“一纤传多路”——多芯光纤简介

2024/11/28 责任编辑:Hanson 访问:1116

近年来,光纤宽带的快速普及和AI、云计算、物联网等新兴产业的飞速发展,促使人们对大容量高速率信息传输的需求日益增长。在此背景下,快速发展的空分复用技术被认为是突破单模光纤传输容量极限、满足未来大容量高速率光纤系统需求的一个重点研究方向。而多芯光纤便是适配空分复用技术、当下被国内外光纤企业重点关注的产品之一。

多芯光纤,指同一包层中容纳多个纤芯的光纤,通过多个纤芯传播光信号,其特点为“空间平行、一根光纤多路传输”。按照其工作原理分类,主要分为传输型耦合型多芯光纤。其中,传输型多芯光纤又被称为弱耦合型多芯光纤,其芯子间距较大,芯间能量耦合较小且每个芯子中的模式独立传输,多被用于信息的大容量传输;耦合型多芯光纤芯子间距较小,芯间能量耦合较大,多被用于传感测量等领域。

早在2010年的欧洲光通信会议上,以多芯光纤和少模光纤为基础的空分复用技术作为提升光纤通信系统的关键技术得到了众机构科研学者的认同。该技术也被视作继波分复用技术之后的光纤传输技术的第二次技术革命。

基于空分复用的应用,多芯光纤具有可在不增加光缆铺设空间和费用的情况下实现对光纤的扩容,更好地克服单模光纤传输容量的限制等优势。此外,多芯光纤还可用于大容量通信网所需高性能激光器、放大器、耦合器等重要光电子器件的研制,在未来大容量通信系统的发展中可谓具有举足轻重的地位。

目前,弱耦合多芯光纤成为发展主流,其更贴近现有的传输系统。在国内,该类多芯光纤已实现多个现网试点部署,从部署结果来看,多芯光纤具备多倍增加传输容量的能力,且长距离实时传输验证串扰几乎无影响。不过仍需要解决工程接续带来的损耗挑战,短距互联前景更大。

为与现有的系统相兼容、同时考虑到光纤产能与成品率等多方面,目前市面上的弱耦合多芯光纤涂覆层直径已可收敛至与单模光纤相同(与之相对的,强耦合多芯光纤则需要对DSP MIMO算法进行改进),因此实际应用中与现有光纤网熔接没有大的障碍,基本可以控制在单芯0.2dB以内(品质优良的四芯产品能做到接近G.652产品的熔接损耗)。国内外大多数光纤厂商目前基本具备多芯光纤的制备能力,国外厂商多聚焦2、4芯,国内则聚焦4、7芯。降低空间体积、增加单纤容量是目前行业企业对该类光纤的重要研发方向。

立足当下与未来,基于空分复用技术,不同类别的多芯光纤有望广泛应用于大数据中心、海洋通信、航空航天、医疗健康、桥梁监测等多种场景,在大幅度扩容的同时满足绿色和低成本的运营要求。值得一提的是,该类型产品的成本和需求量直接关联。

光纤作为光网络基础设施的核心组成部分,扮演着至关重要的角色。随着光网络涌现更高速率、更大带宽、更低时延等升级需求,各类新型光纤得到了越来越多的关注。多芯光纤是当下备受关注的新型光纤之一,拥有着可观的发展前景,也有望在未来人类生产及生活之中大放光彩。

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