S rýchlym rozvojom technológie umelej inteligencie (AI) dosiahol dopyt po kapacite na spracovanie dát a komunikáciu nebývalý rozsah. Najmä v oblastiach, ako je analýza veľkých dát, hlboké učenie a cloud computing, majú komunikačné systémy čoraz vyššie požiadavky na vysokú rýchlosť a šírku pásma. Tradičné jednomódové vlákno (SMF) je ovplyvnené nelineárnym Shannonovým limitom a jeho prenosová kapacita dosiahne svoju hornú hranicu. Prenosová technológia priestorového multiplexovania (SDM), reprezentovaná viacjadrovým vláknom (MCF), sa široko používa v koherentných prenosových sieťach na dlhé vzdialenosti a optických prístupových sieťach s krátkym dosahom, čím sa výrazne zlepšila celková prenosová kapacita siete.
Viacjadrové optické vlákna prekonávajú obmedzenia tradičných jednomódových vlákien integráciou viacerých nezávislých jadier vlákien do jedného vlákna, čím výrazne zvyšujú prenosovú kapacitu. Typické viacjadrové vlákno môže obsahovať štyri až osem jednomódových jadier vlákien rovnomerne rozložených v ochrannom plášti s priemerom približne 125 μm, čo výrazne zvyšuje celkovú šírku pásma bez zväčšenia vonkajšieho priemeru a poskytuje ideálne riešenie na uspokojenie explozívneho rastu komunikačných požiadaviek v oblasti umelej inteligencie.
Aplikácia viacjadrových optických vlákien si vyžaduje riešenie série problémov, ako je napríklad viacjadrové optické prepojenie a prepojenie medzi viacjadrovými vláknami a tradičnými vláknami. Je potrebné vyvinúť periférne komponenty, ako sú optické konektory MCF, zariadenia typu fan in a fan out pre konverziu MCF-SCF, a zvážiť kompatibilitu a univerzálnosť s existujúcimi a komerčnými technológiami.
Viacjadrové zariadenie s ventilátorom pre vstup/výstup optických vlákien
Ako prepojiť viacjadrové optické vlákna s tradičnými jednojadrovými optickými vláknami? Zariadenia s viacjadrovým zapojením a rozvetvením vlákien (FIFO) sú kľúčovými komponentmi pre dosiahnutie efektívneho prepojenia medzi viacjadrovými vláknami a štandardnými jednomódovými vláknami. V súčasnosti existuje niekoľko technológií na implementáciu zariadení s viacjadrovým zapojením a rozvetvením vlákien: technológia zúženého zapojenia, metóda zväzkov vlákien, technológia 3D vlnovodu a technológia vesmírnej optiky. Všetky vyššie uvedené metódy majú svoje výhody a sú vhodné pre rôzne aplikačné scenáre.
Viacjadrový optický konektor MCF
Problém spojenia medzi viacjadrovými optickými vláknami a jednojadrovými optickými vláknami bol vyriešený, ale spojenie medzi viacjadrovými optickými vláknami je stále potrebné vyriešiť. V súčasnosti sa viacjadrové optické vlákna väčšinou spájajú tavnou metódou, ale táto metóda má aj určité obmedzenia, ako napríklad vysokú konštrukčnú náročnosť a náročnú údržbu v neskoršej fáze. V súčasnosti neexistuje jednotný štandard pre výrobu viacjadrových optických vlákien. Každý výrobca vyrába viacjadrové optické vlákna s rôznym usporiadaním jadier, veľkosťami jadier, rozostupmi jadier atď., čo neviditeľne zvyšuje náročnosť tavného spájania medzi viacjadrovými optickými vláknami.
Viacjadrový hybridný modul MCF s vláknami (aplikovaný na optický zosilňovač EDFA)
V optickom prenosovom systéme s priestorovým multiplexovaním (SDM) spočíva kľúč k dosiahnutiu vysokokapacitného, vysokorýchlostného a diaľkového prenosu v kompenzácii strát signálov v optických vláknach a optické zosilňovače sú v tomto procese základnými komponentmi. Ako dôležitá hnacia sila pre praktické využitie technológie SDM, výkon optických zosilňovačov SDM priamo určuje uskutočniteľnosť celého systému. Medzi nimi sa viacjadrový optický zosilňovač dopovaný erbiom (MC-EFA) stal nevyhnutnou kľúčovou súčasťou prenosových systémov SDM.
Typický systém EDFA sa skladá hlavne z hlavných komponentov, ako sú erbiom dopované vlákno (EDF), zdroj svetelného zdroja čerpacej siete, spojka, izolátor a optický filter. V systémoch MC-EFA, aby sa dosiahla efektívna konverzia medzi viacjadrovým vláknom (MCF) a jednojadrovým vláknom (SCF), systém zvyčajne zavádza zariadenia Fan in/Fan out (FIFO). Očakáva sa, že budúce riešenie EDFA s viacjadrovými vláknami bude priamo integrovať funkciu konverzie MCF-SCF do súvisiacich optických komponentov (ako napríklad 980/1550 WDM, filter so sploštením zisku GFF), čím sa zjednoduší architektúra systému a zlepší sa celkový výkon.
Vďaka neustálemu vývoju technológie SDM poskytnú hybridné komponenty MCF efektívnejšie a nízkostratové riešenia zosilňovačov pre budúce vysokokapacitné optické komunikačné systémy.
V tejto súvislosti spoločnosť HYC vyvinula konektory optických vlákien MCF špeciálne navrhnuté pre viacjadrové optické pripojenia s tromi typmi rozhrania: typ LC, typ FC a typ MC. Viacjadrové konektory optických vlákien MCF typu LC a FC boli čiastočne upravené a navrhnuté na základe tradičných konektorov LC/FC, čím sa optimalizuje funkcia polohovania a udržiavania, zlepšuje proces brúsenia spojov, zabezpečujú sa minimálne zmeny vkladacieho útlmu po viacerých spojoch a priamo sa nahrádzajú drahé procesy spájania tavením, aby sa zabezpečilo pohodlie používania. Spoločnosť Yiyuantong okrem toho navrhla aj špecializovaný konektor MC, ktorý má menšie rozmery ako tradičné konektory s rozhraním a možno ho použiť v hustejších priestoroch.
Čas uverejnenia: 5. júna 2025