Tekoälyteknologian (AI) nopean kehityksen myötä tiedonkäsittely- ja tietoliikennekapasiteetin kysyntä on saavuttanut ennennäkemättömän mittakaavan. Erityisesti aloilla, kuten big data -analyysi, syväoppiminen ja pilvipalvelut, tietoliikennejärjestelmillä on yhä suuremmat vaatimukset suurelle nopeudelle ja kaistanleveydelle. Perinteiseen yksimuotokuituun (SMF) vaikuttaa epälineaarinen Shannonin raja, ja sen siirtokapasiteetti saavuttaa ylärajansa. Moniydinkuidun (MCF) edustamaa spatiaalista multipleksointia (SDM) on käytetty laajalti pitkän matkan koherenteissa siirtoverkoissa ja lyhyen kantaman optisissa liityntäverkoissa, mikä on parantanut merkittävästi verkon kokonaissiirtokapasiteettia.
Moniytimiset optiset kuidut rikkovat perinteisten yksimuotoisten kuitujen rajoitukset integroimalla useita itsenäisiä kuituytimiä yhdeksi kuiduksi, mikä lisää merkittävästi siirtokapasiteettia. Tyypillinen moniytiminen kuitu voi sisältää neljästä kahdeksaan yksimuotoista kuituytintä, jotka on tasaisesti jakautunut suojavaippaan, jonka halkaisija on noin 125 μm. Tämä parantaa merkittävästi kokonaiskaistanleveyttä ilman ulkohalkaisijan kasvua. Tämä tarjoaa ihanteellisen ratkaisun tekoälyn viestintävaatimusten räjähdysmäiseen kasvuun.
Moniytimisten optisten kuitujen käyttö edellyttää useiden ongelmien ratkaisemista, kuten moniytimisten kuitujen liittäminen sekä moniytimisten kuitujen ja perinteisten kuitujen välinen liitäntä. On tarpeen kehittää oheislaitteisiin liittyviä komponenttituotteita, kuten MCF-kuituliittimiä, MCF-SCF-muunnosta varten tarkoitettuja vipuintulo- ja vipuinlähtölaitteita, ja ottaa huomioon yhteensopivuus ja yleismaailmallisuus olemassa olevien ja kaupallisten teknologioiden kanssa.
Moniytiminen kuitutuuletin sisään/ulos -laite
Kuinka yhdistää moniytimiset optiset kuidut perinteisiin yksiytimisiin optisiin kuituihin? Moniytimiset kuitutuulettimet (FIFO) ovat avainkomponentteja tehokkaan kytkennän saavuttamiseksi moniytimisten kuitujen ja tavallisten yksimuotokuitujen välillä. Tällä hetkellä on olemassa useita tekniikoita moniytimisten kuitutuulettimien toteuttamiseksi: fused kapeneva tekniikka, nippukuitujen nippumenetelmä, 3D-aaltojohtotekniikka ja avaruusoptiikkatekniikka. Edellä mainituilla menetelmillä on kaikilla omat etunsa ja ne sopivat erilaisiin sovellustilanteisiin.
Moniytiminen MCF-kuituoptinen liitin
Moniytimisten ja yksiytimisten optisten kuitujen välinen liitäntäongelma on ratkaistu, mutta moniytimisten optisten kuitujen välinen liitäntä on vielä ratkaisematta. Tällä hetkellä moniytimiset optiset kuidut yhdistetään enimmäkseen fuusioliitoksella, mutta tällä menetelmällä on myös tiettyjä rajoituksia, kuten korkea rakentamisvaikeus ja vaikea huolto myöhemmissä vaiheissa. Tällä hetkellä ei ole yhtenäistä standardia moniytimisten optisten kuitujen tuotannolle. Jokainen valmistaja valmistaa moniytimisiä optisia kuituja, joilla on erilaiset ydinjärjestelyt, ydinkoot, ydinten väliset etäisyydet jne., mikä lisää näkymättömästi moniytimisten optisten kuitujen välisen fuusioliitoksen vaikeutta.
Moniytiminen kuitu MCF Hybrid -moduuli (käytetään EDFA-optisessa vahvistinjärjestelmässä)
Avaruusjakomultipleksointiin (SDM) perustuvassa optisessa siirtojärjestelmässä avain suuren kapasiteetin, nopean ja pitkän matkan tiedonsiirron saavuttamiseen on optisten kuitujen signaalien siirtohäviöiden kompensointi, ja optiset vahvistimet ovat olennaisia ydinkomponentteja tässä prosessissa. SDM-teknologian käytännön soveltamisen tärkeänä liikkeellepanevana voimana SDM-kuituvahvistimien suorituskyky määrää suoraan koko järjestelmän toteutettavuuden. Näistä moniytimisistä erbiumilla seostetuista kuituvahvistimista (MC-EFA) on tullut välttämätön avainkomponentti SDM-siirtojärjestelmissä.
Tyypillinen EDFA-järjestelmä koostuu pääasiassa ydinkomponenteista, kuten erbiumilla seostetusta kuidusta (EDF), pumppaavasta valonlähteestä, kytkimestä, eristimestä ja optisesta suodattimesta. MC-EFA-järjestelmissä tehokkaan muunnoksen saavuttamiseksi moniytimisen kuidun (MCF) ja yksiytimisen kuidun (SCF) välillä järjestelmässä käytetään yleensä Fan in/Fan out (FIFO) -laitteita. Tulevaisuuden moniytimisen kuitu-EDFA-ratkaisun odotetaan integroivan MCF-SCF-muunnostoiminnon suoraan siihen liittyviin optisiin komponentteihin (kuten 980/1550 WDM, vahvistusta tasoittava suodatin GFF), mikä yksinkertaistaa järjestelmän arkkitehtuuria ja parantaa kokonaissuorituskykyä.
SDM-teknologian jatkuvan kehityksen myötä MCF Hybrid -komponentit tarjoavat tehokkaampia ja pienihäviöisempiä vahvistinratkaisuja tulevaisuuden suuren kapasiteetin optisiin tietoliikennejärjestelmiin.
Tässä yhteydessä HYC on kehittänyt MCF-kuituoptisia liittimiä, jotka on erityisesti suunniteltu moniytimisille kuituoptisille yhteyksille, ja niissä on kolme liitäntätyyppiä: LC-tyyppi, FC-tyyppi ja MC-tyyppi. LC- ja FC-tyyppiset MCF-moniytimiset kuituoptiset liittimet on osittain muokattu ja suunniteltu perinteisten LC/FC-liittimien pohjalta. Näin on optimoitu paikannus- ja pidätystoiminto, parannettu hiontakytkentäprosessia, varmistettu minimaaliset muutokset lisäyshäviössä useiden kytkentäkertojen jälkeen ja korvattu suoraan kalliit fuusioliitosprosessit käyttömukavuuden varmistamiseksi. Lisäksi Yiyuantong on suunnitellut myös erillisen MC-liittimen, joka on kooltaan pienempi kuin perinteiset liitäntätyyppiset liittimet ja jota voidaan käyttää tiheämmissä tiloissa.
Julkaisun aika: 05.06.2025