Otázka: Je v súčasnosti jednovidové optické vlákno stále hlavnou aplikáciou prenosu optických vlákien?
Odpoveď: Áno, viacjadrové optické vlákno je relatívne špičkovým pokusom av súčasnosti existuje niekoľko súvisiacich aplikácií, ktoré ešte nie sú bežné, ale budú možné v ďalšej generácii.
Vyššie uvedené je krátkym začiatkom optickej komunikácie OFweek a pána Xiao Limina zo Školy informačných vied a inžinierstva Univerzity Fudan na tému trendov v aplikovaní optických vlákien.
Nedávno výskumná skupina Xiao Limina zo Školy informačnej vedy a inžinierstva Univerzity Fudan urobila dôležitý prelom vo výskume technológie spájania viacjadrových optických vlákien – pripravila konvertor rozstupu medzi jadrami viacjadrových optických vlákien s vynikajúcim výkonom a po prvý raz na svete zrealizoval heterogénne viacjadrové optické vlákno. Spájanie s nízkou stratou a nízkym presluchom. Spoločnosť Veken Optical Communications poslala blahoželanie.
Nevyhnutný vývojový trend prenosu komunikácie optickými vláknami
V súčasnosti, s intenzívnym rozvojom cloud computingu, videa s vysokým rozlíšením, internetu vecí a komunikačných systémov 5G, sa globálna sieťová prevádzka dramaticky zvýšila. Bežný jednojadrový jednorežimový prenos optickým vláknom je však limitovaný Shannonovým limitom. V najbližších rokoch bude rozpor medzi pomalým rastom optických sietí a dopytom po veľkej šírke pásma na trhu čoraz akútnejší a stane sa dôležitým problémom, ktorý je potrebné urýchlene vyriešiť v odvetví optickej komunikácie.
S cieľom vyriešiť problém rozširovania optickej komunikácie v budúcnosti je priemyselne uznávaným technickým riešením na zvýšenie kapacity jedného vlákna použitie technológie multiplexovania s delením priestoru. Viacjadrové optické vlákno, viacvidové optické vlákno alebo viacjadrové viacrežimové optické vlákno je nevyhnutným vývojovým trendom prenosu komunikácie optickými vláknami.
Prelom v technológii multiplexovania optických vlákien s priestorovým delením: bezproblémové optické prepojenie medzi rôznymi typmi viacjadrových optických vlákien
obrázok 1. Trend vývoja kapacity jednovláknovej prenosovej sústavy
Viacjadrové optické vlákno môže efektívne zvýšiť priestorovú hustotu optického vlákna a bolo preventívne aplikované internetovými gigantmi v zámorí.
S cieľom zaujať komunikačný trh a rozšíriť prenosové frekvenčné pásmo optických vlákien už v roku 2018 vsadili Facebook a Google na spôsoby, ako zvýšiť počet optických vlákien v kábloch.
Napríklad kábel Dunant, ktorý Google uviedol do používania v januári, má 12 párov optických vlákien s celkovou kapacitou 250 Tbit/s. Dve budované siete v Atlantickom oceáne dokonca využívajú 16 párov optických vlákien a očakáva sa, že dosiahnu plnú kapacitu 350 až 370 Tbit/s.
A nedávno, v októbri, Facebook poveril NEC vybudovaním podmorského kábla s najvyššou kapacitou na svete – nového transatlantického kábla, ktorý využíva 24 párov optických vlákien. Po dokončení bude na najrušnejšej dátovej diaľnici na svete – dosiahla rekordnú celkovú prenosovú kapacitu 500 TB za sekundu (približne 4,{6}} údaje na diskoch Blu-ray) medzi Severnou Amerikou a Európou.
Približne v rovnakom čase Benjamin J. Výskumný tím vedený Puttnamom oznámil, že jeho tím použil na prenos údajov {{0}}jadrové optické vlákno s vonkajším priemerom 0,125 mm. Kombináciou rôznych technológií zosilňovačov skonštruovali prenosový systém, ktorý využil výhody technológie WDM a vytvoril záznam prenosových dát s priemerom optického vlákna: Umožnite každému kanálu dosiahnuť prenosovú priepustnosť 319 Tbit/s dátovú rýchlosť na vzdialenosť až 3001 kilometrov. .
Hlásené sú aj ďalšie aplikácie.
Konvertor rozstupu jadra s viacerými vláknami otvára nový aplikačný potenciál
V porovnaní s tradičným jednojadrovým optickým vláknom zdieľajú viaceré jadrá vo viacjadrovom vlákne (MCF) rovnaké opláštenie. Táto viackanálová štruktúra s vysokou hustotou má výhody nízkych výrobných nákladov, úspory miesta a vysokej prenosovej kapacity. , Preto má viacjadrové optické vlákno mimoriadne dôležitú aplikačnú hodnotu v optickom komunikačnom systéme s multiplexovaním priestoru, pripojení dátového centra, komunikácii medzi čipmi, zosilňovačom optických vlákien novej generácie, optickom snímaní, kvantovej technológii atď.
