P: Actualment, la fibra òptica monomode segueix sent l'aplicació principal de la transmissió de fibra òptica?
R: Sí, la fibra òptica multinucli és un intent relativament avantguardista, i actualment hi ha algunes aplicacions relacionades, que encara no són habituals, però que seran possibles en la propera generació.
L'anterior és el breu començament de la comunicació òptica OFweek i el Sr. Xiao Limin de l'Escola de Ciències de la Informació i Enginyeria de la Universitat de Fudan sobre el tema de les tendències d'aplicació de la fibra òptica.
Recentment, el grup d'investigació de Xiao Limin de l'Escola de Ciència i Enginyeria de la Informació de la Universitat de Fudan ha fet un avenç important en la investigació de la tecnologia d'empalmament de fibra òptica de múltiples nuclis: va preparar un convertidor d'espaiat de nucli de fibra òptica amb un rendiment excel·lent i es va adonar de la fibra òptica multinucli heterogènia per primera vegada al món. Empalme amb baixes pèrdues i poca diafonia. Veken Optical Communications va enviar un missatge de felicitació.
La tendència de desenvolupament inevitable de la transmissió de comunicacions de fibra òptica
En l'actualitat, amb el vigorós desenvolupament de la computació en núvol, el vídeo d'alta definició, l'Internet de les coses i els sistemes de comunicació 5G, el trànsit de xarxa global ha augmentat espectacularment. Tanmateix, la transmissió ordinària de fibra òptica monomode d'un sol nucli està limitada pel límit de Shannon. En els propers anys, la contradicció entre el creixement lent de les xarxes òptiques i la demanda d'ample de banda elevat al mercat s'agreujarà cada cop més i es convertirà en un problema important que s'ha de resoldre amb urgència a la indústria de la comunicació òptica.
Per tal de resoldre el problema de l'expansió de la comunicació òptica en el futur, la solució tècnica reconeguda per la indústria per augmentar la capacitat d'una sola fibra és utilitzar la tecnologia de multiplexació de la divisió espacial. La fibra òptica multinucli, la fibra òptica multimode o la fibra òptica multimode multinucli és la tendència de desenvolupament inevitable de la transmissió de comunicacions de fibra òptica.
Avanç en la tecnologia de fibra òptica de multiplexació de la divisió espacial: interconnexió òptica perfecta entre diferents tipus de fibres òptiques multinucli
figura 1. Tendència de desenvolupament de la capacitat del sistema de transmissió de fibra única
La fibra òptica multinucli pot augmentar de manera eficient la densitat espacial de la fibra òptica i ha estat aplicada preventivament pels gegants d'Internet a l'estranger.
Per tal d'apoderar-se del mercat de les comunicacions i ampliar la banda de freqüència de transmissió de fibres òptiques, ja el 2018, Facebook i Google aposten per la manera d'augmentar el nombre de fibres òptiques als cables.
Per exemple, el cable Dunant que Google va posar en ús al gener té 12 parells de fibres òptiques amb una capacitat total de 250 Tbit/s. Les dues xarxes en construcció a l'oceà Atlàntic fins i tot utilitzen 16 parells de fibres òptiques, i s'espera que assoleixin una capacitat total de 350 a 370 Tbit/s.
I recentment, a l'octubre, Facebook va encarregar a NEC la construcció del cable submarí de més gran capacitat del món: el nou cable transatlàntic, que utilitza 24 parells de fibres òptiques. Un cop finalitzada, estarà a l'autopista de dades més concorreguda del món: s'ha aconseguit una capacitat de transferència total rècord de 500 TB per segon (aproximadament 4,000 dades de Blu-ray Disc) entre Amèrica del Nord i Europa.
Al voltant de la mateixa època, per Benjamin J. Un equip d'investigació dirigit per Puttnam va informar que el seu equip va utilitzar una fibra òptica de nucli {{0}} amb un diàmetre exterior de 0,125 mm per transmetre dades. En combinar diverses tecnologies d'amplificador, van construir un sistema de transmissió que va aprofitar la tecnologia WDM i va crear Enregistrament de dades de transmissió de fibra òptica de diàmetre: permetre que cada canal assoleixi un rendiment de transmissió de 319 Tbit/s de velocitat de dades en una distància de fins a 3001 quilòmetres. .
També s'estan informant de més aplicacions.
El convertidor de pas de nucli de fibra múltiple desbloqueja un nou potencial d'aplicació
En comparació amb la fibra òptica d'un sol nucli tradicional, diversos nuclis de fibra multinúcle (MCF) comparteixen el mateix revestiment. Aquesta estructura multicanal d'alta densitat té els avantatges d'un baix cost de producció, un estalvi d'espai i una gran capacitat de transmissió. Per tant, la fibra òptica multinucli té un valor d'aplicació extremadament important en el sistema de comunicació òptica de multiplexació de la divisió espacial, la connexió del centre de dades, la comunicació xip a xip, l'amplificador de fibra òptica de nova generació, la detecció òptica, la tecnologia quàntica, etc.
