S rychlým rozvojem technologie umělé inteligence (AI) dosáhla poptávka po kapacitě pro zpracování dat a komunikaci nebývalého rozsahu. Zejména v oblastech, jako je analýza velkých dat, hluboké učení a cloud computing, mají komunikační systémy stále vyšší požadavky na vysokou rychlost a šířku pásma. Tradiční jednomódové vlákno (SMF) je ovlivněno nelineárním Shannonovým limitem a jeho přenosová kapacita dosáhne své horní hranice. Přenosová technologie prostorového multiplexování (SDM), reprezentovaná vícejádrovým vláknem (MCF), se široce používá v koherentních přenosových sítích na dlouhé vzdálenosti a optických přístupových sítích s krátkým dosahem, což výrazně zlepšuje celkovou přenosovou kapacitu sítě.
Vícejádrová optická vlákna překonávají omezení tradičních jednomódových vláken integrací více nezávislých jader vláken do jednoho vlákna, což výrazně zvyšuje přenosovou kapacitu. Typické vícejádrové vlákno může obsahovat čtyři až osm jednomódových jader vláken rovnoměrně rozložených v ochranném plášti o průměru přibližně 125 μm, což výrazně zvyšuje celkovou šířku pásma bez zvětšení vnějšího průměru a poskytuje ideální řešení pro splnění explozivního růstu komunikačních požadavků v oblasti umělé inteligence.
Aplikace vícejádrových optických vláken vyžaduje řešení řady problémů, jako je například propojení vícejádrových vláken a propojení mezi vícejádrovými vlákny a tradičními vlákny. Je nutné vyvinout periferní komponenty, jako jsou konektory pro vlákna MCF, zařízení pro zapojení a odpojení pro konverzi MCF-SCF, a zvážit kompatibilitu a univerzálnost se stávajícími a komerčními technologiemi.
Vícejádrové zařízení pro vstup/výstup ventilátoru z optických vláken
Jak propojit vícejádrová optická vlákna s tradičními jednojádrovými optickými vlákny? Zařízení FIFO (větrání a rozptylování vícejádrových vláken) jsou klíčovými komponentami pro dosažení efektivního propojení mezi vícejádrovými vlákny a standardními jednomódovými vlákny. V současné době existuje několik technologií pro implementaci zařízení FIFO (větrání a rozptylování vícejádrových vláken): technologie fused tapered, metoda svazků vláken, technologie 3D vlnovodů a technologie vesmírné optiky. Všechny výše uvedené metody mají své výhody a jsou vhodné pro různé aplikační scénáře.
Vícejádrový konektor optických vláken MCF
Problém spojení mezi vícejádrovými a jednojádrovými optickými vlákny byl vyřešen, ale spojení mezi vícejádrovými optickými vlákny je stále třeba vyřešit. V současné době se vícejádrová optická vlákna většinou spojují tavným spojováním, ale tato metoda má také určitá omezení, jako je vysoká konstrukční obtížnost a obtížná údržba v pozdější fázi. V současné době neexistuje jednotný standard pro výrobu vícejádrových optických vláken. Každý výrobce vyrábí vícejádrová optická vlákna s různým uspořádáním jader, velikostmi jader, roztečí jader atd., což neviditelně zvyšuje obtížnost tavného spojování mezi vícejádrovými optickými vlákny.
Vícejádrový hybridní modul MCF s vlákny (aplikovaný na optický zesilovací systém EDFA)
V optickém přenosovém systému s prostorovým multiplexováním (SDM) spočívá klíč k dosažení vysokokapacitního, vysokorychlostního a dálkového přenosu kompenzace ztrát signálů v optických vláknech a optické zesilovače jsou v tomto procesu nezbytnými složkami. Jako důležitá hnací síla pro praktické využití technologie SDM přímo určuje výkon vláknových zesilovačů SDM proveditelnost celého systému. Mezi nimi se vícejádrový vláknový zesilovač dopovaný erbiem (MC-EFA) stal nepostradatelnou klíčovou součástí přenosových systémů SDM.
Typický systém EDFA se skládá hlavně z hlavních komponent, jako je erbiem dopované vlákno (EDF), zdroj světla čerpací stanice, vazební člen, izolátor a optický filtr. V systémech MC-EFA se pro dosažení efektivní konverze mezi vícejádrovým vláknem (MCF) a jednojádrovým vláknem (SCF) obvykle používají zařízení Fan in/Fan out (FIFO). Očekává se, že budoucí řešení EDFA s vícejádrovými vlákny bude přímo integrovat funkci konverze MCF-SCF do souvisejících optických komponent (jako je 980/1550 WDM, filtr s zploštěním zisku GFF), čímž se zjednoduší architektura systému a zlepší celkový výkon.
Díky neustálému vývoji technologie SDM budou hybridní komponenty MCF poskytovat efektivnější a nízkoztrátová řešení zesilovačů pro budoucí vysokokapacitní optické komunikační systémy.
V této souvislosti společnost HYC vyvinula konektory pro optická vlákna MCF speciálně navržené pro vícežilová optická připojení se třemi typy rozhraní: typ LC, typ FC a typ MC. Vícežilové konektory pro optická vlákna MCF typu LC a FC byly částečně upraveny a navrženy na základě tradičních konektorů LC/FC, čímž se optimalizuje funkce polohování a udržení, zlepší proces spojování broušením, zajistí minimální změny vložného útlumu po vícenásobném spojování a přímo nahradí drahé procesy svařování svařováním, aby se zajistilo pohodlné použití. Společnost Yiyuantong dále navrhla specializovaný konektor MC, který má menší rozměry než tradiční konektory s rozhraním a lze jej použít v hustších prostorech.
Čas zveřejnění: 5. června 2025