P: Czy obecnie światłowód jednomodowy nadal jest głównym zastosowaniem transmisji światłowodowej?
Odp.: Tak, światłowód wielordzeniowy jest stosunkowo nowatorskim rozwiązaniem i obecnie istnieje kilka powiązanych zastosowań, które nie są jeszcze głównym nurtem, ale staną się możliwe w następnej generacji.
Powyższe to krótki początek komunikacji optycznej OFweek i pana Xiao Limin ze Szkoły Informatyki i Inżynierii Uniwersytetu Fudan na temat trendów w zastosowaniach światłowodów.
Niedawno grupa badawcza Xiao Limin ze Szkoły Informatyki i Inżynierii Uniwersytetu Fudan dokonała ważnego przełomu w badaniach technologii łączenia wielordzeniowych włókien światłowodowych - przygotowała wielordzeniowy konwerter odstępów między rdzeniami światłowodów o doskonałej wydajności i po raz pierwszy na świecie zrealizował heterogeniczne wielordzeniowe światłowód. Łączenie z niskimi stratami i niskim przesłuchem. Firma Veken Optical Communications przesłała wiadomość z gratulacjami.
Nieunikniony trend rozwojowy transmisji komunikacji światłowodowej
Obecnie, wraz z dynamicznym rozwojem przetwarzania w chmurze, wideo wysokiej rozdzielczości, Internetu rzeczy i systemów komunikacyjnych 5G, globalny ruch sieciowy dramatycznie wzrósł. Jednak zwykła jednordzeniowa jednomodowa transmisja światłowodowa jest ograniczona przez limit Shannona. W ciągu najbliższych kilku lat sprzeczność między powolnym rozwojem sieci optycznych a zapotrzebowaniem rynku na dużą przepustowość będzie coraz bardziej dotkliwa i stanie się ważnym problemem, który należy pilnie rozwiązać w branży komunikacji optycznej.
Aby rozwiązać problem rozbudowy komunikacji optycznej w przyszłości, uznanym w branży rozwiązaniem technicznym mającym na celu zwiększenie przepustowości pojedynczego włókna jest wykorzystanie technologii multipleksowania z podziałem przestrzennym. Światłowód wielordzeniowy, światłowód wielomodowy lub światłowód wielordzeniowy wielomodowy to nieunikniony trend rozwojowy transmisji komunikacji światłowodowej.
Przełom w technologii światłowodowej multipleksowania z podziałem przestrzennym: bezproblemowe połączenie optyczne między różnymi typami wielordzeniowych światłowodów
rysunek 1. Trend rozwoju przepustowości pojedynczego światłowodowego systemu przesyłowego
Światłowód wielordzeniowy może skutecznie zwiększyć gęstość przestrzenną światłowodu i został zapobiegawczo zastosowany przez zagranicznych gigantów internetowych.
Aby zawładnąć rynkiem komunikacyjnym i rozszerzyć pasmo częstotliwości transmisji światłowodów, już w 2018 roku Facebook i Google obstawiają sposoby na zwiększenie ilości światłowodów w kablach.
Na przykład kabel Dunant, który Google oddał do użytku w styczniu, ma 12 par światłowodów o łącznej przepustowości 250 Tbit/s. Dwie sieci budowane na Oceanie Atlantyckim wykorzystują nawet 16 par światłowodów i mają osiągnąć pełną przepustowość od 350 do 370 Tbit/s.
A niedawno, w październiku, Facebook zlecił firmie NEC zbudowanie podmorskiego kabla o największej przepustowości na świecie – nowego kabla transatlantyckiego, w którym zastosowano 24 pary światłowodów. Po ukończeniu znajdzie się na najbardziej ruchliwej autostradzie danych na świecie — Osiągnięto rekordową łączną przepustowość wynoszącą 500 TB na sekundę (około 4 000 danych na dyskach Blu-ray) między Ameryką Północną a Europą.
Mniej więcej w tym samym czasie, Benjamin J. Zespół badawczy kierowany przez Puttnama poinformował, że jego zespół użył światłowodu {{0}}rdzeniowego o średnicy zewnętrznej 0,125 mm do transmisji danych. Łącząc różne technologie wzmacniaczy, zbudowali system transmisyjny wykorzystujący technologię WDM i stworzyli Rejestrację danych transmisji światłowodu o średnicy: Pozwól każdemu kanałowi osiągnąć przepustowość transmisji 319 Tbit/s na odległość do 3001 kilometrów .
Zgłaszane są również kolejne aplikacje.
Wielowłóknowy konwerter podziałki rdzenia uwalnia nowy potencjał zastosowań
W porównaniu z tradycyjnym światłowodem jednordzeniowym, wielordzeniowe włókna wielordzeniowe (MCF) mają ten sam płaszcz. Ta wielokanałowa struktura o dużej gęstości ma zalety w postaci niskich kosztów produkcji, oszczędności miejsca i dużej przepustowości. Dlatego wielordzeniowy światłowód ma niezwykle ważną wartość aplikacyjną w systemie komunikacji optycznej z podziałem przestrzeni, połączeniu centrum danych, komunikacji między chipami, wzmacniaczu światłowodowym nowej generacji, wykrywaniu optycznym, technologii kwantowej itp.
