OFC 2024：研究人員實(shí)現跨洋距離12空間通道WDM/SDM傳輸

耦合多芯光纖助力實(shí)現更高容量海底光纜

  ICC訊 據OFC報道，研究人員通過(guò)使用標準包層直徑耦合多芯光纖，以創(chuàng )紀錄的12空間通道實(shí)現了7280公里跨洋距離的波長(cháng)/空分復用 (WDM/SDM) 傳輸。這一成就為致力于節省空間資源的光纖技術(shù)增加海底光纜容量開(kāi)辟了新的可能性。

  這項研究由日本NEC公司和NTT公司合作，NEC公司Manabu Arikawa將在OFC 2024展示和介紹研究成果。OFC是光通信和網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域的頂級全球盛會(huì )，該盛會(huì )將于2024年 3月24日至28日在美國加州圣地亞哥會(huì )議中心舉行。

  Arikawa表示，海底光纜系統是生活與經(jīng)濟的重要基礎設施，跨越海洋連接世界；由于全球流量需求呈指數級增長(cháng)，未來(lái)的光纜需要越來(lái)越高的傳輸容量。這項研究成果可以顯著(zhù)提升光纜在相同光纖數量時(shí)的空間通道數量，從而提高海底光纜的容量，降低每傳輸比特的成本，并提高連接效率。

  WDM和SDM可以最大限度地提高光纖通信系統的容量和效率。WDM的工作原理是通過(guò)為每個(gè)通道分配唯一的光學(xué)波長(cháng)，在單根光纖上同時(shí)傳輸多個(gè)信號，而SDM使用單獨的空間路徑或光纖芯在單根光纖內或是跨不同光纖傳輸多個(gè)數據。

  對于海底光纜而言，僅在使用15模光纖傳輸1001公里或使用10模光纖傳輸1560公里時(shí)才能達到10個(gè)以上的空間信道。在跨洋距離上實(shí)現高空間數量傳輸所面臨的挑戰，就是找到一種方法來(lái)減少傳輸線(xiàn)路的空間模式色散（SMD）和模式相關(guān)損耗（MDL）。多芯光纖是一項絕佳選擇，因為它們多個(gè)獨立的纖芯可以各自承載一個(gè)光通信通道，從而進(jìn)行并行數據傳輸。與非耦合版本相比，耦合多芯光纖可以在標準125 μm直徑包層中容納更高的纖芯數量。

  在這項新工作中，研究人員使用32 Gbaud PDM-QPSK調制格式在一條52公里距離，由標準包層直徑的耦合12芯光纖(C12CF)組成的循環(huán)環(huán)路上進(jìn)行WDM/SDM傳輸。 確定最佳跨距輸入功率后，他們評估了C波段三個(gè)波長(cháng)范圍的傳輸性能。

  他們觀(guān)察到，在單跨環(huán)配置（single-span loop configuration）中，1536.6 nm波長(cháng)傳輸7280公里（140個(gè)環(huán)路），1550.9nm和1560.6nm波長(cháng)可傳輸9360 km（180 個(gè)環(huán)路），前向糾錯后可實(shí)現無(wú)差錯傳輸。他們還展示了每52公里C12CF跨度0.1ns的空間模式色散和0.3dB的模式相關(guān)損耗，以及相對較低的波長(cháng)依賴(lài)性。

  Arikawa表示，下一個(gè)重要步驟是從未來(lái)實(shí)現光通信MIMO收發(fā)器的角度評估實(shí)時(shí)實(shí)現中的大規模多輸入/多輸出 (MIMO) 處理，另一個(gè)重要主題是光纖MDL與空間通道數量的影響和可擴展性，以表征和克服未來(lái)的容量限制。

  波分復用（WDM）是光學(xué)復用技術(shù)之一，通過(guò)使用不同的波長(cháng)將多種光載波信號復用到單根光纖上以增加帶寬。WDM波長(cháng)的每個(gè)信號都獨立于任何協(xié)議和任何速度。WDM技術(shù)允許通過(guò)單根光纖同時(shí)進(jìn)行雙向通信。WDM基礎將網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)化為單個(gè)虛擬光纖網(wǎng)絡(luò )，而不是使用不同光纖與服務(wù)的多種形式信號。如此以來(lái)，WDM通過(guò)減少所需光纖數量來(lái)增加帶寬并降低組網(wǎng)成本。

  WDM系統有兩種不同的波長(cháng)模式：粗波分復用(CWDM)和密集波分復用(DWDM)。CWDM 和DWDM都是在單根光纖上傳輸多個(gè)光波長(cháng)，但在波長(cháng)間隔、通道數量以及在光空間中放大復用信號能力等方面有所不同。在WDM系統中，不同的光信號在光纖的一端耦合（復用）在一起，并在另一端分離（解復用）到不同的通道中。