D: Attualmente, la fibra ottica monomodale è ancora l'applicazione principale della trasmissione in fibra ottica?
R: Sì, la fibra ottica multi-core è un tentativo relativamente all'avanguardia e al momento esistono alcune applicazioni correlate, che non sono ancora mainstream, ma diventeranno possibili nella prossima generazione.
Quanto sopra è il breve inizio della comunicazione ottica OFweek e il signor Xiao Limin della School of Information Science and Engineering dell'Università di Fudan sul tema delle tendenze applicative della fibra ottica.
Di recente, il gruppo di ricerca di Xiao Limin della School of Information Science and Engineering dell'Università di Fudan ha compiuto un importante passo avanti nella ricerca della tecnologia di giunzione a fusione di fibre ottiche multi-core: ha preparato un convertitore di spaziatura del core in fibra ottica multi-core con prestazioni eccellenti e ha realizzato per la prima volta al mondo la fibra ottica multi-core eterogenea. Giunzione con bassa perdita e bassa diafonia. Veken Optical Communications ha inviato un messaggio di congratulazioni.
L'inevitabile tendenza allo sviluppo della trasmissione della comunicazione in fibra ottica
Al momento, con il vigoroso sviluppo del cloud computing, dei video ad alta definizione, dell'Internet of Things e dei sistemi di comunicazione 5G, il traffico di rete globale è aumentato notevolmente. Tuttavia, la normale trasmissione in fibra ottica single-core single-mode è limitata dal limite di Shannon. Nei prossimi anni, la contraddizione tra la lenta crescita delle reti ottiche e la domanda di larghezza di banda elevata nel mercato diventerà sempre più acuta e diventerà un problema importante che deve essere risolto con urgenza nel settore delle comunicazioni ottiche.
Per risolvere il problema dell'espansione della comunicazione ottica in futuro, la soluzione tecnica riconosciuta dal settore per aumentare la capacità della singola fibra consiste nell'utilizzare la tecnologia di multiplexing a divisione di spazio. La fibra ottica multi-core, la fibra ottica multi-modale o la fibra ottica multi-core multi-modale è l'inevitabile tendenza di sviluppo della trasmissione della comunicazione in fibra ottica.
Innovazione nella tecnologia della fibra ottica multiplexing a divisione di spazio: interconnessione ottica continua tra diversi tipi di fibre ottiche multi-core
figura 1. Trend di sviluppo della capacità del sistema di trasmissione a fibra singola
La fibra ottica multi-core può aumentare in modo efficiente la densità spaziale della fibra ottica ed è stata applicata preventivamente dai giganti di Internet all'estero.
Per impadronirsi del mercato della comunicazione ed espandere la banda di frequenza di trasmissione delle fibre ottiche, già nel 2018 Facebook e Google hanno scommesso sui modi per aumentare il numero di fibre ottiche nei cavi.
Ad esempio, il cavo Dunant che Google ha messo in funzione a gennaio ha 12 coppie di fibre ottiche con una capacità totale di 250 Tbit/s. Le due reti in costruzione nell'Oceano Atlantico utilizzano addirittura 16 coppie di fibre ottiche e dovrebbero raggiungere una capacità massima di 350-370 Tbit/s.
E recentemente, in ottobre, Facebook ha commissionato a NEC la costruzione del cavo sottomarino con la più alta capacità al mondo: il nuovo cavo transatlantico, che utilizza 24 coppie di fibre ottiche. Dopo il completamento, sarà sull'autostrada dati più trafficata del mondo - Raggiunto un record di capacità di trasferimento totale di 500 TB al secondo (circa 4,000 dati Blu-ray Disc) tra il Nord America e l'Europa.
Più o meno nello stesso periodo, Benjamin J. Un gruppo di ricerca guidato da Puttnam ha riferito che il suo team ha utilizzato una fibra ottica con {{0}}core con un diametro esterno di 0,125 mm per trasmettere i dati. Combinando varie tecnologie di amplificazione, hanno costruito un sistema di trasmissione che ha sfruttato la tecnologia WDM e creato la registrazione dei dati di trasmissione della fibra ottica di diametro: consente a ciascun canale di raggiungere una velocità di trasmissione dati di 319 Tbit/s entro una distanza fino a 3001 chilometri .
Vengono segnalate anche altre applicazioni.
Il convertitore del passo del core multi-fibra sblocca nuove potenzialità applicative
Rispetto alla tradizionale fibra ottica single-core, più anime in fibra multicore (MCF) condividono lo stesso rivestimento. Questa struttura multicanale ad alta densità presenta i vantaggi di bassi costi di produzione, risparmio di spazio ed elevata capacità di trasmissione. , Pertanto, la fibra ottica multi-core ha un valore applicativo estremamente importante nel sistema di comunicazione ottica multiplexing della divisione spaziale, connessione al data center, comunicazione chip-to-chip, amplificatore in fibra ottica di nuova generazione, rilevamento ottico, tecnologia quantistica, ecc.
