Otázka: Je v současnosti jednovidové optické vlákno stále hlavní aplikací přenosu optických vláken?
Odpověď: Ano, vícejádrové optické vlákno je relativně špičkovým pokusem a v současnosti existují některé související aplikace, které ještě nejsou mainstreamové, ale budou možné v příští generaci.
Výše uvedené je krátkým začátkem OFweek optické komunikace a pana Xiao Limina ze School of Information Science and Engineering Fudan University na téma trendů aplikací optických vláken.
Nedávno výzkumná skupina Xiao Limina ze School of Information Science and Engineering Univerzity Fudan učinila důležitý průlom ve výzkumu technologie spojování vícejádrových optických vláken – připravila vícejádrový konvertor rozteče mezi jádry optických vláken s vynikajícím výkonem a poprvé na světě realizovala heterogenní vícejádrové optické vlákno. Spojování s nízkou ztrátou a nízkým přeslechem. Veken Optical Communications poslal blahopřání.
Nevyhnutelný vývojový trend přenosu komunikace optickými vlákny
V současnosti, s energickým rozvojem cloud computingu, videa s vysokým rozlišením, internetu věcí a komunikačních systémů 5G, se celosvětový síťový provoz dramaticky zvýšil. Běžný jednojádrový jednorežimový přenos optickým vláknem je však omezen Shannonovým limitem. V příštích několika letech bude rozpor mezi pomalým růstem optických sítí a poptávkou po velké šířce pásma na trhu stále naléhavější a stane se důležitým problémem, který je třeba v odvětví optických komunikací urychleně vyřešit.
Aby se v budoucnu vyřešil problém rozšíření optické komunikace, průmyslově uznávaným technickým řešením pro zvýšení kapacity jednoho vlákna je použití technologie multiplexování s dělením prostoru. Vícejádrové optické vlákno, vícevidové optické vlákno nebo vícejádrové vícevidové optické vlákno je nevyhnutelným vývojovým trendem přenosu komunikace optickými vlákny.
Průlom v technologii multiplexování optických vláken s dělením prostoru: bezproblémové optické propojení mezi různými typy vícejádrových optických vláken
obrázek 1. Vývojový trend kapacity jednovláknové přenosové soustavy
Vícejádrové optické vlákno může efektivně zvýšit prostorovou hustotu optického vlákna a bylo preventivně aplikováno internetovými giganty v zámoří.
S cílem ovládnout komunikační trh a rozšířit přenosové frekvenční pásmo optických vláken již v roce 2018 vsadily Facebook a Google na způsoby, jak zvýšit počet optických vláken v kabelech.
Například kabel Dunant, který Google uvedl do provozu v lednu, má 12 párů optických vláken s celkovou kapacitou 250 Tbit/s. Dvě budované sítě v Atlantském oceánu dokonce využívají 16 párů optických vláken a očekává se, že dosáhnou plné kapacity 350 až 370 Tbit/s.
A nedávno, v říjnu, Facebook pověřil NEC vybudováním podmořského kabelu s nejvyšší kapacitou na světě – nového transatlantického kabelu, který využívá 24 párů optických vláken. Po dokončení bude na nejrušnější datové dálnici světa – dosáhl rekordní celkové přenosové kapacity 500 TB za sekundu (přibližně 4,000 data na disku Blu-ray) mezi Severní Amerikou a Evropou.
Přibližně ve stejnou dobu Benjamin J. Výzkumný tým vedený Puttnamem oznámil, že jeho tým použil k přenosu dat {{0}}jádrové optické vlákno s vnějším průměrem 0,125 mm. Kombinací různých technologií zesilovačů zkonstruovali přenosový systém, který využil výhody technologie WDM a vytvořil Záznam přenosových dat o průměru optického vlákna: Umožněte každému kanálu dosáhnout přenosové propustnosti 319 Tbit/s datové rychlosti na vzdálenost až 3001 kilometrů. .
Hlásí se také další aplikace.
Konvertor rozteče s více vlákny odemyká nový aplikační potenciál
Ve srovnání s tradičním jednojádrovým optickým vláknem sdílí více jader ve vícejádrovém vláknu (MCF) stejné opláštění. Tato vícekanálová struktura s vysokou hustotou má výhody nízkých výrobních nákladů, úspory místa a vysoké přenosové kapacity. , Proto má vícejádrové optické vlákno mimořádně důležitou aplikační hodnotu v optickém komunikačním systému s multiplexováním s prostorovým dělením, připojení datového centra, komunikaci mezi čipy, zesilovačem optických vláken nové generace, optickém snímání, kvantové technologii atd.
