F: Ist Singlemode-Glasfaser derzeit immer noch die Mainstream-Anwendung der Glasfaserübertragung?
A: Ja, Multicore-Glasfaser ist ein relativ hochmoderner Versuch, und es gibt derzeit einige verwandte Anwendungen, die noch nicht zum Mainstream gehören, aber in der nächsten Generation möglich werden.
Das Obige ist der kurze Beginn der OFweek Optical Communication und Herrn Xiao Limin von der School of Information Science and Engineering der Fudan University zum Thema Anwendungstrends für Glasfasern.
Kürzlich hat die Forschungsgruppe von Xiao Limin von der School of Information Science and Engineering der Fudan University einen wichtigen Durchbruch in der Erforschung der Multicore-Glasfaser-Fusionsspleißtechnologie erzielt – sie hat einen Multicore-Glasfaser-Kernabstandskonverter mit hervorragender Leistung vorbereitet und realisierte weltweit erstmals die heterogene Multicore-Glasfaser. Spleißen mit geringem Verlust und geringem Übersprechen. Veken Optical Communications schickte eine Glückwunschbotschaft.
Der unvermeidliche Entwicklungstrend der Glasfaserkommunikationsübertragung
Gegenwärtig hat der globale Netzwerkverkehr mit der starken Entwicklung von Cloud Computing, HD-Video, Internet der Dinge und 5G-Kommunikationssystemen dramatisch zugenommen. Jedoch ist die gewöhnliche Single-Core-Singlemode-Glasfaserübertragung durch die Shannon-Grenze begrenzt. In den nächsten Jahren wird der Widerspruch zwischen dem schleppenden Wachstum optischer Netzwerke und der Nachfrage nach hoher Bandbreite auf dem Markt immer akuter und wird zu einem wichtigen Problem, das in der optischen Kommunikationsindustrie dringend gelöst werden muss.
Um das Problem der optischen Kommunikationserweiterung in der Zukunft zu lösen, besteht die branchenweit anerkannte technische Lösung zur Erhöhung der Einzelfaserkapazität darin, die Raummultiplextechnologie zu verwenden. Multi-Core-Glasfaser, Multi-Mode-Glasfaser oder Multi-Core-Multi-Mode-Glasfaser ist der unvermeidliche Entwicklungstrend der Glasfaser-Kommunikationsübertragung.
Durchbruch in der Glasfasertechnologie mit Raumteilungs-Multiplexing: nahtlose optische Verbindung zwischen verschiedenen Arten von Glasfasern mit mehreren Kernen
Abbildung 1. Entwicklungstrend der Kapazität des Einzelfaser-Übertragungssystems
Mehradrige Glasfasern können die räumliche Dichte von Glasfasern effizient erhöhen und wurden präventiv von Internetgiganten in Übersee eingesetzt.
Um den Kommunikationsmarkt zu erobern und das Übertragungsfrequenzband von Glasfasern zu erweitern, setzen Facebook und Google bereits 2018 auf Möglichkeiten, die Anzahl von Glasfasern in Kabeln zu erhöhen.
Das Dunant-Kabel beispielsweise, das Google im Januar in Betrieb genommen hat, verfügt über 12 Glasfaserpaare mit einer Gesamtkapazität von 250 Tbit/s. Die beiden im Aufbau befindlichen Netze im Atlantik nutzen sogar 16 Glasfaserpaare und sollen eine volle Kapazität von 350 bis 370 Tbit/s erreichen.
Und kürzlich, im Oktober, beauftragte Facebook NEC mit dem Bau des weltweit leistungsstärksten Unterwasserkabels – des neuen Transatlantikkabels, das 24 Paar Glasfasern verwendet. Nach der Fertigstellung wird es auf der verkehrsreichsten Datenautobahn der Welt liegen - Erreicht eine Rekord-Gesamtübertragungskapazität von 500 TB pro Sekunde (ca. 4,000 Blu-ray Disc-Daten) zwischen Nordamerika und Europa.
Etwa zur gleichen Zeit von Benjamin J. Ein von Puttnam geleitetes Forschungsteam berichtete, dass sein Team eine {{0}}-Kern-Glasfaser mit einem Außendurchmesser von 0,125 mm zur Datenübertragung verwendete. Durch die Kombination verschiedener Verstärkertechnologien konstruierten sie ein Übertragungssystem, das sich die Vorteile der WDM-Technologie zunutze machte. Aufzeichnen von Durchmessern von Glasfaser-Übertragungsdaten: Ermöglicht jedem Kanal, einen Übertragungsdurchsatz von 319 Tbit/s Datenrate über eine Entfernung von bis zu 3001 Kilometern zu erreichen .
Auch weitere Bewerbungen werden gemeldet.
Mehrfaserkern-Pitch-Konverter erschließt neues Anwendungspotenzial
Im Vergleich zu herkömmlichen Single-Core-Glasfasern teilen sich mehrere Kerne in Multicore-Fasern (MCF) denselben Mantel. Diese Mehrkanalstruktur mit hoher Dichte hat die Vorteile niedriger Produktionskosten, Platzersparnis und hoher Übertragungskapazität. , Daher hat Multi-Core-Glasfaser einen äußerst wichtigen Anwendungswert in optischen Kommunikationssystemen mit Raumteilungsmultiplexing, Rechenzentrumsverbindungen, Chip-zu-Chip-Kommunikation, Glasfaserverstärkern der nächsten Generation, optischer Sensorik, Quantentechnologie usw.
