K: Kas ühemoodiline optiline kiud on praegu endiselt kiudoptilise ülekande põhirakendus?
V: Jah, mitmetuumaline optiline kiud on suhteliselt tipptasemel katse ja praegu on sellega seotud rakendused, mis pole veel levinud, kuid saavad võimalikuks järgmise põlvkonna jooksul.
Ülaltoodu on OFweeki optilise side lühiajaline algus ja hr Xiao Limin Fudani ülikooli infoteaduste ja tehnikakoolist kiudoptilise rakenduse suundumuste teemal.
Hiljuti tegi Xiao Limini uurimisrühm Fudani ülikooli infoteaduste ja inseneriteaduste koolist olulise läbimurde mitmetuumaliste optiliste kiudude liitmistehnoloogia uurimisel – valmistas ette suurepärase jõudlusega mitmetuumalise optilise kiu tuumade vahemuunduri ja realiseeris esimest korda maailmas heterogeense mitmetuumalise optilise kiu. Väikese kadu ja väikese läbirääkimisega splaissimine. Veken Optical Communications saatis õnnitluse.
Kiudoptilise side edastamise vältimatu arengusuund
Praegu on pilvandmetöötluse, kõrglahutusega video, asjade Interneti ja 5G-sidesüsteemide jõulise arenguga globaalne võrguliiklus järsult kasvanud. Tavalist ühetuumalist ühemoodilist kiudoptilist edastust piirab aga Shannoni piirang. Lähiaastatel muutub vastuolu optiliste võrkude aeglase kasvu ja nõudluse vahel turul laia ribalaiuse järele üha teravamaks ning sellest saab optilise side tööstuses oluline probleem, mis vajab kiiret lahendamist.
Tulevikus optilise side laienemise probleemi lahendamiseks on tööstusharu tunnustatud tehniline lahendus ühe kiu võimsuse suurendamiseks kasutada ruumijaotusega multipleksimistehnoloogiat. Mitmetuumaline optiline kiud, mitmerežiimiline optiline kiud või mitmetuumaline mitmerežiimiline optiline kiud on kiudoptilise side edastamise vältimatu arengusuund.
Läbimurre ruumijaotusega multipleksimise optiliste kiudude tehnoloogias: sujuv optiline ühendus erinevat tüüpi mitmetuumaliste optiliste kiudude vahel
joonis 1. Ühekiulise ülekandesüsteemi võimsuse arengusuund
Mitmetuumaline optiline kiud võib tõhusalt suurendada optilise kiu ruumilist tihedust ja seda on ennetavalt rakendanud Interneti-hiiglased välismaal.
Sideturu haaramiseks ja optiliste kiudude edastussagedusala laiendamiseks panustasid Facebook ja Google juba 2018. aastal viisidele, kuidas suurendada optiliste kiudude arvu kaablites.
Näiteks Google'i jaanuaris kasutusele võetud Dunant kaablis on 12 paari optilisi kiude koguvõimsusega 250 Tbit/s. Kaks Atlandi ookeanis ehitatavat võrku kasutavad isegi 16 paari optilisi kiude ja eeldatavasti saavutavad täisvõimsuse 350–370 Tbit/s.
Ja hiljuti, oktoobris, tellis Facebook NEC-ilt maailma suurima läbilaskevõimega merekaabli – uue Atlandi-ülese kaabli, mis kasutab 24 paari optilisi kiude. Pärast valmimist asub see maailma kõige aktiivsemal andmeside maanteel – saavutas rekordilise edastusvõimsuse 500 TB sekundis (umbes 4,000 Blu-ray-plaadi andmemahtu) Põhja-Ameerika ja Euroopa vahel.
Umbes samal ajal kirjutas Benjamin J. Puttnami juhitud uurimisrühm teatas, et tema meeskond kasutas andmete edastamiseks {{0}}tuumalist optilist kiudu, mille välisläbimõõt on 0,125 mm. Erinevaid võimenditehnoloogiaid kombineerides konstrueerisid nad edastussüsteemi, mis kasutas ära WDM-tehnoloogiat ja lõi läbimõõduga optilise kiu edastusandmete salvestamise: võimaldada igal kanalil saavutada edastuskiirus 319 Tbit/s kuni 3001 kilomeetri kaugusel. .
Samuti teatatakse rohkematest taotlustest.
Mitmekiuline tuumade sammumuundur avab uue rakenduspotentsiaali
Võrreldes traditsioonilise ühetuumalise optilise kiuga on mitmetuumalise kiu (MCF) mitmel südamikul sama kattekiht. Selle suure tihedusega mitme kanaliga struktuuri eelised on madalad tootmiskulud, ruumi kokkuhoid ja suur edastusvõimsus. Seetõttu on mitmetuumalisel optilisel kiul äärmiselt oluline rakendusväärtus ruumijaotusega multipleksimise optilise sidesüsteemi, andmekeskuse ühenduse, kiibivahelise side, järgmise põlvkonna kiudoptilise võimendi, optilise anduri, kvanttehnoloogia jne valdkonnas.
Uut mitmetuumalist kiudoptilist tehnoloogiat käsitlevad uuringud on üks teadusuuringute fookustest, mille eesmärk on lahendada tulevase side laienemise probleem.
