В: В момента едномодовото оптично влакно все още ли е основното приложение на предаване на оптични влакна?
О: Да, многоядрените оптични влакна са сравнително авангарден опит и в момента има някои свързани приложения, които все още не са масови, но ще станат възможни в следващото поколение.
Горното е краткото начало на оптичната комуникация на OFweek и г-н Сяо Лимин от Училището по информационни науки и инженерство на университета Фудан по темата за тенденциите в приложението на оптичните влакна.
Наскоро изследователската група на Xiao Limin от Училището по информационни науки и инженерство на университета Фудан направи важен пробив в изследването на технологията за снаждане на многоядрени оптични влакна - подготви многоядрен преобразувател на разстояние между сърцевините на оптични влакна с отлична производителност и реализира хетерогенното многоядрено оптично влакно за първи път в света. Сплайсинг с ниски загуби и ниски смущения. Veken Optical Communications изпрати поздравително съобщение.
Неизбежната тенденция на развитие на комуникационното предаване на оптични влакна
Понастоящем, с бурното развитие на облачните изчисления, видеото с висока разделителна способност, интернет на нещата и 5G комуникационните системи, глобалният мрежов трафик се е увеличил драстично. Обаче обикновеното едноядрено едномодово предаване на оптични влакна е ограничено от ограничението на Шанън. През следващите няколко години противоречието между бавния растеж на оптичните мрежи и търсенето на висока честотна лента на пазара ще става все по-остро и това ще се превърне във важен проблем, който трябва да бъде решен спешно в оптичната комуникационна индустрия.
За да се реши проблемът с разширяването на оптичните комуникации в бъдеще, признатото в индустрията техническо решение за увеличаване на капацитета на единични влакна е използването на технология за мултиплексиране с пространствено разделяне. Многоядрените оптични влакна, многомодовите оптични влакна или многоядрените многомодови оптични влакна са неизбежната тенденция на развитие на комуникационното предаване на оптични влакна.
Пробив в технологията за мултиплексиране на оптични влакна с разделяне на пространството: безпроблемна оптична връзка между различни видове многоядрени оптични влакна
фигура 1. Тенденция на развитие на капацитета на преносна система с единично влакно
Многоядрените оптични влакна могат ефективно да увеличат пространствената плътност на оптичните влакна и са прилагани превантивно от интернет гиганти в чужбина.
За да завладеят комуникационния пазар и да разширят честотната лента на предаване на оптичните влакна, още през 2018 г. Facebook и Google залагат на начини за увеличаване на броя на оптичните влакна в кабелите.
Например кабелът Dunant, който Google пусна в употреба през януари, има 12 чифта оптични влакна с общ капацитет от 250 Tbit/s. Двете изграждащи се мрежи в Атлантическия океан дори използват 16 чифта оптични влакна и се очаква да постигнат пълен капацитет от 350 до 370 Tbit/s.
А наскоро, през октомври, Facebook възложи на NEC да изгради подводния кабел с най-голям капацитет в света - новият трансатлантически кабел, който използва 24 чифта оптични влакна. След завършване, той ще бъде на най-натоварената магистрала за данни в света - Постигнат рекорден общ капацитет за трансфер от 500 TB в секунда (приблизително 4,000 Blu-ray Disc данни) между Северна Америка и Европа.
Приблизително по същото време, от Benjamin J. Изследователски екип, ръководен от Puttnam, съобщи, че неговият екип използва {{0}}оптично влакно с ядро с външен диаметър 0,125 mm за предаване на данни. Чрез комбиниране на различни технологии за усилване, те изградиха система за предаване, която се възползва от WDM технологията и създаде Запис на данни за предаване на оптични влакна с диаметър: Позволете на всеки канал да постигне пропускателна способност на предаване от 319 Tbit/s скорост на данни на разстояние до 3001 километра .
Отчитат се и още приложения.
Конверторът на стъпката на сърцевината с много влакна отключва нов потенциал за приложение
В сравнение с традиционното едноядрено оптично влакно, множеството ядра в многоядреното влакно (MCF) споделят една и съща обвивка. Тази многоканална структура с висока плътност има предимствата на ниска производствена цена, спестяване на място и висок капацитет на предаване. , Следователно многоядрените оптични влакна имат изключително важна стойност на приложение в мултиплексна оптична комуникационна система с космическо разделение, връзка с център за данни, комуникация между чипове, усилвател с оптични влакна от следващо поколение, оптични сензори, квантова технология и др.
