В: В настоящее время одномодовое оптическое волокно по-прежнему является основным применением оптоволоконной передачи?
О: Да, многожильное оптическое волокно — это относительно передовая попытка, и в настоящее время есть несколько связанных приложений, которые еще не получили широкого распространения, но станут возможными в следующем поколении.
Вышеизложенное является кратким началом оптической связи OFweek и г-ном Сяо Лиминем из Школы информационных наук и инженерии Университета Фудань на тему тенденций применения оптического волокна.
Недавно исследовательская группа Сяо Лиминя из Школы информационных наук и инженерии Университета Фудань совершила важный прорыв в исследованиях технологии сварки многожильных оптических волокон — подготовила преобразователь расстояния между жилами многожильных оптических волокон с превосходными характеристиками и впервые в мире реализовал гетерогенное многожильное оптическое волокно. Сращивание с низкими потерями и низкими перекрестными помехами. Компания Veken Optical Communications направила поздравительное сообщение.
Неизбежная тенденция развития передачи данных по оптоволокну
В настоящее время с активным развитием облачных вычислений, видео высокой четкости, Интернета вещей и систем связи 5G глобальный сетевой трафик резко увеличился. Однако передача по обычному одножильному одномодовому оптическому волокну ограничена пределом Шеннона. В ближайшие несколько лет противоречие между вялым ростом оптических сетей и спросом на высокую пропускную способность на рынке будет обостряться, и это станет важной проблемой, требующей безотлагательного решения в отрасли оптической связи.
Чтобы решить проблему расширения оптической связи в будущем, признанным в отрасли техническим решением для увеличения пропускной способности одного волокна является использование технологии пространственного мультиплексирования. Многожильное оптическое волокно, многомодовое оптическое волокно или многожильное многомодовое оптическое волокно - это неизбежная тенденция развития передачи данных по оптоволоконному кабелю.
Прорыв в технологии оптического мультиплексирования с пространственным разделением каналов: бесшовное оптическое соединение между различными типами многожильных оптических волокон.
Рисунок 1. Тенденция развития пропускной способности системы передачи по одному волокну
Многожильное оптическое волокно может эффективно увеличить пространственную плотность оптического волокна и было упреждающе применено интернет-гигантами за рубежом.
Чтобы захватить рынок связи и расширить полосу частот передачи оптических волокон, еще в 2018 году Facebook и Google сделали ставку на способы увеличения количества оптических волокон в кабелях.
Например, кабель Dunant, который Google ввел в эксплуатацию в январе, имеет 12 пар оптических волокон общей пропускной способностью 250 Тбит/с. Две строящиеся сети в Атлантическом океане используют даже 16 пар оптических волокон и, как ожидается, достигнут полной пропускной способности от 350 до 370 Тбит/с.
А недавно, в октябре, Facebook поручил NEC построить самый мощный в мире подводный кабель — новый трансатлантический кабель, в котором используются 24 пары оптических волокон. После завершения он станет самой загруженной магистралью передачи данных в мире. Достигнута рекордная общая пропускная способность 500 ТБ в секунду (примерно 4 000 данных на дисках Blu-ray) между Северной Америкой и Европой.
Примерно в то же время Бенджамин Дж. Исследовательская группа под руководством Паттнэма сообщила, что его команда использовала оптоволокно с сердцевиной {{0}} с внешним диаметром 0,125 мм для передачи данных. Объединив различные технологии усилителей, они создали систему передачи, которая использовала преимущества технологии WDM и создала запись данных передачи диаметра оптического волокна: позволяет каждому каналу достигать пропускной способности передачи данных 319 Тбит / с на расстоянии до 3001 км. .
Сообщается также о других приложениях.
Преобразователь шага сердечника из нескольких волокон открывает новые возможности применения
По сравнению с традиционным одножильным оптическим волокном, многожильные волокна в многожильном волокне (MCF) имеют одинаковую оболочку. Преимущества этой многоканальной структуры высокой плотности заключаются в низкой стоимости производства, экономии места и высокой пропускной способности. , Таким образом, многожильное оптическое волокно имеет чрезвычайно важное прикладное значение в системе оптической связи с пространственным мультиплексированием, соединении центра обработки данных, связи между чипами, оптоволоконном усилителе следующего поколения, оптическом зондировании, квантовой технологии и т. д.