Výzkum nové technologie vícejádrových optických vláken je jedním z výzkumných záměrů k řešení problému budoucího rozšíření komunikace.
Doposud však ve světě neexistuje jednotný standard pro návrh vícejádrových optických vláken. Při výrobě vícejádrových optických vláken vynaložily různé high-tech společnosti velké úsilí, pokud jde o počet jader, uspořádání jader, velikost jádra, rozteč jader a rozložení indexu lomu. Každé je jiné, což zvyšuje obtížnost fúzního spojování mezi různými typy vícejádrových vláken.
Například společnost FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd a další společnosti potřebují spojit nepodobná vícejádrová optická vlákna za účelem vybudování systému přenosu vícejádrových optických vláken na dlouhé vzdálenosti. Omezené vícejádrové vlákno fan-in a fan-out zařízení však nemusí odpovídat vícejádrovému vláknu používanému v přenosovém systému.
"Nízkoztrátová technologie fúze optických vláken je základem zařízení a systémů s optickými vlákny. V akademickém výzkumu se uvádí pouze pokrok stejného typu vícejádrové fúze optických vláken, ale technické úzké hrdlo různých typů vícejádrových fúze optických vláken je stále nevyřešená. Existují výzkumy v zahraničí. Vědci se dokonce domnívají, že fúzní spojování různých typů vícejádrových vláken je téměř nemožné, což vážně brání širokému uplatnění v této oblasti." řekl Xiao Limin.
Vytvoření obrovského vícejádrového vícekanálového multiplexního systému z optických vláken a spojování odlišných vláken, zejména vícejádrových optických vláken s různými vzdálenostmi mezi jádry, je v současnosti nevyhnutelným technickým problémem.
Aby se tento technický problém, který přinesl vývoj technologie vícejádrových optických vláken, překonal, výzkumná skupina Xiao Limina ze School of Information Science and Engineering Fudan University konečně učinila nový mezinárodní průlom ve fúzi vícejádrových optických vláken. technologie prostřednictvím pečlivého výzkumu připravené různé Vícejádrový konvertor rozteče mezi jádry optických vláken s vynikajícím výkonem realizuje fúzní spojování s nízkou ztrátou a nízkým přeslechem mezi odlišnými vícejádrovými optickými vlákny.
Výzkumná skupina Xiao Limin navrhla technologii zužování vícejádrových optických vláken (obrázek 2), včetně dvou technologií zužování vpřed a zpětného zužování, přičemž obě lze použít k nastavení vzdálenosti mezi jádry vícejádrových optických vláken a současně regulovat režimové charakteristiky vícejádrových vláken.
Obrázek 2 Schematický diagram dvou typů vícejádrových konvertorů rozteče mezi jádry optických vláken
Na základě technologie vícejádrového zpětného zužování optických vláken, přizpůsobením rozteče jader a průměru modového pole heterogenních vícejádrových optických vláken, může výzkumná skupina Xiao Limin přesně připravit nízkoztrátová jádra s nízkým přeslechem pro dva typy vícenásobných -jádrová optická vlákna, jejichž rozteč jader se neshoduje. pitch převodník.
U dvou vícejádrových vláken s různou strukturou a rozdílem mezi jádry 26 μm (obrázek 3 (a, b)) může konvertor rozteče jader připravený výzkumnou skupinou Xiao Limina dosáhnout ztráty až 0 0,18 dB a přeslechy tak nízké, jak -68 dB .
U vícejádrových vláken se stejným přechodem a mírně odlišnou roztečí jader (obr. 3(b, c)) je ztráta měniče rozteče mezi jádry jen 0,17 dB a přeslechy jsou tak nízké, -66 dB.
Průlom v technologii multiplexování optických vláken s dělením prostoru: bezproblémové optické propojení mezi různými typy vícejádrových optických vláken
Obr.3 Mikrofotografie čelních ploch jádra tří typů vícejádrových optických vláken
Technologie přípravy vícejádrového optického vláknového základního pitch konvertoru navržená výzkumnou skupinou Xiao Limin dokonale řeší technické problémy odlišné fúze vícejádrových optických vláken v optických komunikačních sítích, poskytuje jedinečnou perspektivu pro přípravu vícejádrových optických zařízení a uvolní vícejádrové optické vlákno v praktických aplikacích. Větší potenciál v aplikacích.
