NEC和NTT首次成功地利用12芯光纖進(jìn)行了超過(guò)7000公里的遠距離傳輸實(shí)驗

ICC訊（編譯：Vicki）NEC Corporation和NTT Corporation (NTT)宣布，他們已經(jīng)成功進(jìn)行了首次使用耦合12芯多芯光纖的跨洋級7280公里傳輸實(shí)驗，該光纖由標準外徑(0.125 mm)光纖中的12條光信號傳輸路徑組成。這一成果有望成為實(shí)現包括未來(lái)海底光纜在內的大容量光網(wǎng)絡(luò )的下一代傳輸基礎設施技術(shù)。

Figure 1: Cross sections of a single-core fiber (left) and a coupled 12-core multicore fiber (right)

 隨著(zhù)5G在全球范圍內的普及和數據中心間通信的增加，國際互聯(lián)網(wǎng)流量從2018年到2022年將以年均30%的速度增長(cháng)，預計這一趨勢將持續下去。為了滿(mǎn)足日益增長(cháng)的通信需求，除了增加海底光纜的數量外，還需要增加每個(gè)海底光纜系統的傳輸容量。

 現有的海底光纜使用的是單芯光纖，即在一根光纖中只有一條光傳輸路徑，稱(chēng)為芯。與此相反，在不改變標準外徑的情況下，利用多芯光纖增加傳輸容量的研究正在世界各地進(jìn)行。NEC公司目前正在進(jìn)行一項使用雙芯多芯光纖和兩條光傳輸路徑的長(cháng)途海底光纜系統的安裝項目。

 在標準外徑的光纖中，隨著(zhù)芯數的增加，從一個(gè)芯泄漏的光信號會(huì )干擾相鄰芯的光信號，從而產(chǎn)生串擾，影響相互通信的質(zhì)量。特別是在遠距離傳輸中，除了串擾的嚴重性外，由于光信號之間延遲和損耗的不均勻性，使得準確接收傳輸信號變得困難。

 NEC和NTT開(kāi)發(fā)了以下技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題。

Figure 2: Schematic diagram of the technologies developed

1. NEC開(kāi)發(fā)了一種算法，用于使用多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)對接收信號進(jìn)行解調

雖然MIMO技術(shù)通常用于分離多個(gè)干擾無(wú)線(xiàn)電信號，但在現有光通信中已實(shí)際應用的MIMO信號處理規模僅限于雙極化復用信號。此外，多芯光纖需要更廣泛的信號處理，因為光信號進(jìn)一步多路復用。此外，遠距離傳輸中串擾的隨機發(fā)生也是必須解決的問(wèn)題。NEC現在開(kāi)發(fā)了一種長(cháng)距離傳輸算法，并將其應用于24 × 24 MIMO(12核× 2極化)，實(shí)現高速接收信號的精確分離和解調。

 2. NTT耦合12芯多芯光纖傳輸線(xiàn)的研制

在使用多芯光纖的長(cháng)途光通信中，當多路光信號在傳播過(guò)程中出現非均勻延遲和損耗時(shí)，接收過(guò)程中MIMO信號處理所需的電路資源增加，給實(shí)現帶來(lái)困難。此外，傳輸損耗的不均勻性極大地限制了可以傳輸的距離。在本研究中，NTT開(kāi)發(fā)了耦合多芯光纖和光輸入/輸出設備(連接扇入/扇出)的設計技術(shù)，可以減少信號延遲和損耗之間的不均勻性的影響，以及用于長(cháng)途應用的光傳輸線(xiàn)設計評估技術(shù)。

 結合這些技術(shù)，NEC和NTT進(jìn)行了超過(guò)7280公里的長(cháng)距離傳輸實(shí)驗，假設了跨洋級海底光纜，并在世界上首次成功實(shí)現了12路空間復用光信號的離線(xiàn)精確解調。

Figure 3: Trends in long-haul optical transmission using space-division multiplexed fibers of standard outer diameters and the positioning of these research results

 兩家公司將進(jìn)一步推進(jìn)這些技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，目標是將其作為長(cháng)途、大容量海底光纜系統和地面核心網(wǎng)絡(luò )系統進(jìn)行商業(yè)化，這將有助于實(shí)現IOWN®概念和2030年代5G/6G時(shí)代的大容量光傳輸基礎設施。

 NEC和NTT將在全球最大的光通信活動(dòng)OFC 2024技術(shù)會(huì )議(2024年3月24日至3月28日，美國加利福尼亞州圣地亞哥會(huì )議中心)上以論文的形式展示這一結果。