P: Trenutno, da li je jednomodno optičko vlakno još uvijek glavna primjena prijenosa optičkim vlaknima?
O: Da, optičko vlakno s više jezgara je relativno vrhunski pokušaj, a trenutno postoje neke srodne aplikacije, koje još uvijek nisu mainstream, ali će postati moguće u sljedećoj generaciji.
Ovo je kratak početak OFweek optičke komunikacije i g. Xiao Limin sa Fakulteta informatičkih nauka i inženjerstva Univerziteta Fudan na temu trendova primjene optičkih vlakana.
Nedavno je Xiao Liminova istraživačka grupa sa Fakulteta informacionih nauka i inženjerstva Univerziteta Fudan napravila važan napredak u istraživanju tehnologije spajanja višejezgrenih optičkih vlakana – pripremila je višejezgreni pretvarač razmaka između jezgri optičkih vlakana sa odličnim performansama i realizovao heterogeno višejezgreno optičko vlakno po prvi put u svijetu. Spajanje sa malim gubicima i malim preslušavanjem. Veken Optical Communications poslala je čestitku.
Neizbježan trend razvoja prijenosa komunikacija optičkim vlaknima
Trenutno, sa snažnim razvojem računarstva u oblaku, videa visoke definicije, Interneta stvari i 5G komunikacionih sistema, globalni mrežni saobraćaj se dramatično povećao. Međutim, obični prijenos s jednom jezgrom jednim modom optičkih vlakana ograničen je Šenonovom granicom. U narednih nekoliko godina, kontradikcija između sporog rasta optičkih mreža i potražnje za velikim propusnim opsegom na tržištu će postajati sve akutnija, te će postati važan problem koji treba hitno riješiti u industriji optičkih komunikacija.
Kako bi se riješio problem proširenja optičke komunikacije u budućnosti, industrijsko priznato tehničko rješenje za povećanje kapaciteta jednog vlakna je korištenje tehnologije multipleksiranja s podjelom prostora. Višejezgreno optičko vlakno, multi-mode optičko vlakno ili multi-core multi-mode optičko vlakno je neizbježan trend razvoja prijenosa komunikacije optičkim vlaknima.
Proboj u tehnologiji optičkih vlakana multipleksiranja svemirske podjele: besprijekorna optička povezanost između različitih tipova višejezgrenih optičkih vlakana
Slika 1. Trend razvoja kapaciteta prenosnog sistema sa jednim vlaknom
Optičko vlakno s više jezgara može efikasno povećati prostornu gustinu optičkog vlakna, a preventivno ga primjenjuju internetski divovi u inostranstvu.
Kako bi zauzeli komunikacijsko tržište i proširili frekventni opseg prijenosa optičkih vlakana, Facebook i Google su se već 2018. godine kladili na načine povećanja broja optičkih vlakana u kablovima.
Na primjer, Dunant kabel koji je Google pustio u upotrebu u januaru ima 12 pari optičkih vlakana ukupnog kapaciteta 250 Tbit/s. Dvije mreže u izgradnji u Atlantskom oceanu čak koriste 16 pari optičkih vlakana, a očekuje se da će postići puni kapacitet od 350 do 370 Tbit/s.
A nedavno, u oktobru, Facebook je naručio NEC da izgradi podmorski kabl najvećeg kapaciteta na svijetu - novi transatlantski kabel, koji koristi 24 para optičkih vlakana. Nakon završetka, bit će na najprometnijem svjetskom autoputu za prenos podataka - Postignut je rekordni ukupni kapacitet prijenosa od 500 TB u sekundi (približno 4,000 Blu-ray Disc podataka) između Sjeverne Amerike i Evrope.
Otprilike u isto vrijeme, Benjamin J. Istraživački tim predvođen Puttnamom izvijestio je da je njegov tim koristio {{0}}jezgro optičkog vlakna s vanjskim prečnikom od 0,125 mm za prijenos podataka. Kombinovanjem različitih tehnologija pojačala, konstruisali su sistem prenosa koji je iskoristio prednosti WDM tehnologije i kreirao Snimanje podataka o prenosu optičkih vlakana prečnika: Dozvolite svakom kanalu da postigne prenos podataka od 319 Tbit/s na udaljenosti do 3001 kilometar .
Prijavljeno je i više prijava.
Konverter nagiba jezgre sa više vlakana otključava novi potencijal primene
U poređenju sa tradicionalnim optičkim vlaknima s jednom jezgrom, više jezgara u višejezgrenim vlaknima (MCF) dijele istu oblogu. Ova višekanalna struktura visoke gustoće ima prednosti niske cijene proizvodnje, uštede prostora i visokog kapaciteta prijenosa. Stoga, optičko vlakno s više jezgara ima izuzetno važnu primjenu u optičkom komunikacijskom sistemu svemirskog multipleksiranja, povezivanju podatkovnog centra, komunikaciji čip-čip, pojačivaču s optičkim vlaknima sljedeće generacije, optičkom senzoru, kvantnoj tehnologiji itd.
