NEC和NTT首次成功地利用12芯光纤进行了超过7000公里的远距离传输实验

ICC讯（编译：Vicki）NEC Corporation和NTT Corporation (NTT)宣布，他们已经成功进行了首次使用耦合12芯多芯光纤的跨洋级7280公里传输实验，该光纤由标准外径(0.125 mm)光纤中的12条光信号传输路径组成。这一成果有望成为实现包括未来海底光缆在内的大容量光网络的下一代传输基础设施技术。

Figure 1: Cross sections of a single-core fiber (left) and a coupled 12-core multicore fiber (right)

 随着5G在全球范围内的普及和数据中心间通信的增加，国际互联网流量从2018年到2022年将以年均30%的速度增长，预计这一趋势将持续下去。为了满足日益增长的通信需求，除了增加海底光缆的数量外，还需要增加每个海底光缆系统的传输容量。

 现有的海底光缆使用的是单芯光纤，即在一根光纤中只有一条光传输路径，称为芯。与此相反，在不改变标准外径的情况下，利用多芯光纤增加传输容量的研究正在世界各地进行。NEC公司目前正在进行一项使用双芯多芯光纤和两条光传输路径的长途海底光缆系统的安装项目。

 在标准外径的光纤中，随着芯数的增加，从一个芯泄漏的光信号会干扰相邻芯的光信号，从而产生串扰，影响相互通信的质量。特别是在远距离传输中，除了串扰的严重性外，由于光信号之间延迟和损耗的不均匀性，使得准确接收传输信号变得困难。

 NEC和NTT开发了以下技术来解决这些问题。

Figure 2: Schematic diagram of the technologies developed

1. NEC开发了一种算法，用于使用多输入多输出(MIMO)技术对接收信号进行解调

虽然MIMO技术通常用于分离多个干扰无线电信号，但在现有光通信中已实际应用的MIMO信号处理规模仅限于双极化复用信号。此外，多芯光纤需要更广泛的信号处理，因为光信号进一步多路复用。此外，远距离传输中串扰的随机发生也是必须解决的问题。NEC现在开发了一种长距离传输算法，并将其应用于24 × 24 MIMO(12核× 2极化)，实现高速接收信号的精确分离和解调。

 2. NTT耦合12芯多芯光纤传输线的研制

在使用多芯光纤的长途光通信中，当多路光信号在传播过程中出现非均匀延迟和损耗时，接收过程中MIMO信号处理所需的电路资源增加，给实现带来困难。此外，传输损耗的不均匀性极大地限制了可以传输的距离。在本研究中，NTT开发了耦合多芯光纤和光输入/输出设备(连接扇入/扇出)的设计技术，可以减少信号延迟和损耗之间的不均匀性的影响，以及用于长途应用的光传输线设计评估技术。

 结合这些技术，NEC和NTT进行了超过7280公里的长距离传输实验，假设了跨洋级海底光缆，并在世界上首次成功实现了12路空间复用光信号的离线精确解调。

Figure 3: Trends in long-haul optical transmission using space-division multiplexed fibers of standard outer diameters and the positioning of these research results

 两家公司将进一步推进这些技术的研究和开发，目标是将其作为长途、大容量海底光缆系统和地面核心网络系统进行商业化，这将有助于实现IOWN®概念和2030年代5G/6G时代的大容量光传输基础设施。

 NEC和NTT将在全球最大的光通信活动OFC 2024技术会议(2024年3月24日至3月28日，美国加利福尼亚州圣地亚哥会议中心)上以论文的形式展示这一结果。