La ricerca sulla nuova tecnologia in fibra ottica multi-core è uno degli obiettivi di ricerca per risolvere il problema della futura espansione della comunicazione.
Tuttavia, fino ad oggi, non esiste ancora uno standard uniforme per la progettazione di fibre ottiche multi-core nel mondo. Durante la produzione di fibre ottiche multi-core, varie aziende high-tech hanno compiuto grandi sforzi in termini di numero di core, disposizione dei core, dimensioni dei core, spaziatura dei core e distribuzione dell'indice di rifrazione. Ognuno è diverso, il che aumenta la difficoltà di giunzione a fusione tra diversi tipi di fibre multi-core.
Ad esempio, FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd e altre società devono unire fibre ottiche multi-core diverse per costruire un sistema di trasmissione in fibra ottica multi-core a lunga distanza. Tuttavia, dispositivi fan-in e fan-out in fibra multi-core limitati potrebbero non corrispondere alla fibra multi-core utilizzata nel sistema di trasmissione.
"La tecnologia di fusione in fibra ottica a bassa perdita è la base di dispositivi e sistemi in fibra ottica. Nella ricerca accademica, viene riportato solo il progresso dello stesso tipo di fusione in fibra ottica multi-core, ma il collo di bottiglia tecnico di diversi tipi di multi-core la fusione delle fibre ottiche è ancora irrisolta. Ci sono ricerche all'estero. I ricercatori pensano addirittura che la giunzione per fusione di diversi tipi di fibre multi-core sia quasi impossibile, il che ostacola seriamente l'ampia applicazione in questo campo." disse Xiao Limin.
La creazione di un enorme sistema di multiplexing multicanale in fibra ottica multi-core e la giunzione di fibre dissimili, in particolare fibre ottiche multi-core con diverse distanze tra i core, è attualmente un problema tecnico inevitabile di collo di bottiglia.
Per superare questo problema tecnico causato dallo sviluppo della tecnologia delle fibre ottiche multi-core, il gruppo di ricerca di Xiao Limin della School of Information Science and Engineering dell'Università di Fudan ha finalmente fatto un nuovo passo avanti internazionale nella fusione di fibre ottiche multi-core la tecnologia attraverso una ricerca scrupolosa ha preparato vari Il convertitore di spaziatura del nucleo in fibra ottica multi-core con prestazioni eccellenti realizza giunzioni di fusione a bassa perdita e bassa diafonia tra fibre ottiche multi-core dissimili.
Il gruppo di ricerca di Xiao Limin ha proposto la tecnologia di tapering della fibra ottica multi-core (Figura 2), comprese due tecnologie di tapering in avanti e tapering inverso, entrambe utilizzabili per regolare la distanza tra i nuclei delle fibre ottiche multi-core e regolare contemporaneamente il caratteristiche modali delle fibre multi-core.
Figura 2 Diagramma schematico di due tipi di convertitori di spaziatura del nucleo in fibra ottica multi-core
Sulla base della tecnologia del reverse tapering della fibra ottica multi-core, abbinando la spaziatura del core e il diametro del campo di modalità delle fibre ottiche multi-core eterogenee, il gruppo di ricerca di Xiao Limin può preparare con precisione core a bassa perdita e bassa diafonia per due tipi di multi-core fibre ottiche con nucleo la cui spaziatura del nucleo non corrisponde. convertitore di tono.
Per due fibre multi-core con strutture diverse e una differenza di spaziatura del nucleo di 26 μm (Figura 3 (a, b)), il convertitore di spaziatura del nucleo preparato dal gruppo di ricerca di Xiao Limin può ottenere una perdita pari a 0 .18 dB e una diafonia fino a -68 dB .
Per fibre multi-core con la stessa giunzione e una spaziatura del core leggermente diversa (Fig. 3 (b, c)), la perdita del convertitore di spaziatura del core è di appena 0.17 dB e la diafonia è di appena -66 dB.
Innovazione nella tecnologia della fibra ottica multiplexing a divisione di spazio: interconnessione ottica continua tra diversi tipi di fibre ottiche multi-core
Fig.3 Micrografie delle facce terminali del nucleo di tre tipi di fibre ottiche multi-core
La tecnologia di preparazione del convertitore del passo del core in fibra ottica multi-core proposta dal gruppo di ricerca di Xiao Limin risolve perfettamente i problemi tecnici della fusione di fibre ottiche multi-core dissimili nelle reti di comunicazione ottica, offre una prospettiva unica per la preparazione di dispositivi in fibra ottica multi-core e rilascerà la fibra ottica multi-core in applicazioni pratiche. Più potenziale nelle applicazioni.