La investigació sobre la nova tecnologia de fibra òptica multinucli és un dels focus d'investigació per resoldre el problema de l'expansió futura de la comunicació.
Tanmateix, fins ara, encara no hi ha un estàndard uniforme per al disseny de fibres òptiques multinucli al món. Quan es fabriquen fibres òptiques multinucli, diverses empreses d'alta tecnologia han fet grans esforços pel que fa al nombre de nuclis, la disposició del nucli, la mida del nucli, l'espaiat del nucli i la distribució de l'índex de refracció. Cadascun és diferent, cosa que augmenta la dificultat de l'empalmament de fusió entre diferents tipus de fibres multinucli.
Per exemple, FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd i altres empreses necessiten empalmar fibres òptiques multinucli diferents per construir un sistema de transmissió de fibra òptica multinucli de llarga distància. Tanmateix, és possible que els dispositius d'entrada i sortida de ventilació de fibra de diversos nuclis limitats no coincideixin amb la fibra de diversos nuclis utilitzada al sistema de transmissió.
"La tecnologia de fusió de fibra òptica de baixes pèrdues és la base dels dispositius i sistemes de fibra òptica. En la investigació acadèmica, només s'informa del progrés del mateix tipus de fusió de fibra òptica multinucli, però el coll d'ampolla tècnic de diferents tipus de nuclis múltiples. La fusió de fibres òptiques encara no s'ha resolt. Hi ha investigacions a l'estranger. Els investigadors fins i tot pensen que l'empalmament per fusió de diferents tipus de fibres multinucli és gairebé impossible, cosa que dificulta seriosament l'àmplia aplicació en aquest camp". va dir Xiao Limin.
L'establiment d'un gran sistema de multiplexació multicanal de fibra òptica multinucli i l'empalmament de fibres diferents, especialment fibres òptiques multinucli amb diferents espais entre nuclis, és un problema tècnic inevitable de coll d'ampolla en l'actualitat.
Per tal de superar aquest problema tècnic provocat pel desenvolupament de la tecnologia de fibra òptica multinucli, el grup de recerca de Xiao Limin de l'Escola de Ciència i Enginyeria de la Informació de la Universitat de Fudan ha aconseguit finalment un nou avenç internacional en la fusió de fibra òptica multinucli. tecnologia a través d'una minuciosa investigació preparada per diversos El convertidor d'espaiat de nucli de fibra òptica multinucli amb un rendiment excel·lent realitza un empalmament de fusió de baixes pèrdues i poca diafonia entre fibres òptiques multinucli diferents.
El grup d'investigació de Xiao Limin va proposar la tecnologia de reducció de fibra òptica multinucli (figura 2), que inclou dues tecnologies de reducció cap endavant i afilació inversa, ambdues que es poden utilitzar per ajustar la distància entre els nuclis de fibres òptiques multinucli i regular simultàniament la Característiques del mode de fibres multinucli.
Figura 2 Diagrama esquemàtic de dos tipus de convertidors d'espaiament entre nuclis de fibra òptica multinucli
Basant-se en la tecnologia de reducció inversa de fibra òptica multinucli, fent coincidir l'espai del nucli i el diàmetre de camp de mode de fibres òptiques multinucli heterogènies, el grup d'investigació de Xiao Limin pot preparar amb precisió nuclis de baixa pèrdua i diafonia per a dos tipus de multi. -Fibres òptiques del nucli l'espaiat del nucli no coincideix. convertidor de to.
Per a dues fibres multinucli amb estructures diferents i una diferència d'espai entre nuclis de 26 μm (figura 3 (a, b)), el convertidor d'espai entre nuclis preparat pel grup de recerca de Xiao Limin pot aconseguir una pèrdua tan baixa com 0 .18 dB i una diafonia tan baixa com -68 dB .
Per a fibres multinucli amb la mateixa unió i un espai de nucli lleugerament diferent (Fig. 3(b, c)), la pèrdua del convertidor d'espai entre nuclis és tan baixa com 0,17 dB i la diafonia és tan baixa com -66 dB.
Avanç en la tecnologia de fibra òptica de multiplexació de la divisió espacial: interconnexió òptica perfecta entre diferents tipus de fibres òptiques multinucli
Fig.3 Micrografies de les cares extrems del nucli de tres tipus de fibres òptiques multinucli
La tecnologia de preparació del convertidor de pas de nucli de fibra òptica multinucli proposada pel grup de recerca de Xiao Limin soluciona perfectament els problemes tècnics de la fusió de fibra òptica multinucli diferent a les xarxes de comunicació òptica, proporciona una perspectiva única per a la preparació de dispositius de fibra òptica multinucli. , i alliberarà la fibra òptica multinucli en aplicacions pràctiques. Més potencial en aplicacions.
