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KDDI与NTT相继研发出最大容量光传送

新闻
来源: 作者: 2019-03-21 10:53:01

目前,由于流媒体和智能的普及,造成通信中信息量飞跃式增长。为了建立一个更加舒适而且便捷的、良好的络,作为通信络基础设施的光纤络,需要巨大的容量。为此,NTT与KDDI公司近日相继研发出世界上最大容量的光传送系统,在光纤与传输设备技术上都有突破。未来,进一步提高多芯径光纤和光纤放大器的性能,并进一步降低功耗和设备小型化,尽快商用化是今后发展目标。

KDDI利用7芯径光纤实现越洋传输

KDDI研究所于2012年9月20日宣布,它与古河电气工业公司(古河电工)和NEC公司合作,研发出了在7个芯径的多芯径光纤上,采用了多芯径光纤放大器,成功实现了越洋传输实验。并将在荷兰阿姆斯特丹举行的光通信国际会议(ECOC2012)上,公布实验报告。

单一芯径的光纤传输容量受到限制,日本以产官学为一体的NICT研究所为中心,积极开展了多芯径光纤和其相关技术的研究。然而,对于超过1000km长距离的光传输系统来说,在多芯径光纤上,由于各芯径泄漏出来的干扰信号累积,会导致在芯径上传输的光信号有大的劣化,所以用多芯径光纤实现横跨大洋的长距离光传输,是有很大难度的。

本次实验,通过使用能把芯径间干扰抑制到最小限度的7芯径光纤放大器和7芯径光纤,实现了在6160km这样长距离上,使传输总速率达到了28Tbit/s,并获得良好的通信品质。实验系统构成见图1。

图中fan-in为输入光部件,通过成扇形的光纤,把光信号输入到多芯径光纤中;pump LD泵浦激光器 ;fan-out为输出光部件,将多芯径光纤中的光信号,输入到成扇形的光纤中;WDM为波分复用设备,core为光纤芯径,MC-EDFA属于EDFA(掺铒光纤放大器)的一种,也可叫多芯径光纤放大器,用在多芯径掺铒光纤上,该光纤中配置有多个芯径。因其基于一个MC-EDF即可放大多个光信号,因此可实现高效的放大操作。

通过Fiber Bundle Fanout(FBF)向MC-EDF输入信号光及激励光。该MC-EDFA设备由株式会社KDDI研究所与日本电气株式会社(NEC)共同研发。在6160km传输通路中(由7个芯径构成),以每个芯径承载128Gbit/s×40波道所构成的传输实验通道中,已经取得了成功,用通信容量与传输距离的乘积所表达的传输能力指数,达到了世界最高纪录,即177Pbit/s km。

NTT利用12芯径光纤完成1Pbit/s传输

日本NTT公司于2012年9月20日宣布,它和藤仓公司、北海道大学、丹麦技术大学(DTU)等,利用12芯径的多芯径光纤,在52.4km 的距离上,完成了1Pbit/s超大传输速率的实验。并将在荷兰阿姆斯特丹举行的光通信国际会议(ECOC2012)上,公布实验报告。12芯径多芯径光纤及特性见图2。

图中注1为12芯径光纤在V形槽衬垫内同12根细径光纤进行接续的光部件。

利用新研发出的12芯径大致呈同心圆结构的多芯径光纤和开发出的传输设备,在各芯径上施加高密度波分复用的数字相干光信号,构成了本实验系统。光纤芯径采用新的排列方式,可使芯径间泄露出的干扰光信号功率降低,这使过去一直不好解决的干扰问题,得到了解决。它与以前的多芯径光纤相比,可使每个芯径的传输效率,提高四倍以上。因此,每个芯径的传输容量,可以提供84.5Tbit/s(380 Gbit/s/每波道×222波道),那么12个芯径的光纤总的传输容量则为1.01Pbit/s(12×84.5Tbit/s)。1Pbit/s的传输速率,可以把5000部、每部2小时的高清电影在一秒钟内传送出去。

NTT实验系统关键技术

12 芯径光纤设计、制造技术

NTT公司在藤仓公司和北海道大学协作下,生产出了12芯径的光纤,并在实现与传统光纤相同的低损耗特性下,芯径彼此之间泄漏的串扰光信号功率也足够低。然而,现有的多芯径光纤的结构,芯径达到7个以上的话,由于串扰光信号的影响,会造成每个芯径传输效率的劣化。

这次由NTT、藤仓公司和北海道大学设计的新型12芯径光纤,邻接的芯径数目左右各一个,这与历来的多芯径的光纤相比,泄漏的串扰光信号功率比较低,而且同时也实现了低损耗特性。

多芯径连接技术

通常的光收发回路,为了把光信号有效地输入到光纤的多芯径内,办法是通过传统光纤的介入,采用了专用器件(通过fan-in和fan-out,将传统的12根光纤与1根12芯径的光纤连接的技术)。本实验系统,采用了在V形槽衬垫内,将1根12芯径的光纤,同比传统的光纤直径小1/3的12根光纤,进行设置准确的连接,实现了在芯径内光信号损失低,同时芯径间干扰信号也小。

32QAM多电平正交幅度数字调制技术

历来在光通信中,都使用光信号开/关这两种状态的强度(幅度)调制方式,而在本实验系统中,把数字信号处理技术应用到光通信中。用光波的性质(相位和极化)制作成大量的信号状态。在本实验系统中,采用了把光信号1和0,让其对应于32QAM多电平正交幅度数字调制。

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