V: Is single-mode glasvezel momenteel nog steeds de gangbare toepassing van glasvezeltransmissie?
A: Ja, multi-core glasvezel is een relatief geavanceerde poging en er zijn momenteel enkele gerelateerde toepassingen die nog niet mainstream zijn, maar mogelijk zullen worden in de volgende generatie.
Het bovenstaande is het korte begin van OFweek optische communicatie en de heer Xiao Limin van de School of Information Science and Engineering van Fudan University over het onderwerp trends in glasvezeltoepassingen.
Onlangs heeft de onderzoeksgroep van Xiao Limin van de School of Information Science and Engineering van Fudan University een belangrijke doorbraak bereikt in het onderzoek naar multi-core optische vezelfusie-splitsingstechnologie: een multi-core optische vezel-afstandsconvertor met uitstekende prestaties, en realiseerde voor het eerst ter wereld de heterogene multi-core optische vezel. Splicing met laag verlies en lage overspraak. Veken Optical Communications stuurde een felicitatiebericht.
De onvermijdelijke ontwikkelingstrend van communicatie via optische vezels
Op dit moment, met de krachtige ontwikkeling van cloud computing, high-definition video, Internet of Things en 5G-communicatiesystemen, is het wereldwijde netwerkverkeer dramatisch toegenomen. Gewone single-core single-mode optische vezeltransmissie wordt echter beperkt door de Shannon-limiet. In de komende jaren zal de tegenstelling tussen de trage groei van optische netwerken en de vraag naar hoge bandbreedte in de markt steeds scherper worden en een belangrijk probleem worden dat dringend moet worden opgelost in de optische communicatie-industrie.
Om het probleem van optische communicatie-uitbreiding in de toekomst op te lossen, is de door de industrie erkende technische oplossing om de single-fiber capaciteit te vergroten het gebruik van space division multiplexing-technologie. Multi-core optische vezel, multi-mode optische vezel of multi-core multi-mode optische vezel is de onvermijdelijke ontwikkelingstrend van optische vezelcommunicatietransmissie.
Doorbraak in space division multiplexing glasvezeltechnologie: naadloze optische interconnectie tussen verschillende soorten multi-core glasvezels
figuur 1. Ontwikkelingstrend van capaciteit van enkelvoudig vezeltransmissiesysteem
Multi-core glasvezel kan de ruimtelijke dichtheid van glasvezel efficiënt vergroten en wordt preventief toegepast door internetreuzen in het buitenland.
Om de communicatiemarkt te veroveren en de transmissiefrequentieband van optische vezels uit te breiden, wedden Facebook en Google al in 2018 op manieren om het aantal optische vezels in kabels te vergroten.
Zo heeft de Dunant-kabel die Google in januari in gebruik heeft genomen 12 paar glasvezels met een totale capaciteit van 250 Tbit/s. De twee netwerken in aanbouw in de Atlantische Oceaan maken zelfs gebruik van 16 paar glasvezels en zullen naar verwachting een volledige capaciteit halen van 350 tot 370 Tbit/s.
En onlangs, in oktober, gaf Facebook NEC de opdracht om 's werelds onderzeese kabel met de hoogste capaciteit te bouwen - de nieuwe transatlantische kabel, die 24 paar optische vezels gebruikt. Na voltooiing bevindt het zich op 's werelds drukste datasnelweg - Bereikte een totale overdrachtscapaciteit van 500 TB per seconde (ongeveer 4,000 Blu-ray Disc-gegevens) tussen Noord-Amerika en Europa.
Rond dezelfde tijd, door Benjamin J. Een onderzoeksteam onder leiding van Puttnam meldde dat zijn team een {{0}}kern optische vezel met een buitendiameter van 0,125 mm gebruikte om gegevens te verzenden. Door verschillende versterkertechnologieën te combineren, construeerden ze een transmissiesysteem dat profiteerde van WDM-technologie en creëerden opname van optische vezeltransmissiegegevens met een diameter: laat elk kanaal een transmissiedoorvoer van 319 Tbit / s datasnelheid bereiken binnen een afstand van maximaal 3001 kilometer .
Er worden ook meer aanvragen gemeld.
Multi-fiber core pitch converter ontgrendelt nieuwe toepassingsmogelijkheden
Vergeleken met traditionele single-core glasvezel delen meerdere kernen in Multicore fiber (MCF) dezelfde bekleding. Deze meerkanaalsstructuur met hoge dichtheid heeft de voordelen van lage productiekosten, ruimtebesparing en hoge transmissiecapaciteit. , Daarom heeft multi-core glasvezel een uiterst belangrijke toepassingswaarde in multiplexing optisch communicatiesysteem met ruimteverdeling, datacenterverbinding, chip-naar-chip-communicatie, optische vezelversterker van de volgende generatie, optische detectie, kwantumtechnologie, enz.