Výskum novej technológie viacjadrových optických vlákien je jedným z výskumných zameraní na riešenie problému budúcej expanzie komunikácie.
Doteraz však vo svete stále neexistuje jednotný štandard pre návrh viacjadrových optických vlákien. Pri výrobe viacjadrových optických vlákien vynaložili rôzne high-tech spoločnosti veľké úsilie, pokiaľ ide o počet jadier, usporiadanie jadier, veľkosť jadra, rozstup jadier a distribúciu indexu lomu. Každé je iné, čo zvyšuje náročnosť spájania fúzií medzi rôznymi typmi viacjadrových vlákien.
Napríklad FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd a ďalšie spoločnosti potrebujú spojiť rozdielne viacjadrové optické vlákna, aby vytvorili diaľkový viacjadrový prenosový systém s optickými vláknami. Obmedzené viacjadrové vlákna fan-in a fan-out zariadenia sa však nemusia zhodovať s viacjadrovým vláknom používaným v prenosovom systéme.
"Technológia nízkostratovej fúzie optických vlákien je základom zariadení a systémov s optickými vláknami. V akademickom výskume sa uvádza len pokrok rovnakého typu viacjadrovej fúzie optických vlákien, ale technická prekážka rôznych typov viacjadrových fúzia optických vlákien je stále nevyriešená. V zahraničí existujú výskumy. Vedci si dokonca myslia, že fúzne spájanie rôznych typov viacjadrových vlákien je takmer nemožné, čo vážne bráni širokému uplatneniu v tejto oblasti.“ Povedal Xiao Limin.
Vytvorenie obrovského viacjadrového viackanálového multiplexného systému s optickými vláknami a spájanie odlišných vlákien, najmä viacjadrových optických vlákien s rôznymi rozstupmi jadier, je v súčasnosti nevyhnutným technickým problémom.
S cieľom prekonať tento technický problém spôsobený vývojom technológie viacjadrových optických vlákien urobila výskumná skupina Xiao Limina zo Školy informačných vied a inžinierstva Univerzity Fudan nový medzinárodný prielom vo viacjadrovej fúzii optických vlákien. technológie prostredníctvom starostlivého výskumu pripravené rôzne Viacjadrový konvertor rozstupu jadra optických vlákien s vynikajúcim výkonom realizuje fúzne spájanie rôznych viacjadrových optických vlákien s nízkymi stratami a nízkymi presluchmi.
Výskumná skupina Xiao Limin navrhla technológiu viacjadrového zužovania optických vlákien (obrázok 2), vrátane dvoch technológií zužovania dopredu a spätného zužovania, pričom obe sa dajú použiť na úpravu vzdialenosti medzi jadrami viacjadrových optických vlákien a súčasne reguláciu režimové charakteristiky viacjadrových vlákien.
Obrázok 2 Schematický diagram dvoch druhov viacjadrových meničov rozstupu jadier optických vlákien
Na základe technológie spätného zúženia viacjadrových optických vlákien, prispôsobením rozstupu jadra a priemeru režimového poľa heterogénnych viacjadrových optických vlákien, môže výskumná skupina Xiao Limin presne pripraviť nízkostratové jadrá s nízkym presluchom pre dva typy viacnásobných -jadrové optické vlákna, ktorých rozstup jadier sa nezhoduje. konvertor výšky tónu.
Pre dve viacjadrové vlákna s rôznymi štruktúrami a rozdielom medzi rozmiestnením jadier 26 μm (obrázok 3 (a, b)) môže konvertor rozmiestnenia jadier pripravený výskumnou skupinou Xiao Limin dosiahnuť stratu len 0 0,18 dB a presluchy už od -68 dB .
Pre viacjadrové vlákna s rovnakým prechodom a mierne odlišným rozstupom jadra (obr. 3(b, c)) je strata rozstupu jadra meniča len 0,17 dB a presluchy tak nízke ako -66 dB.
Prelom v technológii multiplexovania optických vlákien s priestorovým delením: bezproblémové optické prepojenie medzi rôznymi typmi viacjadrových optických vlákien
Obr.3 Mikrofotografie koncových plôch jadra troch typov viacjadrových optických vlákien
Technológia prípravy viacjadrového konvertora rozstupu jadra optických vlákien navrhnutá výskumnou skupinou Xiao Limin dokonale rieši technické problémy rozdielnej fúzie viacjadrových optických vlákien v optických komunikačných sieťach, poskytuje jedinečnú perspektívu pre prípravu viacjadrových zariadení s optickými vláknami. a uvoľní viacjadrové optické vlákno v praktických aplikáciách. Väčší potenciál v aplikáciách.
