ש: נכון לעכשיו, האם סיב אופטי חד מצב עדיין היישום המרכזי של שידור סיבים אופטיים?
ת: כן, סיב אופטי מרובה ליבות הוא ניסיון חדשני יחסית, וישנם כמה יישומים קשורים כרגע, שעדיין אינם מיינסטרים, אבל יהיו אפשריים בדור הבא.
האמור לעיל הוא ההתחלה הקצרה של התקשורת האופטית של OFweek ומר שיאו לימין מבית הספר למדעי המידע והנדסה של אוניברסיטת פודן בנושא מגמות יישומי סיבים אופטיים.
לאחרונה, קבוצת המחקר של שיאו לימין מבית הספר למדעי המידע והנדסה של אוניברסיטת פודן עשתה פריצת דרך חשובה במחקר של טכנולוגיית היתוך סיבים אופטיים מרובי ליבות - הכינה ממיר מרווח ליבות סיבים אופטיים מרובי ליבות עם ביצועים מצוינים, ו הבין את הסיב האופטי הרב-ליבות ההטרוגני לראשונה בעולם. שחבור עם הפסד נמוך והצלבה נמוכה. חברת Veken Optical Communications שלחה הודעת ברכה.
מגמת הפיתוח הבלתי נמנעת של שידור תקשורת סיבים אופטיים
נכון לעכשיו, עם הפיתוח הנמרץ של מחשוב ענן, וידאו בחדות גבוהה, האינטרנט של הדברים ומערכות תקשורת 5G, תעבורת הרשת העולמית גדלה באופן דרמטי. עם זאת, שידור סיבים אופטיים חד-ליבים רגילים מוגבלת על ידי מגבלת שאנון. בשנים הקרובות תלך ותחריף הסתירה בין הצמיחה האטית של הרשתות האופטיות לבין הדרישה לרוחב פס גבוה בשוק, והיא תהפוך לבעיה חשובה שצריך לפתור בדחיפות בתעשיית התקשורת האופטית.
על מנת לפתור את בעיית הרחבת התקשורת האופטית בעתיד, הפתרון הטכני המוכר בתעשייה להגדלת קיבולת הסיבים הבודדים הוא שימוש בטכנולוגיית ריבוי חלוקת החלל. סיב אופטי מרובה ליבות, סיב אופטי רב-מצבי או סיב אופטי רב-ליבתי הוא מגמת הפיתוח הבלתי נמנעת של שידור תקשורת סיבים אופטיים.
פריצת דרך בטכנולוגיית ריבוי סיבים אופטיים לחלוקת חלל: חיבור אופטי חלק בין סוגים שונים של סיבים אופטיים מרובי ליבות
איור 1. מגמת התפתחות של קיבולת מערכת הולכה סיב יחיד
סיב אופטי מרובה ליבות יכול להגדיל ביעילות את הצפיפות המרחבית של סיבים אופטיים, והוא יושם מראש על ידי ענקיות האינטרנט מעבר לים.
כדי לתפוס את שוק התקשורת ולהרחיב את תחום תדר השידור של סיבים אופטיים, כבר ב-2018, פייסבוק וגוגל הימרו על דרכים להגדלת מספר הסיבים האופטיים בכבלים.
כך למשל, בכבל Dunant שגוגל נכנסה לשימוש בינואר יש 12 זוגות של סיבים אופטיים בקיבולת כוללת של 250 Tbit/s. שתי הרשתות הנבנות באוקיינוס האטלנטי אפילו משתמשות ב-16 זוגות של סיבים אופטיים, וצפויות להשיג קיבולת מלאה של 350 עד 370 Tbit/s.
ולאחרונה, באוקטובר, פייסבוק הזמינה NEC לבנות את הכבל התת-ימי בעל הקיבולת הגבוהה ביותר בעולם - הכבל הטרנס-אטלנטי החדש, שעושה שימוש ב-24 זוגות של סיבים אופטיים. לאחר השלמתו, הוא יהיה על כביש הנתונים העמוס ביותר בעולם - השיג קיבולת העברה כוללת של 500 TB לשנייה (כ-4,000 נתוני Blu-ray Disc) בין צפון אמריקה לאירופה.
בערך באותו זמן, מאת בנג'מין ג'יי. צוות מחקר בראשות Puttnam דיווח שהצוות שלו השתמש בסיב אופטי ליבה {{0}} עם קוטר חיצוני של 0.125 מ"מ כדי להעביר נתונים. על ידי שילוב טכנולוגיות מגברים שונות, הם בנו מערכת שידור שניצלה את טכנולוגיית WDM ויצרה הקלטה של נתוני שידור סיבים אופטיים בקוטר: אפשר לכל ערוץ להשיג תפוקת שידור של 319 Tbit/s קצב נתונים במרחק של עד 3001 קילומטרים .
כמו כן, מדווחים על פניות נוספות.
ממיר ליבות מרובות סיבים פותח פוטנציאל יישומי חדש
בהשוואה לסיב אופטי בעל ליבה אחת מסורתית, ליבות מרובות בסיבים מרובי ליבות (MCF) חולקות את אותו חיפוי. למבנה רב-ערוצי בצפיפות גבוהה זה יש את היתרונות של עלות ייצור נמוכה, חיסכון במקום ויכולת שידור גבוהה. , לכן, לסיבים אופטיים מרובי ליבות יש ערך יישום חשוב ביותר במערכת תקשורת אופטית ריבוי חלוקת חלל, חיבור למרכז נתונים, תקשורת שבב לשבב, מגבר סיבים אופטיים מהדור הבא, חישה אופטית, טכנולוגיה קוונטית וכו'.
