Con il rapido sviluppo della tecnologia dell'intelligenza artificiale (IA), la domanda di capacità di elaborazione dati e di comunicazione ha raggiunto livelli senza precedenti. Soprattutto in settori come l'analisi dei big data, il deep learning e il cloud computing, i sistemi di comunicazione hanno requisiti sempre più elevati in termini di velocità e larghezza di banda elevate. La fibra monomodale tradizionale (SMF) è influenzata dal limite non lineare di Shannon e la sua capacità di trasmissione raggiungerà il suo limite superiore. La tecnologia di trasmissione Spatial Division Multiplexing (SDM), rappresentata dalla fibra multi-core (MCF), è stata ampiamente utilizzata nelle reti di trasmissione coerenti a lunga distanza e nelle reti di accesso ottico a corto raggio, migliorando significativamente la capacità di trasmissione complessiva della rete.
Le fibre ottiche multi-core superano i limiti delle tradizionali fibre monomodali integrando più nuclei di fibra indipendenti in un'unica fibra, aumentando significativamente la capacità di trasmissione. Una tipica fibra multi-core può contenere da quattro a otto nuclei di fibra monomodale distribuiti uniformemente in una guaina protettiva con un diametro di circa 125 µm, migliorando significativamente la capacità di larghezza di banda complessiva senza aumentare il diametro esterno, offrendo una soluzione ideale per soddisfare la crescita esponenziale delle esigenze di comunicazione nell'intelligenza artificiale.
L'applicazione delle fibre ottiche multi-core richiede la risoluzione di una serie di problemi, come la connessione delle fibre multi-core e la connessione tra fibre multi-core e fibre tradizionali. È necessario sviluppare componenti periferici correlati, come connettori in fibra MCF, dispositivi fan in e fan out per la conversione MCF-SCF, e considerare la compatibilità e l'universalità con le tecnologie esistenti e commerciali.
Dispositivo di ingresso/uscita ventola in fibra multi-core
Come collegare le fibre ottiche multi-core con le fibre ottiche single-core tradizionali? I dispositivi fan in and fan out (FIFO) multi-core sono componenti chiave per ottenere un accoppiamento efficiente tra fibre multi-core e fibre monomodali standard. Attualmente, esistono diverse tecnologie per l'implementazione di dispositivi fan in and fan out in fibra multi-core: tecnologia a cono fuso, metodo a fascio di fibre, tecnologia a guida d'onda 3D e tecnologia ottica spaziale. Tutti i metodi sopra descritti presentano vantaggi specifici e sono adatti a diversi scenari applicativi.
Connettore in fibra ottica MCF multi-core
Il problema della connessione tra fibre ottiche multi-core e fibre ottiche single-core è stato risolto, ma la connessione tra fibre ottiche multi-core deve ancora essere risolta. Attualmente, le fibre ottiche multi-core sono principalmente collegate tramite giunzione a fusione, ma questo metodo presenta anche alcune limitazioni, come l'elevata difficoltà di costruzione e la difficile manutenzione nelle fasi successive. Attualmente, non esiste uno standard unificato per la produzione di fibre ottiche multi-core. Ogni produttore produce fibre ottiche multi-core con diverse disposizioni, dimensioni e spaziature dei nuclei, ecc., il che aumenta in modo invisibile la difficoltà della giunzione a fusione tra fibre ottiche multi-core.
Modulo ibrido MCF in fibra multi-core (applicato al sistema di amplificazione ottica EDFA)
Nel sistema di trasmissione ottica Space Division Multiplexing (SDM), la chiave per ottenere una trasmissione ad alta capacità, alta velocità e lunga distanza risiede nella compensazione della perdita di trasmissione dei segnali nelle fibre ottiche, e gli amplificatori ottici sono componenti essenziali in questo processo. Essendo un importante motore per l'applicazione pratica della tecnologia SDM, le prestazioni degli amplificatori in fibra SDM determinano direttamente la fattibilità dell'intero sistema. Tra questi, l'amplificatore in fibra multi-core drogato con erbio (MC-EFA) è diventato un componente chiave indispensabile nei sistemi di trasmissione SDM.
Un tipico sistema EDFA è composto principalmente da componenti principali quali fibra drogata all'erbio (EDF), sorgente luminosa di pompaggio, accoppiatore, isolatore e filtro ottico. Nei sistemi MC-EFA, per ottenere una conversione efficiente tra fibra multi-core (MCF) e fibra single-core (SCF), il sistema solitamente introduce dispositivi Fan in/Fan out (FIFO). Si prevede che la futura soluzione EDFA in fibra multi-core integri direttamente la funzione di conversione MCF-SCF nei componenti ottici correlati (come WDM 980/1550 e filtro di appiattimento del guadagno GFF), semplificando così l'architettura del sistema e migliorando le prestazioni complessive.
Grazie al continuo sviluppo della tecnologia SDM, i componenti MCF Hybrid forniranno soluzioni di amplificazione più efficienti e a bassa perdita per i futuri sistemi di comunicazione ottica ad alta capacità.
In questo contesto, HYC ha sviluppato connettori in fibra ottica MCF specificamente progettati per connessioni in fibra ottica multi-core, con tre tipi di interfaccia: tipo LC, tipo FC e tipo MC. I connettori in fibra ottica multi-core MCF di tipo LC e tipo FC sono stati parzialmente modificati e progettati sulla base dei tradizionali connettori LC/FC, ottimizzando la funzione di posizionamento e ritenzione, migliorando il processo di accoppiamento a rettifica, garantendo variazioni minime nella perdita di inserzione dopo accoppiamenti multipli e sostituendo direttamente i costosi processi di giunzione a fusione per garantire praticità d'uso. Inoltre, Yiyuantong ha anche progettato un connettore MC dedicato, che ha dimensioni inferiori rispetto ai connettori di interfaccia tradizionali e può essere applicato a spazi più densi.
Data di pubblicazione: 05-06-2025