J: Vai pašlaik vienmoda optiskā šķiedra joprojām ir galvenā optiskās šķiedras pārraides pielietojums?
A: Jā, daudzkodolu optiskā šķiedra ir salīdzinoši moderns mēģinājums, un pašlaik ir daži saistīti lietojumi, kas vēl nav plaši izplatīti, bet būs iespējami nākamajā paaudzē.
Iepriekš minētais ir īss OFweek optiskās komunikācijas sākums un Sjao Limina kungs no Fudanas Universitātes Informācijas zinātnes un inženierzinātņu skolas par optisko šķiedru pielietošanas tendencēm.
Nesen Sjao Limina pētnieku grupa no Fudanas Universitātes Informācijas zinātnes un inženierzinātņu skolas ir panākusi nozīmīgu izrāvienu daudzkodolu optisko šķiedru saplūšanas tehnoloģijas izpētē — sagatavoja daudzkodolu optiskās šķiedras serdeņu atstatuma pārveidotāju ar izcilu veiktspēju, un pirmo reizi pasaulē realizēja neviendabīgo daudzkodolu optisko šķiedru. Savienojums ar zemu zudumu un zemu šķērsrunu. Veken Optical Communications nosūtīja apsveikuma ziņojumu.
Optisko šķiedru sakaru pārraides neizbēgama attīstības tendence
Pašlaik, strauji attīstoties mākoņdatošanas, augstas izšķirtspējas video, lietiskā interneta un 5G sakaru sistēmām, globālā tīkla trafiks ir dramatiski palielinājies. Tomēr parasto viena kodola vienmodas optiskās šķiedras pārraidi ierobežo Šenona ierobežojums. Tuvāko gadu laikā pretruna starp optisko tīklu gauso pieaugumu un pieprasījumu pēc liela joslas platuma tirgū kļūs arvien aktuālāka, un tā kļūs par svarīgu problēmu, kas steidzami jārisina optisko sakaru nozarē.
Lai nākotnē atrisinātu optisko sakaru paplašināšanas problēmu, nozares atzītais tehniskais risinājums vienas šķiedras jaudas palielināšanai ir izmantot kosmosa dalīšanas multipleksēšanas tehnoloģiju. Daudzkodolu optiskā šķiedra, daudzrežīmu optiskā šķiedra vai daudzkodolu daudzmodu optiskā šķiedra ir neizbēgama optiskās šķiedras sakaru pārraides attīstības tendence.
Izrāviens kosmosa dalīšanas multipleksēšanas optisko šķiedru tehnoloģijā: nemanāms optiskais savienojums starp dažāda veida daudzkodolu optiskajām šķiedrām
1. attēls. Vienšķiedras pārvades sistēmas kapacitātes attīstības tendence
Daudzkodolu optiskā šķiedra var efektīvi palielināt optiskās šķiedras telpisko blīvumu, un interneta giganti ārzemēs to iepriekš izmantojuši.
Lai sagrābtu sakaru tirgu un paplašinātu optisko šķiedru pārraides frekvenču joslu, Facebook un Google jau 2018. gadā veica derības par veidiem, kā palielināt optisko šķiedru skaitu kabeļos.
Piemēram, Dunant kabelī, ko Google nodeva ekspluatācijā janvārī, ir 12 pāri optisko šķiedru ar kopējo jaudu 250 Tbit/s. Divi tīkli, kas tiek būvēti Atlantijas okeānā, pat izmanto 16 pārus optisko šķiedru, un paredzams, ka tie sasniegs pilnu jaudu no 350 līdz 370 Tbit/s.
Un nesen, oktobrī, Facebook pasūtīja NEC izveidot pasaulē lielākās ietilpības zemūdens kabeli - jauno transatlantisko kabeli, kurā tiek izmantoti 24 optisko šķiedru pāri. Pēc pabeigšanas tas atradīsies uz pasaulē noslogotākās datu maģistrāles — sasniegta rekordliela kopējā pārsūtīšanas jauda — 500 TB sekundē (aptuveni 4,000 Blu-ray disku dati) starp Ziemeļameriku un Eiropu.
Aptuveni tajā pašā laikā Benjamin J. Pētnieku grupa Putnama vadībā ziņoja, ka viņa komanda datu pārraidei izmantoja {{0}}kodolu optisko šķiedru ar ārējo diametru 0,125 mm. Apvienojot dažādas pastiprinātāju tehnoloģijas, viņi izveidoja pārraides sistēmu, kas izmantoja WDM tehnoloģiju un izveidoja optiskās šķiedras diametra pārraides datu ierakstīšanu: Ļauj katram kanālam sasniegt 319 Tbit/s datu pārraides ātrumu līdz 3001 kilometra attālumā. .
Tiek ziņots arī par jauniem pieteikumiem.
Daudzšķiedru kodola soļa pārveidotājs paver jaunu pielietojuma potenciālu
Salīdzinot ar tradicionālo vienkodolu optisko šķiedru, vairākiem daudzkodolu šķiedras (MCF) kodoliem ir vienāds pārklājums. Šai augsta blīvuma daudzkanālu struktūrai ir zemas ražošanas izmaksas, vietas taupīšana un liela pārraides jauda. Tāpēc daudzkodolu optiskajai šķiedrai ir ārkārtīgi svarīga pielietojuma vērtība kosmosa dalīšanas multipleksēšanas optisko sakaru sistēmā, datu centra savienojumā, mikroshēmu saziņā, nākamās paaudzes optiskās šķiedras pastiprinātājā, optiskajā sensorā, kvantu tehnoloģijā utt.
