日本NICT藤倉用三模光纖實(shí)現159Tb/s傳輸1045km世界記錄

  ICCSZ訊（編譯：Aiur） 日本光通信在光傳輸領(lǐng)域再獲突破，據日本情報通信研究機構（NICT） 4月13日報道，NICT與藤倉株式會(huì )社(Fujikura，總裁：伊藤雅彥)合作開(kāi)發(fā)了一種三模光纖，能夠進(jìn)行標準外徑(0.125 mm)的寬帶波長(cháng)復用傳輸，可與現有設備進(jìn)行電纜連接。該研究成功演示了1045km以上的傳輸實(shí)驗，數據容量達159 Tb/s。

      眾所周知，由于多模光纖在不同模式下的光信號之間具有不同的傳播延遲，使得難以同時(shí)滿(mǎn)足大數據速率和長(cháng)距離傳輸，而如今這一試驗成就表明這些障礙可以被克服。如果將結果轉化為數據速率和距離的乘積(這是傳輸能力的一般指標)，其結果達到166 Pb/s×km，這是標準外徑低模光纖的最新世界紀錄，并且對于任何類(lèi)型的標準直徑光纖而言，其最大數據速率都超過(guò)1000公里。

      為了獲得159 Tb/s的傳輸容量，模式復用結合了16-QAM(正交調幅)，這是一種實(shí)用的高密度多級調制光信號，對于全部348個(gè)波長(cháng)和MIMO(多輸入和多輸出)而言，即使在超過(guò)1000公里的傳輸之后，也可以對混合模式信號進(jìn)行解擾。這項演示結果入選了今年美國第41屆OFC大會(huì )論文（“159 Tbit/s C+L Band Transmission over 1045 km 3-Mode Graded-Index Few-Mode Fiber”，研究參與者：研究者：Georg Rademacher、Ruben S. Luis、Benjamin J. Puttnam、Tobias A. Eriksson、Erik Agrell、Ryo Maruyama、Kazuhiko Aikawa、Hideaki Furukawa、Yoshinari Awaji和Naoya Wada）。

傳輸試驗照片

  研究背景

  隨著(zhù)應對日益增加的通信業(yè)務(wù)上升，全球范圍內的研究人員們積極開(kāi)展了使用超過(guò)常規光纖極限的新型光纖的大規模光傳輸及其應用的研究。他們所研究的主要新型光纖為多芯光纖，內部包含多個(gè)通道(芯)并且多模光纖具有較大芯徑的單芯可支持多種傳播模式。到目前為止，使用多芯光纖實(shí)現大容量和長(cháng)距離傳輸的實(shí)驗已經(jīng)得到報道，但是人們認為同時(shí)滿(mǎn)足大容量和長(cháng)距離傳輸的多模光纖依然存在困難。

  研究收獲

  在研究工作中，NICT利用藤倉開(kāi)發(fā)的光纖構建了一個(gè)傳輸系統，并實(shí)現超過(guò)1045km的數據速率159Tb/s的傳輸成果。數據速率和距離的乘積是衡量傳輸能力的綜合指標，而這項成果達到了166 Pb/s×km，是目前低模光纖傳輸世界紀錄的兩倍。傳輸系統采用了以下幾種技術(shù)：

  1、基于標準外徑0.125mm的三模光纖;

  2、光源中合束了348個(gè)波長(cháng)光

  3、相當于4 bits/單極符號的16-QAM多級調制技術(shù)

  4、光纖中傳播速度不同的多模光信號分離技術(shù)(MIMO處理)

  日本研究人員使用標準三模光纖實(shí)現超過(guò)1045km的傳輸。使用標準外徑光纖可以與現有設備兼容，是這種技術(shù)在早期階段的實(shí)際使用中是有前景的。如果NICT與日本產(chǎn)業(yè)界、大學(xué)和政府合作進(jìn)一步開(kāi)展多芯技術(shù)的研究，那超大容量傳輸將成為可能。研究人員也將不斷研究開(kāi)發(fā)未來(lái)光通信基礎設施技術(shù)，以快速滿(mǎn)足大數據和5G網(wǎng)絡(luò )服務(wù)。

  傳輸系統原理與試驗

圖1：傳輸系統的原理圖，顯示模式分離多路復用傳輸系統。

  1、同時(shí)產(chǎn)生348個(gè)不同波長(cháng)的激光鏈路

  2、對光梳光源的輸出光進(jìn)行偏振復用16 QAM調制，并添加延遲差以模擬多個(gè)不同的信號。

  3、通過(guò)三模光纖傳輸的每個(gè)信號序列作為不同的傳播模式

  4、在通過(guò)長(cháng)度為55公里的三模光纖傳輸后，通過(guò)圓形開(kāi)關(guān)將其再次引入三模光纖。通過(guò)重復該環(huán)路傳輸，達到的最終傳輸距離為1045公里。

  5、每個(gè)模式信號被光學(xué)分離，通過(guò)執行6×6比例的MIMO信號處理來(lái)分離信號，并且測量傳輸誤差。

圖2：試驗結果

  1、在圖1所示的實(shí)驗系統中，通過(guò)在發(fā)送和接收時(shí)應用諸如糾錯處理之類(lèi)的各種編碼來(lái)進(jìn)行驗證以最大化系統的傳輸能力(數據速率)。

  2、圖2中的實(shí)驗結果圖顯示了應用糾錯碼來(lái)優(yōu)化總吞吐量。 雖然許多編碼速率是統一的，但單個(gè)通道可以使用最佳糾錯碼來(lái)實(shí)現每秒159 Terabits的總數據吞吐量。

  原文鏈接：http://www.nict.go.jp/press/2018/04/05-1.html