Исследование новой технологии многоядерных оптических волокон является одним из направлений исследований, направленных на решение проблемы расширения связи в будущем.
Однако до сих пор в мире до сих пор не существует единого стандарта проектирования многожильных оптических волокон. При производстве многожильных оптических волокон различные высокотехнологичные компании приложили большие усилия с точки зрения количества сердцевин, расположения сердцевин, размера сердцевины, расстояния между жилами и распределения показателя преломления. Все они разные, что усложняет сплайсинг между различными типами многожильных волокон.
Например, компании FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd и другим компаниям необходимо сращивать разнородные многожильные оптические волокна для создания многожильной оптоволоконной системы передачи на большие расстояния. Тем не менее, ограниченные многожильные оптоволоконные устройства разветвления и разветвления могут не соответствовать многожильному волокну, используемому в системе передачи.
«Технология слияния оптических волокон с малыми потерями является основой оптоволоконных устройств и систем. В академических исследованиях сообщается только о прогрессе однотипного слияния многоядерных оптических волокон, но технические узкие места различных типов многоядерных Сварка оптических волокон до сих пор не решена. Есть исследования за рубежом. Исследователи даже считают, что сварка плавлением различных типов многожильных волокон практически невозможна, что серьезно препятствует широкому применению в этой области». — сказал Сяо Лиминь.
Создание огромной многожильной системы многоканального мультиплексирования оптического волокна и сращивание разнородных волокон, особенно многожильных оптических волокон с разным расстоянием между жилами, в настоящее время является неизбежным техническим узким местом.
Чтобы преодолеть эту техническую проблему, вызванную развитием технологии многожильных оптических волокон, исследовательская группа Сяо Лимина из Школы информационных наук и инженерии Университета Фудань, наконец, совершила новый международный прорыв в области слияния многожильных оптических волокон. технологии с помощью кропотливых исследований, подготовленных различными многожильными преобразователями расстояния между сердцевинами оптических волокон с превосходными характеристиками, реализующими сращивание плавлением с низкими потерями и низкими перекрестными помехами между разнородными многожильными оптическими волокнами.
Исследовательская группа Сяо Лимина предложила технологию сужения многожильных оптических волокон (рис. 2), включая две технологии сужения вперед и обратного сужения, обе из которых можно использовать для регулировки расстояния между сердцевинами многожильных оптических волокон и одновременного регулирования модовые характеристики многожильных волокон.
Рис. 2. Схематическая диаграмма двух типов преобразователей расстояния между сердцевинами многожильных оптических волокон.
Основываясь на технологии обратного сужения многожильных оптических волокон, путем согласования расстояния между сердцевинами и диаметра модового поля гетерогенных многожильных оптических волокон, исследовательская группа Сяо Лимина может точно подготовить сердцевины с низкими потерями и низкими перекрестными помехами для двух типов многожильных волокон. волоконные световоды с разным расстоянием между сердцевинами. преобразователь шага.
Для двух многосердцевинных волокон с различной структурой и разницей шага сердцевины 26 мкм (рис. 3 (a, b)) преобразователь шага сердцевины, разработанный исследовательской группой Сяо Лимина, может обеспечить потери до 0 0,18 дБ и перекрестные помехи всего -68 дБ.
Для многожильных волокон с одним и тем же соединением и немного другим расстоянием между жилами (рис. 3(b, c)) потери в преобразователе с шагом сердцевины составляют всего 0,17 дБ, а перекрестные помехи - всего -66 дБ.
Прорыв в технологии оптического мультиплексирования с пространственным разделением каналов: бесшовное оптическое соединение между различными типами многожильных оптических волокон.
Рис.3 Микрофотографии торцов жил трех типов многожильных оптических волокон
Технология подготовки преобразователя шага сердцевины многожильного оптического волокна, предложенная исследовательской группой Сяо Лимина, прекрасно решает технические проблемы слияния разнородных многожильных оптических волокон в сетях оптической связи, обеспечивает уникальную перспективу для подготовки многожильных волоконно-оптических устройств. , и выпустит многожильное оптическое волокно в практические приложения. Больше возможностей в приложениях.