Pētījumi par jaunu daudzkodolu optisko šķiedru tehnoloģiju ir viens no pētījumiem, kas vērsti uz turpmākās komunikācijas paplašināšanas problēmas risināšanu.
Tomēr līdz šim pasaulē joprojām nav vienota standarta daudzkodolu optisko šķiedru projektēšanai. Ražojot daudzkodolu optiskās šķiedras, dažādi augsto tehnoloģiju uzņēmumi ir pielikuši lielas pūles attiecībā uz serdeņu skaitu, serdeņu izvietojumu, serdeņu izmēru, attālumu starp serdeņiem un refrakcijas indeksa sadalījumu. Katrs no tiem ir atšķirīgs, kas palielina dažādu veidu daudzkodolu šķiedru saplūšanas grūtības.
Piemēram, FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd un citiem uzņēmumiem ir jāsavieno atšķirīgas daudzkodolu optiskās šķiedras, lai izveidotu liela attāluma daudzkodolu optisko šķiedru pārraides sistēmu. Tomēr ierobežotas daudzkodolu šķiedras ventilatora ieejas un izplūdes ierīces var neatbilst pārraides sistēmā izmantotajai daudzkodolu šķiedrai.
"Zemu zudumu optisko šķiedru saplūšanas tehnoloģija ir optisko šķiedru ierīču un sistēmu pamatā. Akadēmiskajos pētījumos tiek ziņots tikai par viena un tā paša veida daudzkodolu optisko šķiedru saplūšanas progresu, bet par dažādu veidu daudzkodolu šķiedru saplūšanu. optisko šķiedru saplūšana joprojām ir neatrisināta. Ārzemēs ir pētījumi. Pētnieki pat domā, ka dažādu veidu daudzkodolu šķiedru saplūšana ir gandrīz neiespējama, kas nopietni kavē plašu pielietojumu šajā jomā." Sjao Limins teica.
Milzīgas daudzkodolu optisko šķiedru daudzkanālu multipleksēšanas sistēmas izveide un atšķirīgu šķiedru, jo īpaši daudzkodolu optisko šķiedru ar dažādiem serdeņu atstatumiem, savienošana pašlaik ir neizbēgama tehniska sašaurinājuma problēma.
Lai pārvarētu šo tehnisko problēmu, ko radījusi daudzkodolu optisko šķiedru tehnoloģijas attīstība, Sjao Limina pētnieku grupa no Fudanas Universitātes Informācijas zinātnes un inženierzinātņu skolas beidzot ir panākusi jaunu starptautisku izrāvienu daudzkodolu optisko šķiedru saplūšanas jomā. tehnoloģija, izmantojot rūpīgu pētniecību-sagatavoti dažādi Daudzkodolu optisko šķiedru serdeņu atstatuma pārveidotājs ar izcilu veiktspēju realizē zemu zudumu un zemu šķērsstieņa saplūšanu starp atšķirīgām daudzkodolu optiskajām šķiedrām.
Xiao Limin pētnieku grupa ierosināja daudzkodolu optisko šķiedru sašaurināšanas tehnoloģiju (2. attēls), tostarp divas tehnoloģijas: uz priekšu un atpakaļgaitā sašaurināšanu, kuras abas var izmantot, lai pielāgotu attālumu starp daudzkodolu optisko šķiedru serdeņiem un vienlaikus regulētu daudzkodolu šķiedru režīma raksturlielumi.
2. attēls Divu veidu daudzkodolu optiskās šķiedras serdeņu atstatuma pārveidotāju shematiskā diagramma
Pamatojoties uz daudzkodolu optisko šķiedru reversās konusēšanas tehnoloģiju, saskaņojot neviendabīgu daudzkodolu optisko šķiedru serdeņu atstatumu un režīma lauka diametru, Xiao Limin pētnieku grupa var precīzi sagatavot zema zuduma, zema šķērsstieņa serdeņus divu veidu daudzkodolu optiskajām šķiedrām. -kodolu optiskās šķiedras, kuru serdeņu atstatums nesakrīt. piķa pārveidotājs.
Divām daudzkodolu šķiedrām ar atšķirīgu struktūru un serdeņu atstatuma starpību 26 μm (3. attēls (a, b)), Sjao Limina pētniecības grupas sagatavotais serdeņu atstatuma pārveidotājs var sasniegt pat 0 .18 dB un šķērsruna tik zema kā -68 dB .
Daudzkodolu šķiedrām ar vienādu savienojumu un nedaudz atšķirīgu serdeņu atstatumu (3. att. b, c)) serdeņu atstatuma pārveidotāja zudums ir 0,17 dB, bet šķērsruna ir tikpat zema kā -66 dB.
Izrāviens kosmosa dalīšanas multipleksēšanas optisko šķiedru tehnoloģijā: nemanāms optiskais savienojums starp dažāda veida daudzkodolu optiskajām šķiedrām
3. att. Trīs veidu daudzkodolu optisko šķiedru serdes gala virsmu mikrogrāfijas
Sjao Limina pētnieku grupas piedāvātā daudzkodolu optisko šķiedru serdeņa piķa pārveidotāja sagatavošanas tehnoloģija lieliski atrisina tehniskās problēmas, kas saistītas ar atšķirīgu daudzkodolu optisko šķiedru saplūšanu optisko sakaru tīklos, sniedz unikālu perspektīvu daudzkodolu optisko šķiedru ierīču sagatavošanai. , un praktiskos lietojumos atbrīvos daudzkodolu optisko šķiedru. Lielāks potenciāls lietojumprogrammās.
