世界首次在标准直径0.125毫米多芯光纤中实现1千兆比特/秒传输

近日，日本国家信息与通信技术研究所（NICT）的研究人员报告了世界上首次在标准直径为0.125毫米的多芯光纤中实现每秒超过1千兆比特的效果。

由Benjamin J. Puttnam领导的研究人员利用波分复用（WDM）技术构建了一个传输系统，支持超过20太赫兹的光带宽记录。它整合了商业上采用的光纤传输窗口，即C和l波段，并扩展了传输带宽，包括最近探索的s波段。

波分复用技术扩大了容量，仅通过四个通道就能实现PB级的传输。资料来源：NICT

在一种新型的多芯泵浦合成器中加入两种掺杂光纤放大器和带泵浦的拉曼放大器，使801个波长通道的传输超过20太赫兹光带宽。大量的波长通道是在四芯MCF的每一芯中传输的，其显著特点是具有与标准光纤相同的包层直径。这种光纤与目前的布线技术兼容，不需要对多模光纤中的信号进行解扰所需的复杂信号处理，这意味着可以使用传统的收发器硬件。四芯MCF被认为是新的先进光纤中最有可能被早期商业采用的。这次演示显示了它们的信息承载潜力，是朝着实现支持超越5G信息服务发展的骨干通信系统迈出的重要一步。

研究背景

对增强数据传输能力的需求激发了新的光谱传输窗口的研究和在空间领域开发并行化的先进光纤。近年来，与标准单模光纤包层直径相同，但能够支持多种传播路径的高级光纤被提出。

资料来源：NICT

NICT使用标准0.125毫米包层直径的4芯MCF、WDM技术和混合光放大系统构建了最新的传输系统。该系统允许在51.7公里范围内实现每秒1.02千万比特的传输。此前，在类似的光纤中实现了每秒610兆位，但只使用了部分S波段。

空心光纤显示出 ＂创纪录 ＂的低损耗

南汉普顿大学的气导光子学项目对具有创纪录的低传播损耗和特殊功率处理性能的空心光纤的开发研究已发表在《自然－光子学》杂志上。该研究的重点是在千米级的光纤长度上传输千瓦级功率的激光束，同时保持实际理想的单模光束质量。这种传输在传统光纤中是不可能的，因为高激光强度会与玻璃相互作用，并迅速损害光束的完整性，这意味着单模千瓦功率水平通常只能在传统光纤中传输几十米。

图片传播损耗创下新低的中空芯光纤 

资料来源：Airguide Photonics ／ ORC ／ U. Southampton,UK

领导了高功率传输实验的南汉普顿大学 Hans Christian Mulvad博士评论说：“我们的突破背后的有利技术是开发了具有创纪录低传播损耗的空心光纤。由于激光束在中空芯内传播，而不是像传统光纤那样在固体玻璃芯内传播，与玻璃有害的非线性相互作用几乎被消除了。这使得高功率激光束可以被传输，而不会对光束质量产生任何不利影响。”

他表示：＂此外，低损耗对于高效的传输是至关重要的，它允许大部分激光源的功率甚至在一公里之后被输送到光纤输出端。最近的突破使传播损耗降到了创纪录的低水平，与近红外通信波长的既定光纤相当，在光谱的可见范围内甚至更低。这项工作所采用的正是这些创纪录的低损耗NANFs之一，在近红外范围内运行。＂

这种光纤和安排使研究小组能够证明在一公里范围内传输一千瓦的单模激光束，而总功率损失仅为20％。Mulvad补充说：＂我们还进行了详细的数字模拟，显示该光纤可能支持更高的功率水平和更长的传输长度，强调了NANF比传统光纤在单模功率传输方面的优越性能。＂