Die Erforschung neuer Multicore-Glasfasertechnologie ist einer der Forschungsschwerpunkte zur Lösung des Problems der zukünftigen Kommunikationserweiterung.
Allerdings gibt es bisher weltweit noch keinen einheitlichen Standard für das Design von mehradrigen Lichtwellenleitern. Bei der Herstellung von optischen Mehrkernfasern haben verschiedene High-Tech-Unternehmen große Anstrengungen in Bezug auf die Anzahl der Kerne, die Kernanordnung, die Kerngröße, den Kernabstand und die Brechungsindexverteilung unternommen. Jede ist anders, was die Schwierigkeit des Schmelzspleißens zwischen verschiedenen Arten von Mehrkernfasern erhöht.
Zum Beispiel müssen FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd und andere Unternehmen unterschiedliche mehradrige optische Fasern spleißen, um ein mehradriges optisches Faserübertragungssystem für große Entfernungen aufzubauen. Begrenzte Multicore-Faser-Fan-In- und Fan-Out-Geräte passen jedoch möglicherweise nicht zu der Multicore-Faser, die im Übertragungssystem verwendet wird.
"Die verlustarme Glasfaserfusionstechnologie ist die Grundlage von Glasfasergeräten und -systemen. In der akademischen Forschung wird nur über den Fortschritt der gleichen Art der Multicore-Glasfaserfusion berichtet, aber über den technischen Engpass verschiedener Arten von Multicore Die optische Faserfusion ist immer noch ungelöst. Es gibt Forschungen im Ausland. Forscher glauben sogar, dass das Fusionsspleißen verschiedener Arten von Mehrkernfasern fast unmöglich ist, was die breite Anwendung auf diesem Gebiet ernsthaft behindert." sagte Xiao Limin.
Die Einrichtung eines riesigen Mehrkanal-Mehrkanal-Multiplexsystems für optische Fasern mit mehreren Kernen und das Spleißen unterschiedlicher Fasern, insbesondere von optischen Fasern mit mehreren Kernen mit unterschiedlichen Kernabständen, ist derzeit ein unvermeidbares technisches Engpassproblem.
Um dieses technische Problem zu lösen, das durch die Entwicklung der Multi-Core-Glasfasertechnologie verursacht wurde, hat die Forschungsgruppe von Xiao Limin von der School of Information Science and Engineering der Fudan-Universität endlich einen neuen internationalen Durchbruch bei der Multi-Core-Glasfaserfusion erzielt Technologie durch sorgfältige Forschung vorbereitet verschiedene Der Mehrkern-LWL-Kernabstandskonverter mit hervorragender Leistung realisiert verlustarmes und übersprecharmes Fusionsspleißen zwischen unterschiedlichen Mehrkern-LWL.
Die Forschungsgruppe von Xiao Limin schlug eine Verjüngungstechnologie für mehrkernige Glasfasern vor (Abbildung 2), einschließlich zweier Technologien für die Vorwärtsverjüngung und die Rückwärtsverjüngung, die beide verwendet werden können, um den Abstand zwischen den Kernen von mehrkernigen Glasfasern einzustellen und gleichzeitig zu regulieren Modeneigenschaften von Mehrkernfasern.
Abbildung 2 Schematische Darstellung von zwei Arten von Mehrkern-LWL-Kernabstandswandlern
Basierend auf der Technologie der umgekehrten Verjüngung von Mehrkern-Glasfasern kann die Forschungsgruppe von Xiao Limin durch Anpassen des Kernabstands und des Modenfelddurchmessers von heterogenen Mehrkern-Glasfasern verlustarme Kerne mit geringem Übersprechen für zwei Arten von Multi genau vorbereiten -Kern-Lichtwellenleiter, deren Kernabstand nicht übereinstimmt. Pitch-Konverter.
Für zwei Mehrkernfasern mit unterschiedlichen Strukturen und einem Kernabstandsunterschied von 26 μm (Abbildung 3 (a, b)) kann der von der Forschungsgruppe von Xiao Limin hergestellte Kernabstandskonverter einen Verlust von nur 0 erreichen .18 dB und ein Nebensprechen von nur -68 dB .
Für Mehrkernfasern mit der gleichen Verbindungsstelle und leicht unterschiedlichem Kernabstand (Abb. 3(b, c)) ist der Kernabstandswandlerverlust so niedrig wie 0,17 dB und das Übersprechen ist so niedrig wie -66 dB.
Durchbruch in der Glasfasertechnologie mit Raumteilungs-Multiplexing: nahtlose optische Verbindung zwischen verschiedenen Arten von Glasfasern mit mehreren Kernen
Abb.3 Mikroskopische Aufnahmen der Kernendflächen von drei Typen von mehradrigen Lichtwellenleitern
Die von der Forschungsgruppe von Xiao Limin vorgeschlagene Vorbereitungstechnologie für Multicore-Glasfaserkern-Pitch-Konverter löst perfekt die technischen Probleme der ungleichen Multicore-Glasfaserfusion in optischen Kommunikationsnetzen und bietet eine einzigartige Perspektive für die Vorbereitung von Multicore-Glasfasergeräten , und wird die Multi-Core-Glasfaser in praktischen Anwendungen freigeben. Mehr Potenzial in Anwendungen.