Kuid siiani ei ole maailmas veel ühtset standardit mitmetuumaliste optiliste kiudude projekteerimiseks. Mitmetuumaliste optiliste kiudude valmistamisel on erinevad kõrgtehnoloogilised ettevõtted teinud suuri jõupingutusi tuumade arvu, südamiku paigutuse, südamiku suuruse, südamiku vahekauguse ja murdumisnäitaja jaotuse osas. Igaüks neist on erinev, mis raskendab erinevat tüüpi mitmetuumaliste kiudude liitmist.
Näiteks FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd ja teised ettevõtted peavad liitma erinevaid mitmetuumalisi optilisi kiude, et ehitada pikamaa mitmetuumalise kiudoptilise edastussüsteemi. Piiratud mitmetuumalised fiiberoptilised sisse- ja väljapuhurseadmed ei pruugi siiski ühtida edastussüsteemis kasutatava mitmetuumalise fiiberkiuga.
"Madala kaoga optiliste kiudude liittehnoloogia on kiudoptiliste seadmete ja süsteemide aluseks. Akadeemilistes uuringutes kajastatakse ainult sama tüüpi mitmetuumaliste kiudude liitmise edusamme, kuid erinevat tüüpi mitmetuumaliste kiudude tehnilist kitsaskohta optiliste kiudude liitmine on endiselt lahendamata. Välismaal on uuringuid. Teadlased arvavad isegi, et erinevat tüüpi mitmetuumaliste kiudude liitmine on peaaegu võimatu, mis takistab tõsiselt laialdast kasutamist selles valdkonnas." ütles Xiao Limin.
Hiiglasliku mitmetuumalise optilise kiu mitmekanalilise multipleksimissüsteemi loomine ja erinevate kiudude, eriti erineva südamikuvahega mitmetuumaliste optiliste kiudude ühendamine on praegu vältimatu tehniline kitsaskoht.
Et ületada see tehniline probleem, mille on põhjustanud mitmetuumalise optilise kiu tehnoloogia arendamine, on Xiao Limini uurimisrühm Fudani ülikooli infoteaduste ja inseneriteaduste koolist teinud lõpuks uue rahvusvahelise läbimurde mitmetuumalise optiliste kiudude liitmises. tehnoloogia läbi põhjaliku uurimistöö ettevalmistatud mitmesugused Suurepärase jõudlusega mitmetuumaline optilise kiu südamiku vahemuundur realiseerib väikese kadu ja väikese risttalaga liitmise erinevate mitmetuumaliste optiliste kiudude vahel.
Xiao Limini uurimisrühm pakkus välja mitmetuumalise optiliste kiudude kitsenemise tehnoloogia (joonis 2), sealhulgas kaks edasi- ja vastupidise kitsenemise tehnoloogiat, mida mõlemat saab kasutada mitmetuumaliste optiliste kiudude südamike vahelise kauguse reguleerimiseks ja samaaegselt kiudude kitsenemise reguleerimiseks. mitmetuumaliste kiudude režiimiomadused.
Joonis 2 Kahte tüüpi mitmetuumaliste kiudoptiliste tuumade vahemuundurite skemaatiline diagramm
Tuginedes mitmetuumalise optilise kiu tagurpidi kitsenemise tehnoloogiale, sobitades heterogeensete mitmetuumaliste optiliste kiudude südamiku vahekauguse ja režiimivälja läbimõõdu, saab Xiao Limini uurimisrühm täpselt ette valmistada väikese kadu ja väikese risttalaga südamikud kahte tüüpi mitut tüüpi kiudude jaoks. -tuumalised optilised kiud, mille tuumade vahekaugus ei ühti. helikõrguse muundur.
Kahe erineva struktuuriga mitmetuumalise kiu puhul, mille südamikuvahede erinevus on 26 μm (joonis 3 (a, b)), võib Xiao Limini uurimisrühma koostatud südamikukauguse muundur saavutada nii väikese kadu kui 0 0,18 dB ja ülekanne kuni -68 dB .
Sama ristmiku ja veidi erineva südamikuvahega mitmetuumaliste kiudude puhul (joonis 3(b, c)) on südamiku vahemuunduri kadu nii väike kui 0,17 dB ja ülekanne sama väike kui -66 dB.
Läbimurre ruumijaotusega multipleksimise optiliste kiudude tehnoloogias: sujuv optiline ühendus erinevat tüüpi mitmetuumaliste optiliste kiudude vahel
Joon.3 Mikropildid kolme tüüpi mitmetuumaliste optiliste kiudude südamiku otspindadest
Xiao Limini uurimisrühma pakutud mitmetuumalise optilise kiu südamiku sammumuunduri ettevalmistustehnoloogia lahendab suurepäraselt optiliste sidevõrkude erinevate mitmetuumaliste optiliste kiudude liitmise tehnilised probleemid, annab ainulaadse perspektiivi mitmetuumaliste kiudoptiliste seadmete ettevalmistamiseks. ja vabastab praktilistes rakendustes mitmetuumalise optilise kiu. Rohkem potentsiaali rakendustes.
