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(yuǎn)距離傳輸實(shí)驗(yàn)

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(jí)7280公里傳輸實(shí)驗(yàn)，該光纖由標(biāo)準(zhǔn)外徑(0.125 mm)光纖中的12條光信號(hào)傳輸路徑組成。這一成果有望成為實(shí)現(xiàn)包括未來(lái)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(guó)際互聯(lián)網(wǎng)流量從2018年到2022年將以年均30%的速度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)這一趨勢(shì)將持續(xù)下去。為了滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)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(gè)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(chēng)為芯。與此相反，在不改變標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)使用雙芯多芯光纖和兩條光傳輸路徑的長(zhǎng)途海底光纜系統(tǒng)的安裝項(xiàng)目。

 在標(biāo)準(zhǔn)外徑的光纖中，隨著芯數(shù)的增加，從一個(gè)芯泄漏的光信號(hào)會(huì)干擾相鄰芯的光信號(hào)，從而產(chǎn)生串?dāng)_，影響相互通信的質(zhì)量。特別是在遠(yuǎn)距離傳輸中，除了串?dāng)_的嚴(yán)重性外，由于光信號(hào)之間延遲和損耗的不均勻性，使得準(zhǔn)確接收傳輸信號(hào)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(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)

雖然MIMO技術(shù)通常用于分離多個(gè)干擾無(wú)線電信號(hào)，但在現(xiàn)有光通信中已實(shí)際應(yīng)用的MIMO信號(hào)處理規(guī)模僅限于雙極化復(fù)用信號(hào)。此外，多芯光纖需要更廣泛的信號(hào)處理，因?yàn)楣庑盘?hào)進(jìn)一步多路復(fù)用。此外，遠(yuǎn)距離傳輸中串?dāng)_的隨機(jī)發(fā)生也是必須解決的問(wèn)題。NEC現(xiàn)在開(kāi)發(fā)了一種長(zhǎng)距離傳輸算法，并將其應(yīng)用于24 × 24 MIMO(12核× 2極化)，實(shí)現(xiàn)高速接收信號(hào)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(zhǎng)途光通信中，當(dāng)多路光信號(hào)在傳播過(guò)程中出現(xiàn)非均勻延遲和損耗時(shí)，接收過(guò)程中MIMO信號(hào)處理所需的電路資源增加，給實(shí)現(xiàn)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?shù)木嚯x。在本研究中，NTT開(kāi)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(jì)技術(shù)，可以減少信號(hào)延遲和損耗之間的不均勻性的影響，以及用于長(zhǎng)途應(yīng)用的光傳輸線設(shè)計(jì)評(píng)估技術(shù)。

 結(jié)合這些技術(shù)，NEC和NTT進(jìn)行了超過(guò)7280公里的長(zhǎng)距離傳輸實(shí)驗(yàn)，假設(shè)了跨洋級(jí)海底光纜，并在世界上首次成功實(shí)現(xiàn)了12路空間復(fù)用光信號(hào)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(jìn)一步推進(jìn)這些技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，目標(biāo)是將其作為長(zhǎng)途、大容量海底光纜系統(tǒng)和地面核心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行商業(yè)化，這將有助于實(shí)現(xiàn)IOWN®概念和2030年代5G/6G時(shí)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(dòng)OFC 2024技術(shù)會(huì)議(2024年3月24日至3月28日，美國(guó)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(jié)果。