Q: 現在、シングルモード光ファイバーは依然として光ファイバー伝送の主流アプリケーションですか?
A: はい、マルチコア光ファイバーは比較的最先端の試みであり、現在はまだ主流ではありませんが、次世代で可能になるいくつかの関連アプリケーションがあります。
上記は、OFweek の光通信と、復旦大学情報科学工学部の Xiao Limin 氏による、光ファイバーの応用動向に関する短い冒頭です。
最近、復旦大学情報科学工学部の Xiao Limin の研究グループは、マルチコア光ファイバー融着接続技術の研究において重要なブレークスルーを達成しました。世界で初めて異種マルチコア光ファイバを実現。 低損失、低クロストークの接続。 ヴィーケン光通信からお祝いのメッセージが届きました。
光ファイバー通信伝送の必然的な開発動向
現在、クラウド コンピューティング、高解像度ビデオ、モノのインターネット、および 5G 通信システムの活発な開発により、グローバル ネットワーク トラフィックは劇的に増加しています。 しかし、通常の単心シングルモード光ファイバ伝送は、シャノン限界によって制限されます。 今後数年で、光ネットワークの成長鈍化と市場の高帯域化需要との矛盾はますます深刻化し、光通信業界において早急に解決しなければならない重要な問題となります。
将来の光通信の拡大の問題を解決するために、単一ファイバーの容量を増やすための業界で認められた技術的解決策は、空間分割多重化技術を使用することです。 マルチコア光ファイバー、マルチモード光ファイバーまたはマルチコアマルチモード光ファイバーは、光ファイバー通信伝送の必然的な開発傾向です。
空間分割多重光ファイバ技術のブレークスルー: 異なる種類のマルチコア光ファイバ間のシームレスな光相互接続
図 1. シングル ファイバ伝送システムの容量の開発動向
マルチコア光ファイバーは、光ファイバーの空間密度を効率的に高めることができ、海外のインターネット大手によって先制的に適用されています。
通信市場を掌握し、光ファイバーの伝送周波数帯域を拡大するために、Facebook と Google は 2018 年にはケーブル内の光ファイバーの数を増やす方法に賭けました。
たとえば、Google が 1 月に使用を開始した Dunant ケーブルには、12 ペアの光ファイバーがあり、合計容量は 250 Tbit/s です。 大西洋で建設中の 2 つのネットワークでも、16 対の光ファイバーを使用しており、350 ～ 370 Tbit/s のフル容量を達成することが期待されています。
そして最近では、10 月に Facebook が NEC に世界最大容量の海底ケーブルの構築を委託しました。これは、24 対の光ファイバーを使用する新しい大西洋横断ケーブルです。 完成後は、世界で最も混雑するデータ ハイウェイになります - 北米とヨーロッパの間で毎秒 500 TB (約 4,{6}} ブルーレイ ディスク データ) の記録的な総転送容量を達成しました。
同じ頃、Benjamin J. Puttnam が率いる研究チームは、彼のチームが {{0}} コアの外径 0.125 mm の光ファイバーを使用してデータを送信したことを報告しました。 さまざまな増幅器技術を組み合わせることで、WDM 技術を利用した伝送システムを構築し、直径光ファイバー伝送データの記録を作成しました。各チャネルは、最大 3001 km の距離で 319 Tbit/s の伝送スループットを達成できます。 .