Изследването на нова многоядрена технология за оптични влакна е един от изследователските фокуси за решаване на проблема с бъдещото разширяване на комуникацията.
Въпреки това, досега все още няма единен стандарт за проектиране на многоядрени оптични влакна в света. При производството на многоядрени оптични влакна различни високотехнологични компании са положили големи усилия по отношение на броя на ядрата, разположението на ядрата, размера на ядрото, разстоянието между сърцевините и разпределението на индекса на пречупване. Всеки е различен, което увеличава трудността на снаждането чрез синтез между различни видове многоядрени влакна.
Например, FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd и други компании трябва да снаждат различни многоядрени оптични влакна, за да изградят система за предаване на многоядрени оптични влакна на дълги разстояния. Въпреки това, ограничени многоядрени влакна с вентилаторни и вентилаторни устройства може да не съответстват на многоядрените влакна, използвани в преносната система.
„Технологията за сливане на оптични влакна с ниски загуби е в основата на устройствата и системите с оптични влакна. В академичните изследвания се отчита само напредъкът на един и същи тип сливане на многоядрени оптични влакна, но техническото затруднение на различните видове многоядрени сливането на оптични влакна все още е неразгадано. Има изследвания в чужбина. Изследователите дори смятат, че сливането на различни видове многоядрени влакна е почти невъзможно, което сериозно възпрепятства широкото приложение в тази област." Сяо Лимин каза.
Създаването на огромна многоядрена многоканална система за мултиплексиране на оптични влакна и снаждането на различни влакна, особено многоядрени оптични влакна с различни разстояния между сърцевините, е неизбежен технически проблем в момента.
За да преодолее този технически проблем, предизвикан от развитието на технологията за многоядрени оптични влакна, изследователската група на Xiao Limin от Училището по информационни науки и инженерство на университета Фудан най-накрая направи нов международен пробив в сливането на многоядрени оптични влакна технология чрез подготвени с усърдни изследвания различни Преобразувателят на разстоянието между сърцевините на многоядрените оптични влакна с отлична производителност реализира сливане с ниски загуби и ниски кръстосани пречки между различни многоядрени оптични влакна.
Изследователската група на Xiao Limin предложи технология за стесняване на многоядрените оптични влакна (Фигура 2), включително две технологии за стесняване напред и обратно стесняване, като и двете могат да се използват за регулиране на разстоянието между сърцевините на многоядрени оптични влакна и едновременно регулиране на режимни характеристики на многоядрени влакна.
Фигура 2 Схематична диаграма на два вида преобразуватели на разстояние между сърцевините на многоядрени оптични влакна
Въз основа на технологията за обратно изтъняване на многоядрени оптични влакна, чрез съпоставяне на разстоянието между сърцевините и диаметъра на полето на мода на хетерогенни многоядрени оптични влакна, изследователската група на Xiao Limin може точно да подготви ядра с ниски загуби и ниски пресичания за два типа мулти оптични влакна с ядро, чието разстояние между сърцевините не съвпада. преобразувател на височина.
За две многоядрени влакна с различни структури и разлика в разстоянието между сърцевините от 26 μm (Фигура 3 (a, b)), преобразувателят на разстояние между сърцевините, изготвен от изследователската група на Xiao Limin, може да постигне загуба толкова ниска, колкото 0 .18 dB и кръстосано смущение до -68 dB.
За многоядрени влакна със същото кръстовище и малко по-различно разстояние между сърцевините (фиг. 3(b, c)), загубата на преобразувател между сърцевините е толкова ниска, колкото 0.17 dB, а кръстосаното смущение е толкова ниска, колкото -66 dB.
Пробив в технологията за мултиплексиране на оптични влакна с разделяне на пространството: безпроблемна оптична връзка между различни видове многоядрени оптични влакна
Фиг.3 Микроснимки на челните повърхности на сърцевината на три вида многоядрени оптични влакна
Технологията за подготовка на преобразувател на стъпка на ядрото на многоядрени оптични влакна, предложена от изследователската група на Xiao Limin, перфектно решава техническите проблеми на сливането на различни многоядрени оптични влакна в оптичните комуникационни мрежи, осигурява уникална перспектива за подготовката на устройства с многоядрени оптични влакна , и ще пусне многоядреното оптично влакно в практически приложения. Повече потенциал в приложенията.
