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. In particolare, in settori come l'analisi dei big data, il deep learning e il cloud computing, i sistemi di comunicazione richiedono sempre più velocità e larghezza di banda elevate. La tradizionale fibra monomodale (SMF) è soggetta al limite non lineare di Shannon e la sua capacità di trasmissione raggiungerà il limite superiore. La tecnologia di trasmissione Spatial Division Multiplexing (SDM), rappresentata dalla fibra multicore (MCF), è ampiamente utilizzata nelle reti di trasmissione coerente a lunga distanza e nelle reti di accesso ottico a corto raggio, migliorando significativamente la capacità di trasmissione complessiva della rete.
Le fibre ottiche multicore 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 multicore può contenere da quattro a otto nuclei di fibra monomodale distribuiti uniformemente in una guaina protettiva con un diametro di circa 125 µm, migliorando notevolmente la capacità 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 multicore richiede la risoluzione di una serie di problemi, come la connessione delle fibre multicore e la connessione tra fibre multicore e fibre tradizionali. È necessario sviluppare componenti periferici correlati, come connettori per fibre MCF, dispositivi di ingresso e uscita per la conversione da MCF a SCF, tenendo conto della compatibilità e dell'universalità con le tecnologie esistenti e commerciali.
Dispositivo di ventilazione in/uscita a fibra multicore
Come collegare le fibre ottiche multicore con le tradizionali fibre ottiche monomodali? I dispositivi di fan-in e fan-out (FIFO) per fibre multicore sono componenti chiave per ottenere un accoppiamento efficiente tra fibre multicore e fibre monomodali standard. Attualmente, esistono diverse tecnologie per la realizzazione di dispositivi di fan-in e fan-out per fibre multicore: la tecnologia a cono fuso, il metodo a fascio di fibre, la tecnologia a guida d'onda 3D e la tecnologia ottica spaziale. Ciascuno di questi metodi presenta vantaggi specifici ed è adatto a diversi scenari applicativi.
Connettore in fibra ottica MCF multicore
Il problema della connessione tra fibre ottiche multicore e fibre ottiche monocore è stato risolto, ma la connessione tra fibre ottiche multicore rimane ancora da definire. Attualmente, le fibre ottiche multicore vengono perlopiù connesse tramite giunzione a fusione, ma questo metodo presenta alcune limitazioni, come l'elevata difficoltà di realizzazione e la complessità della manutenzione successiva. Inoltre, non esiste uno standard unificato per la produzione di fibre ottiche multicore. Ogni produttore realizza fibre ottiche multicore con diverse configurazioni, dimensioni e spaziatura dei nuclei, il che aumenta ulteriormente la difficoltà della giunzione a fusione tra le fibre.
Modulo ibrido MCF a fibra multicore (applicato al sistema di amplificazione ottica EDFA)
Nei sistemi di trasmissione ottica a divisione spaziale (SDM), la chiave per ottenere una trasmissione ad alta capacità, alta velocità e lunga distanza risiede nella compensazione delle perdite di segnale nelle fibre ottiche, e gli amplificatori ottici sono componenti fondamentali in questo processo. Essendo un fattore determinante per l'applicazione pratica della tecnologia SDM, le prestazioni degli amplificatori a fibra SDM influenzano direttamente la fattibilità dell'intero sistema. Tra questi, l'amplificatore a fibra drogata con erbio multicore (MC-EFA) è diventato un componente chiave indispensabile nei sistemi di trasmissione SDM.
Un tipico sistema EDFA è composto principalmente da componenti di base come fibra drogata con erbio (EDF), sorgente luminosa di pompaggio, accoppiatore, isolatore e filtro ottico. Nei sistemi MC-EFA, per ottenere una conversione efficiente tra fibra multicore (MCF) e fibra monocore (SCF), il sistema introduce solitamente dispositivi Fan in/Fan out (FIFO). Si prevede che le future soluzioni EDFA a fibra multicore integreranno direttamente la funzione di conversione MCF-SCF nei relativi componenti ottici (come WDM 980/1550, 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 offriranno soluzioni di amplificazione più efficienti e a basse perdite 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 multicore, con tre tipi di interfaccia: tipo LC, tipo FC e tipo MC. I connettori in fibra ottica multicore MCF di tipo LC e FC sono stati parzialmente modificati e riprogettati sulla base dei tradizionali connettori LC/FC, ottimizzando la funzione di posizionamento e ritenzione, migliorando il processo di accoppiamento tramite rettifica, garantendo variazioni minime nella perdita di inserzione dopo accoppiamenti multipli e sostituendo direttamente i costosi processi di giunzione a fusione per garantire la praticità d'uso. Inoltre, Yiyuantong ha anche progettato un connettore MC dedicato, che ha dimensioni più ridotte rispetto ai connettori di tipo di interfaccia tradizionali e può essere utilizzato in spazi più ristretti.
Data di pubblicazione: 5 giugno 2025