より多くのアプリケーションも報告されています。
マルチファイバーコアピッチコンバーターが新しいアプリケーションの可能性を解き放つ
従来のシングルコア光ファイバーと比較して、マルチコアファイバー (MCF) の複数のコアは同じクラッドを共有します。 この高密度のマルチチャネル構造には、製造コストが低く、省スペースであり、伝送容量が大きいという利点があります。 、したがって、マルチコア光ファイバーは、空間分割多重光通信システム、データセンター接続、チップ間通信、次世代光ファイバー増幅器、光センシング、量子技術などにおいて非常に重要な応用価値を持っています。
新しいマルチコア光ファイバ技術の研究は、将来の通信拡張の問題を解決するための研究の焦点の 1 つです。
しかし、マルチコア光ファイバの設計については、世界的に統一された規格が未だにありません。 マルチコア光ファイバーを製造する際、さまざまなハイテク企業が、コアの数、コアの配置、コアのサイズ、コアの間隔、および屈折率の分布に関して多大な努力を払ってきました。 それぞれが異なるため、異なるタイプのマルチコア ファイバ間の融着接続が難しくなります。
たとえば、FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd およびその他の企業は、長距離マルチコア光ファイバー伝送システムを構築するために、異種のマルチコア光ファイバーをスプライスする必要があります。 ただし、限定されたマルチコア ファイバーのファンインおよびファンアウト デバイスは、伝送システムで使用されるマルチコア ファイバーと一致しない場合があります。
「低損失の光ファイバー融合技術は、光ファイバーデバイスとシステムの基礎です。学術研究では、同じタイプのマルチコア光ファイバー融合の進歩のみが報告されていますが、異なるタイプのマルチコア光ファイバー融合の技術的ボトルネックは、 「光ファイバーの融着はまだ解決されていません。海外の研究もあります。研究者は、異なる種類のマルチコア ファイバーの融着接続はほとんど不可能であるとさえ考えており、この分野での幅広い応用を深刻に妨げています。」 シャオ・リーミンは言った。
巨大なマルチコア光ファイバーのマルチチャネル多重化システムを確立し、異種ファイバー、特にコア間隔の異なるマルチコア光ファイバーを接続することは、現在避けられない技術的ボトルネック問題です。
マルチコア光ファイバー技術の開発によってもたらされたこの技術的問題を克服するために、復旦大学の情報科学および工学部の Xiao Limin の研究グループは、ついにマルチコア光ファイバー融合において新たな国際的ブレークスルーを達成しました。優れた性能を持つマルチコア光ファイバコア間隔変換器は、異種マルチコア光ファイバ間の低損失および低クロストーク融着接続を実現します。
Xiao Limin の研究グループは、順方向テーパリングと逆方向テーパリングの 2 つの技術を含むマルチコア光ファイバ テーパリング技術 (図 2) を提案しました。どちらもマルチコア光ファイバのコア間の距離を調整し、同時にマルチコアファイバーのモード特性。
図 2 2 種類のマルチコア光ファイバ コア間隔変換器の概略図
マルチコア光ファイバー逆テーパリングの技術に基づいて、異種マルチコア光ファイバーのコア間隔とモード フィールド直径を一致させることにより、Xiao Limin の研究グループは、2 種類のマルチコア間隔が一致しないコア光ファイバ。 ピッチコンバーター。
構造が異なり、コア間隔の差が 26 μm の 2 つのマルチコア ファイバの場合 (図 3 (a、b))、Xiao Limin の研究グループが作成したコア間隔変換器は、0 という低い損失を達成できます。 .18 dB と -68 dB の低クロストーク。
ジャンクションが同じでコア間隔がわずかに異なるマルチコア ファイバの場合 (図 3(b、c))、コア間隔のコンバータ損失は 0.17 dB と低く、クロストークは-66デシベル。
空間分割多重光ファイバ技術のブレークスルー: 異なる種類のマルチコア光ファイバ間のシームレスな光相互接続
図3 3種類のマルチコア光ファイバのコア端面の顕微鏡写真
Xiao Liminの研究グループによって提案されたマルチコア光ファイバーコアピッチコンバーターの準備技術は、光通信ネットワークにおける異種マルチコア光ファイバー融合の技術的問題を完全に解決し、マルチコア光ファイバーデバイスの準備に独自の視点を提供します、実用化されたマルチコア光ファイバをリリースします。 アプリケーションでより多くの可能性。
