Многожильное оптоволоконное соединение прокладывает путь к подводным волоконно-оптическим кабелям большей пропускной способности
САН-ДИЕГО — Исследователи добились передачи с мультиплексированием по длине волны / пространственному разделению (WDM / SDM) на трансокеанское расстояние 7280 км с беспрецедентными 12 пространственными каналами, используя связанное многожильное волокно со стандартным диаметром оболочки. Это достижение открывает новые возможности для увеличения пропускной способности современных подводных кабельных систем с использованием оптоволоконной технологии, которая не занимает много места.
Это исследование, проведенное в сотрудничестве с NEC Corporation и NTT Corporation в Японии, будет представлено Манабу Арикавой из NEC Corporation на OFC, главном мировом мероприятии в области оптической связи и сетевых технологий, которое пройдет как гибридное мероприятие 24-28 марта 2024 года в Конференц-центре Сан-Диего.
“Подводные кабельные системы являются жизненно важной инфраструктурой для нашей жизни, соединяющей мир через океаны; будущие кабели требуют все большей пропускной способности из-за экспоненциально растущего глобального спроса на трафик”, — сказал Арикава. “Результат этого исследования может привести к увеличению пропускной способности подводных кабелей, снижению стоимости передаваемого бита и повышению эффективности подключения за счет значительного увеличения количества пространственных каналов при одинаковом количестве оптических волокон в кабелях”.
WDM и SDM используются для максимального увеличения пропускной способности и эффективности волоконно-оптических систем связи. WDM работает путем одновременной передачи нескольких сигналов по одному оптическому волокну, назначая каждому каналу уникальную длину волны света, тогда как SDM использует отдельные пространственные тракты или оптоволоконные сердечники для передачи нескольких потоков данных по одному оптическому волокну или по разным волокнам.
Для подводных кабелей было продемонстрировано достижение более 10 пространственных каналов только на расстояниях передачи до 1001 км по 15-модовому волокну или 1560 км по 10-модовому волокну. Задача достижения передачи с высоким пространственным коэффициентом на трансокеанские расстояния состоит в том, чтобы найти способ уменьшить пространственную модовую дисперсию (SMD) и модозависимые потери (MDL) линии передачи. Многоядерные волокна являются хорошими кандидатами для этого, поскольку каждое из их нескольких отдельных ядер может иметь оптический канал связи, позволяющий осуществлять параллельную передачу данных. По сравнению с несвязанной версией, соединенные многожильные волокна могут вмещать гораздо больше жил в стандартной оболочке диаметром 125 мкм.
В новой работе исследователи осуществили передачу WDM / SDM с использованием формата модуляции PDM-QPSK со скоростью 32 Гбод по рециркуляционному контуру, состоящему из одного 12-жильного волокна длиной 52 км (C12CF) со стандартным диаметром оболочки. После определения оптимальной входной мощности span они оценили эффективность передачи в трех диапазонах длин волн в C-диапазоне.
Они наблюдали безошибочную передачу после прямой коррекции ошибок для длин волн до 7280 км (140 петель) для 1536,6 нм и до 9360 км (180 петель) для 1550,9 нм и 1560,6 нм в конфигурации с однопролетным контуром. Они также продемонстрировали пространственную модовую дисперсию в 0,1 нс и модозависимые потери в 0,3 дБ на 52-километровый интервал C12CF, а также относительно низкую зависимость от длины волны.
“Одним из следующих важных шагов является оценка крупномасштабной обработки с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO) в режиме реального времени с точки зрения будущей реализации приемопередатчика MIMO для оптической связи”, — сказал Арикава. Другой важной темой является влияние MDL волокон на количество пространственных каналов и масштабируемость для характеристики и преодоления этого ограничения пропускной способности в будущем.