventes at opnå en fuld kapacitet på 350 til 370 Tbit/s.
Og for nylig, i oktober, bestilte Facebook NEC til at bygge verdens søkabel med højeste kapacitet – det nye transatlantiske kabel, som bruger 24 par optiske fibre. Efter færdiggørelsen vil den være på verdens travleste datamotorvej - Opnåede en rekordoverførselskapacitet på 500 TB pr. sekund (ca. 4,000 Blu-ray Disc-data) mellem Nordamerika og Europa.
Omtrent på samme tid, af Benjamin J. Et forskerhold ledet af Puttnam rapporterede, at hans team brugte en {{0}}kerne optisk fiber med en ydre diameter på 0,125 mm til at transmittere data. Ved at kombinere forskellige forstærkerteknologier konstruerede de et transmissionssystem, der udnyttede WDM-teknologien og skabte registrering af optiske fibertransmissionsdata med diameter: Tillad hver kanal at opnå en transmissionsgennemstrømning på 319 Tbit/s datahastighed inden for en afstand på op til 3001 kilometer .
Der meldes også om flere ansøgninger.
Multi-fiber core pitch converter låser op for nyt anvendelsespotentiale
Sammenlignet med traditionel enkeltkernet optisk fiber deler flere kerner i Multicore fiber (MCF) den samme beklædning. Denne flerkanalstruktur med høj tæthed har fordelene ved lave produktionsomkostninger, pladsbesparelse og høj transmissionskapacitet. , Derfor har multi-core optisk fiber ekstremt vigtig anvendelsesværdi i rumdelingsmultipleksing optisk kommunikationssystem, datacenterforbindelse, chip-til-chip kommunikation, næste generation af optisk fiberforstærker, optisk sensing, kvanteteknologi osv.
Forskning i ny multi-core optisk fiberteknologi er et af forskningsfokuserne for at løse problemet med fremtidig kommunikationsudvidelse.
Men indtil nu er der stadig ingen ensartet standard for design af multi-core optiske fibre i verden. Ved fremstilling af optiske fibre med flere kerner har forskellige højteknologiske virksomheder gjort en stor indsats med hensyn til antallet af kerner, kernearrangement, kernestørrelse, kerneafstand og brydningsindeksfordeling. Hver er forskellig, hvilket øger vanskeligheden ved fusionssplejsning mellem forskellige typer multi-core fibre.
For eksempel er FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd og andre virksomheder nødt til at splejse forskellige multi-core optiske fibre for at bygge et langdistance multi-core optisk fiber transmissionssystem. Begrænsede multi-core fiber fan-in og fan-out enheder kan dog ikke matche den multi-core fiber, der bruges i transmissionssystemet.
"Optisk fiberfusionsteknologi med lavt tab er grundlaget for optiske fiberenheder og systemer. I akademisk forskning rapporteres kun fremskridtene for den samme type optisk fiberfusion med flere kerner, men den tekniske flaskehals ved forskellige typer multikerner. optisk fiberfusion er stadig uløst. Der er forskning i udlandet. Forskere mener endda, at fusionssplejsning af forskellige typer multi-core fibre er næsten umuligt, hvilket alvorligt hæmmer den brede anvendelse på dette område." sagde Xiao Limin.
Etablering af et enormt multi-core optisk fiber multi-kanal multipleksing-system og splejsning af uens fibre, især multi-core optiske fibre med forskellige kerneafstande, er et uundgåeligt teknisk flaskehalsproblem på nuværende tidspunkt.
For at overvinde dette tekniske problem forårsaget af udviklingen af multi-core optisk fiberteknologi har Xiao Limins forskningsgruppe fra School of Information Science and Engineering ved Fudan University endelig lavet et nyt internationalt gennembrud inden for multi-core optisk fiberfusion teknologi gennem omhyggelig research-forberedt forskellige Multi-core optiske fiber kerneafstandskonverter med fremragende ydeevne realiserer lavt tab og lav-krydstale fusionssplejsning mellem uens multi-core optiske fibre.
Xiao Limins forskergruppe foreslog multi-core optisk fiber-tilspidsningsteknologi (figur 2), herunder to teknologier til fremadgående tapering og omvendt tapering, som begge kan bruges til at justere afstanden mellem kernerne af multi-core optiske fibre og samtidig regulere tilstandsegenskaber for flerkernefibre.
Figur 2 Skematisk diagram af to slags flerkernede optiske fiberkerneafstandsomformere
Baseret på teknologien til multi-core optisk fiber reverse tapering, ved at matche kerneafstanden og mode-feltdiameteren af heterogene multi-core optiske fibre, kan Xiao Limins forskningsgruppe præcist forberede lav-tab, lav-crosstalk kerner til to typer multi-core optiske fibre. -kerne optiske fibre, hvis kerneafstand ikke stemmer overens. pitch konverter.
For to flerkernefibre med forskellige strukturer og en kerneafstandsforskel på 26 μm (Figur 3 (a, b)), kan kerneafstandskonverteren, der er fremstillet af Xiao Limins forskningsgruppe, opnå et tab så lavt som 0 .18 dB og en krydstale så lav som -68 dB .
For flerkernefibre med samme forbindelse og lidt forskellig kerneafstand (fig. 3(b, c)), er kerneafstandskonvertertabet så lavt som 0.17 dB, og krydstalen er så lav som -66 dB.
Gennembrud inden for rumdelingsmultipleksende optisk fiberteknologi: sømløs optisk sammenkobling mellem forskellige typer optiske fibre med flere kerner
Fig. 3 Mikrofotografier af kerneendefladerne af tre typer optiske fibre med flere kerner
Forberedelsesteknologien til multi-core optisk fiber core pitch converter foreslået af Xiao Limins forskningsgruppe løser perfekt de tekniske problemer med uens multi-core optisk fiberfusion i optiske kommunikationsnetværk, giver et unikt perspektiv til forberedelse af multi-core optiske fiberenheder , og vil frigive den flerkernede optiske fiber i praktiske applikationer. Mere potentiale i applikationer.
