Με την ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας τεχνητής νοημοσύνης (AI), η ζήτηση για επεξεργασία δεδομένων και χωρητικότητα επικοινωνίας έχει φτάσει σε πρωτοφανή κλίμακα. Ειδικά σε τομείς όπως η ανάλυση μεγάλων δεδομένων, η βαθιά μάθηση και το cloud computing, τα συστήματα επικοινωνιών έχουν ολοένα και υψηλότερες απαιτήσεις για υψηλή ταχύτητα και υψηλό εύρος ζώνης. Οι παραδοσιακές μονοτροπικές οπτικές ίνες (SMF) επηρεάζονται από το μη γραμμικό όριο Shannon και η χωρητικότητα μετάδοσής τους θα φτάσει στο ανώτατο όριο. Η τεχνολογία μετάδοσης Spatial Division Multiplexing (SDM), που αντιπροσωπεύεται από πολυπύρηνες οπτικές ίνες (MCF), έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε συνεκτικά δίκτυα μετάδοσης μεγάλων αποστάσεων και σε δίκτυα οπτικής πρόσβασης μικρής εμβέλειας, βελτιώνοντας σημαντικά τη συνολική χωρητικότητα μετάδοσης του δικτύου.
Οι οπτικές ίνες πολλαπλών πυρήνων ξεπερνούν τους περιορισμούς των παραδοσιακών μονοτροπικών ινών ενσωματώνοντας πολλαπλούς ανεξάρτητους πυρήνες ινών σε μία μόνο ίνα, αυξάνοντας σημαντικά την ικανότητα μετάδοσης. Μια τυπική πολυπύρηνη ίνα μπορεί να περιέχει τέσσερις έως οκτώ μονοτροπικούς πυρήνες ινών ομοιόμορφα κατανεμημένους σε ένα προστατευτικό περίβλημα με διάμετρο περίπου 125 μm, ενισχύοντας σημαντικά τη συνολική ικανότητα εύρους ζώνης χωρίς να αυξάνεται η εξωτερική διάμετρος, παρέχοντας μια ιδανική λύση για την κάλυψη της εκρηκτικής αύξησης των απαιτήσεων επικοινωνίας στην τεχνητή νοημοσύνη.
Η εφαρμογή πολυπύρηνων οπτικών ινών απαιτεί την επίλυση μιας σειράς προβλημάτων, όπως η σύνδεση πολυπύρηνων οπτικών ινών και η σύνδεση μεταξύ πολυπύρηνων οπτικών ινών και παραδοσιακών οπτικών ινών. Είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν προϊόντα που σχετίζονται με περιφερειακά εξαρτήματα, όπως σύνδεσμοι οπτικών ινών MCF, συσκευές εισόδου και εξόδου ανεμιστήρα για μετατροπή MCF-SCF, και να ληφθεί υπόψη η συμβατότητα και η καθολικότητα με τις υπάρχουσες και εμπορικές τεχνολογίες.
Συσκευή εισόδου/εξόδου ανεμιστήρα πολλαπλών πυρήνων οπτικών ινών
Πώς να συνδέσετε πολυπύρηνες οπτικές ίνες με παραδοσιακές μονοπύρηνες οπτικές ίνες; Οι συσκευές FIFO (πολλαπλών πυρήνων οπτικών ινών) αποτελούν βασικά στοιχεία για την επίτευξη αποτελεσματικής σύζευξης μεταξύ πολυπύρηνων οπτικών ινών και τυπικών μονοτροπικών οπτικών ινών. Προς το παρόν, υπάρχουν αρκετές τεχνολογίες για την εφαρμογή συσκευών πολλαπλών πυρήνων οπτικών ινών: τεχνολογία σύντηξης με κωνικό κώνο, μέθοδος δέσμης οπτικών ινών, τεχνολογία τρισδιάστατου κυματοδηγού και τεχνολογία διαστημικής οπτικής. Οι παραπάνω μέθοδοι έχουν όλες τα δικά τους πλεονεκτήματα και είναι κατάλληλες για διαφορετικά σενάρια εφαρμογών.