Istraživanje nove tehnologije optičkih vlakana s više jezgara je jedan od fokusa istraživanja za rješavanje problema budućeg širenja komunikacije.
Međutim, do sada u svijetu još uvijek ne postoji jedinstveni standard za dizajn višejezgrenih optičkih vlakana. Prilikom proizvodnje višejezgrenih optičkih vlakana, različite visokotehnološke kompanije uložile su velike napore u pogledu broja jezgara, rasporeda jezgara, veličine jezgre, razmaka jezgara i raspodjele indeksa prelamanja. Svaka je drugačija, što povećava poteškoću fuzionog spajanja između različitih tipova višežilnih vlakana.
Na primjer, FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd i druge kompanije moraju spojiti različita optička vlakna s više jezgara kako bi izgradili sistem prijenosa s više jezgara optičkih vlakana na velike udaljenosti. Međutim, ograničeni uređaji za uključivanje i ispuštanje višejezgrenih vlakana možda neće odgovarati vlaknima s više jezgara koja se koriste u prijenosnom sistemu.
"Tehnologija fuzije optičkih vlakana sa malim gubicima je osnova uređaja i sistema sa optičkim vlaknima. U akademskim istraživanjima prijavljuje se samo napredak iste vrste fuzije višejezgrenih optičkih vlakana, ali tehničko usko grlo različitih tipova višejezgrenih fuzija optičkih vlakana je još uvijek neriješena. Postoje istraživanja u inostranstvu. Istraživači čak smatraju da je fuzijsko spajanje različitih tipova višežilnih vlakana gotovo nemoguće, što ozbiljno otežava širu primjenu u ovoj oblasti." Xiao Limin je rekao.
Uspostavljanje ogromnog sistema višekanalnog multipleksiranja optičkih vlakana s više jezgara i spajanje različitih vlakana, posebno višežilnih optičkih vlakana sa različitim razmacima jezgara, predstavlja neizbježno tehničko usko grlo trenutno.
Kako bi se prevazišao ovaj tehnički problem koji je donio razvoj tehnologije višejezgrenih optičkih vlakana, Xiao Liminova istraživačka grupa sa Fakulteta informatičkih nauka i inženjerstva Univerziteta Fudan konačno je napravila novi međunarodni proboj u fuziji višejezgrenih optičkih vlakana. tehnologija kroz mukotrpno istraživanje pripremljeno različito. Višejezgreni pretvarač razmaka jezgri optičkih vlakana sa odličnim performansama ostvaruje fuziono spajanje s malim gubicima i malim preslušavanjem između različitih višejezgrenih optičkih vlakana.
Xiao Liminova istraživačka grupa predložila je tehnologiju suženja optičkih vlakana s više jezgara (slika 2), uključujući dvije tehnologije suženja naprijed i nazad, od kojih se obje mogu koristiti za podešavanje udaljenosti između jezgri višejezgrenih optičkih vlakana i istovremeno reguliranje karakteristike načina višejezgrenih vlakana.
Slika 2 Šematski dijagram dvije vrste višejezgrenih pretvarača razmaka jezgri optičkih vlakana
Zasnovano na tehnologiji obrnutog suženja višejezgrenih optičkih vlakana, usklađivanjem razmaka jezgre i prečnika polja moda heterogenih višejezgrenih optičkih vlakana, Xiao Liminova istraživačka grupa može precizno pripremiti jezgre s malim gubicima i niskim preslušavanjem za dva tipa višestrukih -jezgra optičkih vlakana čiji se razmak između jezgara ne podudara. konvertor visine tona.
Za dva vlakna s više jezgara različite strukture i razlike u razmaku jezgre od 26 μm (Slika 3 (a, b)), pretvarač razmaka jezgre koji je pripremila istraživačka grupa Xiao Limina može postići gubitak od 0 .18 dB i preslušavanje od -68 dB.
Za vlakna sa više jezgara sa istim spojem i neznatno drugačijim razmakom između jezgara (slika 3(b,c)), gubitak konvertorskog razmaka jezgri je samo 0.17 dB, a preslušavanje je samo -66 dB.
Proboj u tehnologiji optičkih vlakana multipleksiranja svemirske podjele: besprijekorna optička povezanost između različitih tipova višejezgrenih optičkih vlakana
Sl.3 Mikrofotografije čeonih površina jezgra tri tipa višežilnih optičkih vlakana
Tehnologija pripreme višejezgrenog pretvarača jezgre optičkih vlakana koju je predložila istraživačka grupa Xiao Limina savršeno rješava tehničke probleme fuzije različitih višejezgrenih optičkih vlakana u optičkim komunikacijskim mrežama, pruža jedinstvenu perspektivu za pripremu uređaja s više jezgara s optičkim vlaknima , i pustiće višejezgreno optičko vlakno u praktične primjene. Više potencijala u aplikacijama.