Onderzoek naar nieuwe multi-core optische vezeltechnologie is een van de onderzoeksfocussen om het probleem van toekomstige communicatie-uitbreiding op te lossen.
Tot nu toe is er echter nog steeds geen uniforme standaard voor het ontwerp van multi-core optische vezels in de wereld. Bij de productie van optische vezels met meerdere kernen hebben verschillende hightechbedrijven grote inspanningen geleverd op het gebied van het aantal kernen, de opstelling van de kernen, de grootte van de kernen, de afstand tussen de kernen en de verdeling van de brekingsindex. Elk is anders, wat de moeilijkheid van fusiesplitsing tussen verschillende soorten multi-core vezels vergroot.
FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd en andere bedrijven moeten bijvoorbeeld ongelijksoortige multi-core optische vezels splitsen om een multi-core optische vezeltransmissiesysteem over lange afstanden te bouwen. Beperkte fan-in- en fan-out-apparaten met meerdere kernen komen echter mogelijk niet overeen met de meeraderige vezels die in het transmissiesysteem worden gebruikt.
"Glasvezelfusietechnologie met weinig verlies vormt de basis van optische vezelapparaten en -systemen. In academisch onderzoek wordt alleen de voortgang van hetzelfde type multi-core glasvezelfusie gerapporteerd, maar het technische knelpunt van verschillende soorten multi-core glasvezelfusie is nog steeds onopgelost. Er zijn onderzoeken in het buitenland. Onderzoekers denken zelfs dat fusiesplitsing van verschillende soorten multicore-vezels bijna onmogelijk is, wat de brede toepassing op dit gebied ernstig belemmert." zei Xiao Limin.
Het opzetten van een enorm meeraderig multikanaals multiplexsysteem met optische vezels en het splitsen van ongelijksoortige vezels, met name meeraderige optische vezels met verschillende kernafstanden, is momenteel een onvermijdelijk technisch knelpuntprobleem.
Om dit technische probleem op te lossen dat wordt veroorzaakt door de ontwikkeling van multi-core optische vezeltechnologie, heeft de onderzoeksgroep van Xiao Limin van de School of Information Science and Engineering van Fudan University eindelijk een nieuwe internationale doorbraak bereikt in de multi-core optische vezelfusie technologie door middel van nauwgezet onderzoek voorbereid verschillende De multi-core optische vezel kernafstandsconvertor met uitstekende prestaties realiseert low-loss en low-crosstalk fusion splicing tussen ongelijksoortige multi-core optische vezels.
De onderzoeksgroep van Xiao Limin stelde multi-core optische vezel taps toelopende technologie voor (Figuur 2), waaronder twee technologieën van voorwaarts taps toelopend en omgekeerd taps toelopend, die beide kunnen worden gebruikt om de afstand tussen de kernen van multi-core optische vezels aan te passen en tegelijkertijd de moduskenmerken van multi-core vezels.
Figuur 2 Schematisch diagram van twee soorten multi-core optische vezelkernafstandsconverters
Gebaseerd op de technologie van multi-core reverse tapering van optische vezels, door de kernafstand en de modusvelddiameter van heterogene multi-core optische vezels af te stemmen, kan de onderzoeksgroep van Xiao Limin nauwkeurig low-loss, low-crosstalk cores voorbereiden voor twee soorten multi -kern optische vezels waarvan de kernafstand niet overeenkomt. toonhoogte converter.
Voor twee multi-core vezels met verschillende structuren en een kernafstandsverschil van 26 μm (Afbeelding 3 (a, b)), kan de core-spacing-converter die is gemaakt door de onderzoeksgroep van Xiao Limin een verlies bereiken van slechts 0 .18 dB en een overspraak zo laag als -68 dB .
Voor meeraderige vezels met dezelfde kruising en iets andere kernafstand (Fig. 3(b, c)), is het verlies van de kernafstand-omzetter zo laag als 0.17 dB en de overspraak is zo laag als -66dB.
Doorbraak in space division multiplexing glasvezeltechnologie: naadloze optische interconnectie tussen verschillende soorten multi-core glasvezels
Fig.3 Microfoto's van de kerneindvlakken van drie soorten multi-core optische vezels
De door de onderzoeksgroep van Xiao Limin voorgestelde voorbereidingstechnologie van multi-core optische vezel-pitch-converter lost perfect de technische problemen op van ongelijksoortige multi-core optische vezelfusie in optische communicatienetwerken, biedt een uniek perspectief voor de voorbereiding van multi-core optische vezelapparaten , en zal de multi-core optische vezel vrijgeven in praktische toepassingen. Meer potentieel in toepassingen.
