NEC和NTT首次成功地利用12芯光纖進行了超過7000公里的遠距離傳輸實驗

ICC訊（編譯：Vicki）NEC Corporation和NTT Corporation (NTT)宣布，他們已經(jīng)成功進行了首次使用耦合12芯多芯光纖的跨洋級7280公里傳輸實驗，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現(xiàn)包括未來海底光纜在內(nèi)的大容量光網(wǎng)絡(luò)的下一代傳輸基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)。

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

 隨著5G在全球范圍內(nèi)的普及和數(shù)據(jù)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，預(yù)計這一趨勢將持續(xù)下去。為了滿足日益增長的通信需求，除了增加海底光纜的數(shù)量外，還需要增加每個海底光纜系統(tǒng)的傳輸容量。

 現(xiàn)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行。NEC公司目前正在進行一項使用雙芯多芯光纖和兩條光傳輸路徑的長途海底光纜系統(tǒng)的安裝項目。

 在標準外徑的光纖中，隨著芯數(shù)的增加，從一個芯泄漏的光信號會干擾相鄰芯的光信號，從而產(chǎn)生串?dāng)_，影響相互通信的質(zhì)量。特別是在遠距離傳輸中，除了串?dāng)_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開發(fā)了以下技術(shù)來解決這些問題。

Figure 2: Schematic diagram of the technologies developed

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

雖然MIMO技術(shù)通常用于分離多個干擾無線電信號，但在現(xiàn)有光通信中已實際應(yīng)用的MIMO信號處理規(guī)模僅限于雙極化復(fù)用信號。此外，多芯光纖需要更廣泛的信號處理，因為光信號進一步多路復(fù)用。此外，遠距離傳輸中串?dāng)_的隨機發(fā)生也是必須解決的問題。NEC現(xiàn)在開發(fā)了一種長距離傳輸算法，并將其應(yīng)用于24 × 24 MIMO(12核× 2極化)，實現(xiàn)高速接收信號的精確分離和解調(diào)。

 2. NTT耦合12芯多芯光纖傳輸線的研制

在使用多芯光纖的長途光通信中，當(dāng)多路光信號在傳播過程中出現(xiàn)非均勻延遲和損耗時，接收過程中MIMO信號處理所需的電路資源增加，給實現(xiàn)帶來困難。此外，傳輸損耗的不均勻性極大地限制了可以傳輸?shù)木嚯x。在本研究中，NTT開發(fā)了耦合多芯光纖和光輸入/輸出設(shè)備(連接扇入/扇出)的設(shè)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，以及用于長途應(yīng)用的光傳輸線設(shè)計評估技術(shù)。

 結(jié)合這些技術(shù)，NEC和NTT進行了超過7280公里的長距離傳輸實驗，假設(shè)了跨洋級海底光纜，并在世界上首次成功實現(xiàn)了12路空間復(fù)用光信號的離線精確解調(diào)。

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

 兩家公司將進一步推進這些技術(shù)的研究和開發(fā)，目標是將其作為長途、大容量海底光纜系統(tǒng)和地面核心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行商業(yè)化，這將有助于實現(xiàn)IOWN®概念和2030年代5G/6G時代的大容量光傳輸基礎(chǔ)設(shè)施。

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