Badania nad nową wielordzeniową technologią światłowodową są jednym z obszarów badawczych ukierunkowanych na rozwiązanie problemu przyszłej ekspansji komunikacyjnej.
Jednak do tej pory na świecie wciąż nie ma jednolitego standardu projektowania światłowodów wielordzeniowych. Podczas produkcji wielordzeniowych światłowodów różne firmy zajmujące się zaawansowanymi technologiami poczyniły ogromne wysiłki pod względem liczby rdzeni, układu rdzeni, rozmiaru rdzenia, odstępów między rdzeniami i rozkładu współczynnika załamania światła. Każdy jest inny, co zwiększa trudność łączenia różnych typów włókien wielordzeniowych.
Na przykład FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd i inne firmy muszą łączyć różne wielordzeniowe światłowody w celu zbudowania wielordzeniowego światłowodowego systemu transmisji na duże odległości. Jednak ograniczone wielordzeniowe urządzenia typu fan-in i fan-out mogą nie pasować do wielordzeniowego światłowodu używanego w systemie transmisyjnym.
„Technologia łączenia włókien światłowodowych o niskich stratach jest podstawą urządzeń i systemów światłowodowych. W badaniach akademickich zgłaszany jest tylko postęp tego samego typu wielordzeniowej syntezy światłowodów, ale techniczne wąskie gardło różnych typów wielordzeniowych fuzja światłowodów jest nadal nierozwiązana. Za granicą trwają badania. Badacze uważają nawet, że łączenie różnych typów światłowodów wielordzeniowych jest prawie niemożliwe, co poważnie utrudnia szerokie zastosowanie w tej dziedzinie." - powiedział Xiao Limin.
Ustanowienie ogromnego, wielordzeniowego światłowodowego wielokanałowego systemu multipleksowania i łączenie różnych włókien, zwłaszcza wielordzeniowych światłowodów o różnych odstępach między rdzeniami, jest obecnie nieuniknionym technicznym wąskim gardłem.
Aby przezwyciężyć ten problem techniczny spowodowany rozwojem wielordzeniowej technologii światłowodowej, grupa badawcza Xiao Limin ze Szkoły Informatyki i Inżynierii Uniwersytetu Fudan dokonała wreszcie nowego międzynarodowego przełomu w wielordzeniowej fuzji światłowodów technologia dzięki żmudnym badaniom przygotowanym na różne sposoby Wielordzeniowy konwerter odległości między rdzeniami włókien światłowodowych o doskonałej wydajności realizuje łączenie fuzyjne o niskich stratach i niskim przesłuchu między różnymi wielordzeniowymi światłowodami.
Grupa badawcza Xiao Limin zaproponowała technologię zwężania wielordzeniowych włókien światłowodowych (rysunek 2), w tym dwie technologie zwężania do przodu i zwężania do tyłu, z których obie można wykorzystać do regulacji odległości między rdzeniami światłowodów wielordzeniowych i jednoczesnej regulacji charakterystyki modowe światłowodów wielordzeniowych.
Rysunek 2 Schemat ideowy dwóch rodzajów wielordzeniowych konwerterów rozstawu rdzeni światłowodów
Opierając się na technologii wielordzeniowego zwężania wstecznego światłowodu, dopasowując odstępy między rdzeniami i średnicę pola modowego heterogenicznych wielordzeniowych światłowodów, grupa badawcza Xiao Limin może dokładnie przygotować rdzenie o niskich stratach i niskim przesłuchu dla dwóch rodzajów multi światłowody z rdzeniem, których odstępy między rdzeniami nie pasują. konwerter skoku.
W przypadku dwóch wielordzeniowych włókien o różnych strukturach i różnicy odległości między rdzeniami wynoszącej 26 μm (Rysunek 3 (a, b)), konwerter odległości między rdzeniami przygotowany przez grupę badawczą Xiao Limin może osiągnąć stratę na poziomie 0 0,18 dB i przesłuch tak niski jak -68 dB.
Dla włókien wielordzeniowych z tym samym złączem i nieco innym rozstawem rdzeni (rys. 3(b, c)), tłumienność konwertera rozstawu rdzeni wynosi zaledwie 0,17 dB, a przesłuch zaledwie -66 dB.
Przełom w technologii światłowodowej multipleksowania z podziałem przestrzennym: bezproblemowe połączenie optyczne między różnymi typami wielordzeniowych światłowodów
Ryc.3 Mikrofotografie powierzchni czołowych rdzeni trzech typów światłowodów wielordzeniowych
Technologia przygotowania wielordzeniowego konwertera skoku rdzenia światłowodu zaproponowana przez grupę badawczą Xiao Limin doskonale rozwiązuje problemy techniczne odmiennej fuzji wielordzeniowych włókien optycznych w optycznych sieciach komunikacyjnych, zapewnia wyjątkową perspektywę przygotowania wielordzeniowych urządzeń światłowodowych i uwolni wielordzeniowy światłowód w praktycznych zastosowaniach. Większy potencjał w zastosowaniach.