מחקר על טכנולוגיה חדשה של סיבים אופטיים מרובים ליבות הוא אחד ממוקדי המחקר לפתרון הבעיה של התרחבות תקשורת עתידית.
עם זאת, עד כה, עדיין אין תקן אחיד לתכנון של סיבים אופטיים מרובי ליבות בעולם. בעת ייצור סיבים אופטיים מרובי ליבות, חברות היי-טק שונות עשו מאמצים רבים מבחינת מספר הליבות, סידור הליבה, גודל הליבה, מרווח הליבה והתפלגות אינדקס השבירה. כל אחד מהם שונה, מה שמגביר את הקושי של חיבור היתוך בין סוגים שונים של סיבים מרובי ליבות.
לדוגמה, FiberHome Fujikura Optic Technology Co. Ltd וחברות אחרות צריכות לחבר סיבים אופטיים מרובי ליבות שונים כדי לבנות מערכת שידור סיבים אופטיים מרובי ליבות למרחקים ארוכים. עם זאת, התקני מאוורר ומאוורר של סיבים מרובים-ליבים מוגבלים עשויים שלא להתאים לסיב רב-הליבות המשמש במערכת ההולכה.
"טכנולוגיית היתוך סיבים אופטיים בהפסד נמוך היא הבסיס להתקנים ומערכות סיבים אופטיים. במחקר אקדמי מדווחים רק על ההתקדמות של אותו סוג של היתוך סיבים אופטיים מרובי ליבות, אך צוואר הבקבוק הטכני של סוגים שונים של ריבוי ליבות היתוך סיבים אופטיים עדיין לא פתור. יש מחקרים בחו"ל. חוקרים אפילו חושבים שחבור היתוך של סוגים שונים של סיבים מרובי ליבות הוא כמעט בלתי אפשרי, מה שמפריע מאוד ליישום הרחב בתחום זה". אמר שיאו לימין.
הקמת מערכת רב-ערוצית ענקית של סיבים אופטיים מרובים ליבות וחבורת סיבים לא דומים, במיוחד סיבים אופטיים מרובי ליבות עם מרווחי ליבות שונים, היא בעיית צוואר בקבוק טכנית בלתי נמנעת כיום.
על מנת להתגבר על בעיה טכנית זו שנוצרה כתוצאה מפיתוח טכנולוגיית סיבים אופטיים מרובי ליבות, קבוצת המחקר של שיאו לימין מבית הספר למדעי המידע והנדסה של אוניברסיטת פודן עשתה סוף סוף פריצת דרך בינלאומית חדשה בהיתוך סיבים אופטיים מרובי ליבות טכנולוגיה באמצעות מחקר קפדני שהוכן שונות. ממיר ריווח הליבות של סיבים אופטיים מרובי ליבות עם ביצועים מצוינים מממש חיבור היתוך עם אובדן נמוך ו-Crosstalk נמוך בין סיבים אופטיים מרובי ליבות לא דומים.
קבוצת המחקר של שיאו לימין הציעה טכנולוגיית התחדדות של סיבים אופטיים מרובי ליבות (איור 2), כולל שתי טכנולוגיות של התחדדות קדימה וההתחדדות הפוכה, בשתיהן ניתן להשתמש כדי להתאים את המרחק בין הליבות של סיבים אופטיים מרובי ליבות ובו זמנית לווסת את מאפייני מצב של סיבים מרובי ליבות.
איור 2 דיאגרמה סכמטית של שני סוגים של ממירי ריווח ליבות סיבים אופטיים מרובי ליבות
בהתבסס על הטכנולוגיה של התחדדות הפוכה של סיבים אופטיים מרובי ליבות, על ידי התאמת מרווח הליבות וקוטר שדה מצב של סיבים אופטיים מרובי ליבות הטרוגניים, קבוצת המחקר של שיאו לימין יכולה להכין במדויק ליבות בעלות אובדן נמוך, דיבור נמוך לשני סוגים של ריבוי ליבות. -סיבים אופטיים ליבה אשר מרווח הליבה שלהם אינו תואם. ממיר גובה.
עבור שני סיבים מרובי ליבות עם מבנים שונים והפרש מרווח ליבות של 26 מיקרומטר (איור 3 (א, ב)), ממיר מרווח הליבה שהוכן על ידי קבוצת המחקר של Xiao Limin יכול להשיג הפסד נמוך כמו 0 .18 dB והצלבה נמוכה כמו -68 dB .
עבור סיבים מרובי ליבות עם אותו צומת ומרווח ליבות שונה במקצת (איור 3(ב, ג)), אובדן הממיר מרווח הליבה נמוך כמו 0.17 dB והצלבה נמוכה כמו -66 dB.
פריצת דרך בטכנולוגיית ריבוי סיבים אופטיים לחלוקת חלל: חיבור אופטי חלק בין סוגים שונים של סיבים אופטיים מרובי ליבות
איור 3 מיקרוגרפים של פני קצה הליבה של שלושה סוגים של סיבים אופטיים מרובי ליבות
טכנולוגיית ההכנה של ממיר ליבות סיבים אופטיים מרובי ליבות שהוצעו על ידי קבוצת המחקר של שיאו לימין פותרת בצורה מושלמת את הבעיות הטכניות של איחוי סיבים אופטיים מרובי ליבות שונים ברשתות תקשורת אופטיות, מספקת פרספקטיבה ייחודית להכנת התקני סיבים אופטיים מרובי ליבות. , וישחרר את הסיב האופטי מרובה ליבות ביישומים מעשיים. יותר פוטנציאל ביישומים.
