OFC 2024：研究人员实现跨洋距离12空间通道WDM/SDM传输

耦合多芯光纤助力实现更高容量海底光缆

  ICC讯 据OFC报道，研究人员通过使用标准包层直径耦合多芯光纤，以创纪录的12空间通道实现了7280公里跨洋距离的波长/空分复用 (WDM/SDM) 传输。这一成就为致力于节省空间资源的光纤技术增加海底光缆容量开辟了新的可能性。

  这项研究由日本NEC公司和NTT公司合作，NEC公司Manabu Arikawa将在OFC 2024展示和介绍研究成果。OFC是光通信和网络领域的顶级全球盛会，该盛会将于2024年 3月24日至28日在美国加州圣地亚哥会议中心举行。

  Arikawa表示，海底光缆系统是生活与经济的重要基础设施，跨越海洋连接世界；由于全球流量需求呈指数级增长，未来的光缆需要越来越高的传输容量。这项研究成果可以显着提升光缆在相同光纤数量时的空间通道数量，从而提高海底光缆的容量，降低每传输比特的成本，并提高连接效率。

  WDM和SDM可以最大限度地提高光纤通信系统的容量和效率。WDM的工作原理是通过为每个通道分配唯一的光学波长，在单根光纤上同时传输多个信号，而SDM使用单独的空间路径或光纤芯在单根光纤内或是跨不同光纤传输多个数据。

  对于海底光缆而言，仅在使用15模光纤传输1001公里或使用10模光纤传输1560公里时才能达到10个以上的空间信道。在跨洋距离上实现高空间数量传输所面临的挑战，就是找到一种方法来减少传输线路的空间模式色散（SMD）和模式相关损耗（MDL）。多芯光纤是一项绝佳选择，因为它们多个独立的纤芯可以各自承载一个光通信通道，从而进行并行数据传输。与非耦合版本相比，耦合多芯光纤可以在标准125 μm直径包层中容纳更高的纤芯数量。

  在这项新工作中，研究人员使用32 Gbaud PDM-QPSK调制格式在一条52公里距离，由标准包层直径的耦合12芯光纤(C12CF)组成的循环环路上进行WDM/SDM传输。 确定最佳跨距输入功率后，他们评估了C波段三个波长范围的传输性能。

  他们观察到，在单跨环配置（single-span loop configuration）中，1536.6 nm波长传输7280公里（140个环路），1550.9nm和1560.6nm波长可传输9360 km（180 个环路），前向纠错后可实现无差错传输。他们还展示了每52公里C12CF跨度0.1ns的空间模式色散和0.3dB的模式相关损耗，以及相对较低的波长依赖性。

  Arikawa表示，下一个重要步骤是从未来实现光通信MIMO收发器的角度评估实时实现中的大规模多输入/多输出 (MIMO) 处理，另一个重要主题是光纤MDL与空间通道数量的影响和可扩展性，以表征和克服未来的容量限制。

  波分复用（WDM）是光学复用技术之一，通过使用不同的波长将多种光载波信号复用到单根光纤上以增加带宽。WDM波长的每个信号都独立于任何协议和任何速度。WDM技术允许通过单根光纤同时进行双向通信。WDM基础将网络简化为单个虚拟光纤网络，而不是使用不同光纤与服务的多种形式信号。如此以来，WDM通过减少所需光纤数量来增加带宽并降低组网成本。

  WDM系统有两种不同的波长模式：粗波分复用(CWDM)和密集波分复用(DWDM)。CWDM 和DWDM都是在单根光纤上传输多个光波长，但在波长间隔、通道数量以及在光空间中放大复用信号能力等方面有所不同。在WDM系统中，不同的光信号在光纤的一端耦合（复用）在一起，并在另一端分离（解复用）到不同的通道中。