P: Actualmente, ¿sigue siendo la fibra óptica monomodo la aplicación principal de la transmisión por fibra óptica?
R: Sí, la fibra óptica multinúcleo es un intento relativamente vanguardista, y existen algunas aplicaciones relacionadas en la actualidad, que aún no son convencionales, pero que serán posibles en la próxima generación.
Lo anterior es el breve comienzo de la comunicación óptica OFweek y el Sr. Xiao Limin de la Escuela de Ciencias e Ingeniería de la Información de la Universidad de Fudan sobre el tema de las tendencias de aplicación de fibra óptica.
Recientemente, el grupo de investigación de Xiao Limin de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la Información de la Universidad de Fudan ha logrado un avance importante en la investigación de la tecnología de empalme por fusión de fibra óptica multinúcleo: preparó un convertidor espaciador de núcleo de fibra óptica multinúcleo con un rendimiento excelente y realizó la fibra óptica multinúcleo heterogénea por primera vez en el mundo. Empalme con baja pérdida y baja diafonía. Veken Optical Communications envió un mensaje de felicitación.
La inevitable tendencia de desarrollo de la transmisión de comunicación por fibra óptica.
En la actualidad, con el vigoroso desarrollo de la computación en la nube, el video de alta definición, el Internet de las cosas y los sistemas de comunicación 5G, el tráfico de la red global ha aumentado drásticamente. Sin embargo, la transmisión de fibra óptica monomodo de un solo núcleo ordinaria está limitada por el límite de Shannon. En los próximos años, la contradicción entre el lento crecimiento de las redes ópticas y la demanda de gran ancho de banda en el mercado se agudizará cada vez más y se convertirá en un problema importante que debe resolverse con urgencia en la industria de la comunicación óptica.
Para resolver el problema de la expansión de la comunicación óptica en el futuro, la solución técnica reconocida por la industria para aumentar la capacidad de una sola fibra es utilizar la tecnología de multiplexación por división espacial. La fibra óptica multinúcleo, fibra óptica multimodo o fibra óptica multinúcleo multimodo es la tendencia de desarrollo inevitable de la transmisión de comunicación por fibra óptica.
Avance en la tecnología de fibra óptica de multiplexación por división espacial: interconexión óptica perfecta entre diferentes tipos de fibras ópticas multinúcleo
figura 1. Tendencia de desarrollo de la capacidad del sistema de transmisión de fibra única
La fibra óptica multinúcleo puede aumentar de manera eficiente la densidad espacial de la fibra óptica, y los gigantes de Internet en el extranjero la han aplicado de manera preventiva.
Con el fin de aprovechar el mercado de las comunicaciones y ampliar la banda de frecuencia de transmisión de las fibras ópticas, ya en 2018, Facebook y Google apostaron por formas de aumentar la cantidad de fibras ópticas en los cables.
Por ejemplo, el cable Dunant que Google puso en marcha en enero tiene 12 pares de fibras ópticas con una capacidad total de 250 Tbit/s. Las dos redes en construcción en el Océano Atlántico incluso utilizan 16 pares de fibras ópticas y se espera que alcancen una capacidad total de 350 a 370 Tbit/s.
Y recientemente, en octubre, Facebook encargó a NEC que construyera el cable submarino de mayor capacidad del mundo: el nuevo cable transatlántico, que utiliza 24 pares de fibras ópticas. Una vez completado, estará en la autopista de datos más concurrida del mundo: logró una capacidad de transferencia total récord de 500 TB por segundo (aproximadamente 4,000 datos de Blu-ray Disc) entre América del Norte y Europa.
Casi al mismo tiempo, por Benjamin J. Un equipo de investigación dirigido por Puttnam informó que su equipo usó una fibra óptica de {{0}}núcleo con un diámetro exterior de 0,125 mm para transmitir datos. Mediante la combinación de varias tecnologías de amplificación, construyeron un sistema de transmisión que aprovechó la tecnología WDM y crearon la grabación de datos de transmisión de fibra óptica de diámetro: permitieron que cada canal lograra un rendimiento de transmisión de 319 Tbit/s de velocidad de datos dentro de una distancia de hasta 3001 kilómetros. .
También se están reportando más aplicaciones.
El convertidor de paso de núcleo multifibra desbloquea un nuevo potencial de aplicación
En comparación con la fibra óptica tradicional de un solo núcleo, los múltiples núcleos de la fibra multinúcleo (MCF) comparten el mismo revestimiento. Esta estructura multicanal de alta densidad tiene las ventajas de un bajo costo de producción, ahorro de espacio y alta capacidad de transmisión. Por lo tanto, la fibra óptica multinúcleo tiene un valor de aplicación extremadamente importante en el sistema de comunicación óptica de multiplexación por división espacial, la conexión del centro de datos, la comunicación de chip a chip, el amplificador de fibra óptica de próxima generación, la detección óptica, la tecnología cuántica, etc.
