日本NICT藤倉用三模光纖實現(xiàn)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(jù)日本情報通信研究機構(gòu)（NICT） 4月13日報道，NICT與藤倉株式會社(Fujikura，總裁：伊藤雅彥)合作開發(fā)了一種三模光纖，能夠進行標準外徑(0.125 mm)的寬帶波長復(fù)用傳輸，可與現(xiàn)有設(shè)備進行電纜連接。該研究成功演示了1045km以上的傳輸實驗，數(shù)據(jù)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，使得難以同時滿足大數(shù)據(jù)速率和長距離傳輸，而如今這一試驗成就表明這些障礙可以被克服。如果將結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)速率和距離的乘積(這是傳輸能力的一般指標)，其結(jié)果達到166 Pb/s×km，這是標準外徑低模光纖的最新世界紀錄，并且對于任何類型的標準直徑光纖而言，其最大數(shù)據(jù)速率都超過1000公里。

      為了獲得159 Tb/s的傳輸容量，模式復(fù)用結(jié)合了16-QAM(正交調(diào)幅)，這是一種實用的高密度多級調(diào)制光信號，對于全部348個波長和MIMO(多輸入和多輸出)而言，即使在超過1000公里的傳輸之后，也可以對混合模式信號進行解擾。這項演示結(jié)果入選了今年美國第41屆OFC大會論文（“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

  隨著應(yīng)對日益增加的通信業(yè)務(wù)上升，全球范圍內(nèi)的研究人員們積極開展了使用超過常規(guī)光纖極限的新型光纖的大規(guī)模光傳輸及其應(yīng)用的研究。他們所研究的主要新型光纖為多芯光纖，內(nèi)部包含多個通道(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，使用多芯光纖實現(xiàn)大容量和長距離傳輸?shù)膶嶒炓呀?jīng)得到報道，但是人們認為同時滿足大容量和長距離傳輸?shù)亩嗄９饫w依然存在困難。

  研究收獲

  在研究工作中，NICT利用藤倉開發(fā)的光纖構(gòu)建了一個傳輸系統(tǒng)，并實現(xiàn)超過1045km的數(shù)據(jù)速率159Tb/s的傳輸成果。數(shù)據(jù)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(tǒng)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個波長光

  3、相當(dāng)于4 bits/單極符號的16-QAM多級調(diào)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現(xiàn)超過1045km的傳輸。使用標準外徑光纖可以與現(xiàn)有設(shè)備兼容，是這種技術(shù)在早期階段的實際使用中是有前景的。如果NICT與日本產(chǎn)業(yè)界、大學(xué)和政府合作進一步開展多芯技術(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發(fā)未來光通信基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)，以快速滿足大數(shù)據(jù)和5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

  傳輸系統(tǒng)原理與試驗

圖1：傳輸系統(tǒng)的原理圖，顯示模式分離多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)。

  1、同時產(chǎn)生348個不同波長的激光鏈路

  2、對光梳光源的輸出光進行偏振復(fù)用16 QAM調(diào)制，并添加延遲差以模擬多個不同的信號。

  3、通過三模光纖傳輸?shù)拿總€信號序列作為不同的傳播模式

  4、在通過長度為55公里的三模光纖傳輸后，通過圓形開關(guān)將其再次引入三模光纖。通過重復(fù)該環(huán)路傳輸，達到的最終傳輸距離為1045公里。

  5、每個模式信號被光學(xué)分離，通過執(zhí)行6×6比例的MIMO信號處理來分離信號，并且測量傳輸誤差。

圖2：試驗結(jié)果

  1、在圖1所示的實驗系統(tǒng)中，通過在發(fā)送和接收時應(yīng)用諸如糾錯處理之類的各種編碼來進行驗證以最大化系統(tǒng)的傳輸能力(數(shù)據(jù)速率)。

  2、圖2中的實驗結(jié)果圖顯示了應(yīng)用糾錯碼來優(yōu)化總吞吐量。 雖然許多編碼速率是統(tǒng)一的，但單個通道可以使用最佳糾錯碼來實現(xiàn)每秒159 Terabits的總數(shù)據(jù)吞吐量。

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