Πολυπύρηνος σύνδεσμος οπτικών ινών MCF
Το πρόβλημα σύνδεσης μεταξύ οπτικών ινών πολλαπλών πυρήνων και οπτικών ινών ενός πυρήνα έχει λυθεί, αλλά η σύνδεση μεταξύ οπτικών ινών πολλαπλών πυρήνων δεν έχει ακόμη επιλυθεί. Προς το παρόν, οι οπτικές ίνες πολλαπλών πυρήνων συνδέονται κυρίως με σύζευξη με σύντηξη, αλλά αυτή η μέθοδος έχει επίσης ορισμένους περιορισμούς, όπως υψηλή δυσκολία κατασκευής και δύσκολη συντήρηση σε μεταγενέστερο στάδιο. Προς το παρόν, δεν υπάρχει ενιαίο πρότυπο για την παραγωγή οπτικών ινών πολλαπλών πυρήνων. Κάθε κατασκευαστής παράγει οπτικές ίνες πολλαπλών πυρήνων με διαφορετικές διατάξεις πυρήνων, μεγέθη πυρήνων, απόσταση πυρήνων κ.λπ., γεγονός που αυξάνει αόρατα τη δυσκολία της σύζευξης με σύντηξη μεταξύ οπτικών ινών πολλαπλών πυρήνων.
Πολυπύρηνη υβριδική μονάδα οπτικών ινών MCF (εφαρμόζεται σε σύστημα οπτικού ενισχυτή EDFA)
Στο οπτικό σύστημα μετάδοσης Space Division Multiplexing (SDM), το κλειδί για την επίτευξη μετάδοσης υψηλής χωρητικότητας, υψηλής ταχύτητας και μεγάλων αποστάσεων έγκειται στην αντιστάθμιση της απώλειας μετάδοσης σημάτων στις οπτικές ίνες, και οι οπτικοί ενισχυτές είναι απαραίτητα βασικά συστατικά σε αυτή τη διαδικασία. Ως σημαντική κινητήρια δύναμη για την πρακτική εφαρμογή της τεχνολογίας SDM, η απόδοση των ενισχυτών οπτικών ινών SDM καθορίζει άμεσα τη σκοπιμότητα ολόκληρου του συστήματος. Μεταξύ αυτών, ο πολυπύρηνος ενισχυτής οπτικών ινών με προσμίξεις ερβίου (MC-EFA) έχει γίνει ένα απαραίτητο βασικό συστατικό στα συστήματα μετάδοσης SDM.
Ένα τυπικό σύστημα EDFA αποτελείται κυρίως από βασικά στοιχεία όπως ίνα με προσμίξεις ερβίου (EDF), πηγή φωτός αντλίας, ζεύκτη, μονωτή και οπτικό φίλτρο. Στα συστήματα MC-EFA, προκειμένου να επιτευχθεί αποτελεσματική μετατροπή μεταξύ πολυπύρηνης ίνας (MCF) και μονοπύρηνης ίνας (SCF), το σύστημα συνήθως εισάγει συσκευές Fan in/Fan out (FIFO). Η μελλοντική λύση EDFA πολυπύρηνης ίνας αναμένεται να ενσωματώσει άμεσα τη λειτουργία μετατροπής MCF-SCF σε σχετικά οπτικά στοιχεία (όπως 980/1550 WDM, φίλτρο επιπέδωσης κέρδους GFF), απλοποιώντας έτσι την αρχιτεκτονική του συστήματος και βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση.
Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας SDM, τα υβριδικά εξαρτήματα MCF θα παρέχουν πιο αποτελεσματικές λύσεις ενισχυτών χαμηλών απωλειών για μελλοντικά συστήματα οπτικών επικοινωνιών υψηλής χωρητικότητας.
Σε αυτό το πλαίσιο, η HYC έχει αναπτύξει συνδετήρες οπτικών ινών MCF ειδικά σχεδιασμένους για συνδέσεις οπτικών ινών πολλαπλών πυρήνων, με τρεις τύπους διεπαφών: τύπου LC, τύπου FC και τύπου MC. Οι συνδετήρες οπτικών ινών πολλαπλών πυρήνων MCF τύπου LC και τύπου FC έχουν τροποποιηθεί εν μέρει και σχεδιαστεί με βάση τους παραδοσιακούς συνδετήρες LC/FC, βελτιστοποιώντας τη λειτουργία τοποθέτησης και συγκράτησης, βελτιώνοντας τη διαδικασία σύζευξης λείανσης, εξασφαλίζοντας ελάχιστες αλλαγές στην απώλεια εισαγωγής μετά από πολλαπλές συνδέσεις και αντικαθιστώντας άμεσα τις ακριβές διαδικασίες συγκόλλησης με σύντηξη για να διασφαλιστεί η ευκολία χρήσης. Επιπλέον, η Yiyuantong έχει επίσης σχεδιάσει έναν ειδικό συνδετήρα MC, ο οποίος έχει μικρότερο μέγεθος από τους παραδοσιακούς συνδετήρες τύπου διεπαφής και μπορεί να εφαρμοστεί σε πιο πυκνούς χώρους.
Ώρα δημοσίευσης: 05 Ιουνίου 2025