La investigación sobre la nueva tecnología de fibra óptica multinúcleo es uno de los focos de investigación para resolver el problema de la futura expansión de las comunicaciones.
Sin embargo, hasta el momento, todavía no existe un estándar uniforme para el diseño de fibras ópticas multinúcleo en el mundo. Al fabricar fibras ópticas multinúcleo, varias empresas de alta tecnología han realizado grandes esfuerzos en cuanto a la cantidad de núcleos, la disposición de los núcleos, el tamaño de los núcleos, el espaciado de los núcleos y la distribución del índice de refracción. Cada uno es diferente, lo que aumenta la dificultad del empalme por fusión entre diferentes tipos de fibras multinúcleo.
Por ejemplo, FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd y otras empresas necesitan empalmar fibras ópticas multinúcleo diferentes para construir un sistema de transmisión de fibra óptica multinúcleo de larga distancia. Sin embargo, es posible que los dispositivos limitados de entrada y salida de fibra multinúcleo no coincidan con la fibra multinúcleo utilizada en el sistema de transmisión.
"La tecnología de fusión de fibra óptica de baja pérdida es la base de los dispositivos y sistemas de fibra óptica. En la investigación académica, solo se informa el progreso del mismo tipo de fusión de fibra óptica multinúcleo, pero el cuello de botella técnico de diferentes tipos de multinúcleo La fusión de fibra óptica aún no se ha resuelto. Hay investigaciones en el extranjero. Los investigadores incluso piensan que el empalme por fusión de diferentes tipos de fibras multinúcleo es casi imposible, lo que dificulta seriamente la amplia aplicación en este campo". Dijo Xiao Limin.
Establecer un enorme sistema de multiplexación multicanal de fibra óptica multinúcleo y empalmar fibras diferentes, especialmente fibras ópticas multinúcleo con diferentes espaciados entre núcleos, es un problema técnico inevitable en la actualidad.
Con el fin de superar este problema técnico provocado por el desarrollo de la tecnología de fibra óptica multinúcleo, el grupo de investigación de Xiao Limin de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la Información de la Universidad de Fudan finalmente logró un nuevo avance internacional en la fusión de fibra óptica multinúcleo. El convertidor espaciador de núcleo de fibra óptica multinúcleo con excelente rendimiento realiza un empalme de fusión de baja pérdida y baja diafonía entre fibras ópticas multinúcleo disímiles.
El grupo de investigación de Xiao Limin propuso una tecnología de reducción gradual de fibra óptica multinúcleo (Figura 2), que incluye dos tecnologías de reducción progresiva y reducción gradual inversa, las cuales se pueden usar para ajustar la distancia entre los núcleos de las fibras ópticas multinúcleo y regular simultáneamente la características de modo de las fibras multinúcleo.
Figura 2 Diagrama esquemático de dos tipos de convertidores espaciadores de núcleo de fibra óptica multinúcleo
Basado en la tecnología de reducción gradual inversa de fibra óptica multinúcleo, al hacer coincidir el espaciado del núcleo y el diámetro del campo de modo de fibras ópticas multinúcleo heterogéneas, el grupo de investigación de Xiao Limin puede preparar con precisión núcleos de baja pérdida y baja diafonía para dos tipos de multi -Fibras ópticas de núcleo cuyo espaciado entre núcleos no coincide. convertidor de tono
Para dos fibras multinúcleo con diferentes estructuras y una diferencia de separación entre núcleos de 26 μm (Figura 3 (a, b)), el convertidor de separación entre núcleos preparado por el grupo de investigación de Xiao Limin puede lograr una pérdida tan baja como 0 .18 dB y una diafonía tan baja como -68 dB .
Para fibras multinúcleo con la misma unión y espaciado entre núcleos ligeramente diferente (Fig. 3(b, c)), la pérdida del convertidor de espaciado entre núcleos es tan baja como 0.17 dB y la diafonía es tan baja como -66dB.
Avance en la tecnología de fibra óptica de multiplexación por división espacial: interconexión óptica perfecta entre diferentes tipos de fibras ópticas multinúcleo
Fig.3 Micrografías de las caras de los extremos del núcleo de tres tipos de fibras ópticas multinúcleo
La tecnología de preparación del convertidor de paso de núcleo de fibra óptica multinúcleo propuesta por el grupo de investigación de Xiao Limin resuelve perfectamente los problemas técnicos de la fusión de fibra óptica multinúcleo diferente en redes de comunicación óptica, brinda una perspectiva única para la preparación de dispositivos de fibra óptica multinúcleo , y lanzará la fibra óptica multinúcleo en aplicaciones prácticas. Más potencial en las aplicaciones.
