康宁实现多芯光纤衰减的新纪录

  为满足跨洋海底光缆Petabit/s容量的需求，多芯光纤（MCF）技术近年来成为了行业研究和产业化的热点。在2023年的欧洲光通信会议（ECOC）上，康宁发表了《用于海底传输的创纪录低损耗0.144dB/km双芯光纤》，介绍了康宁在多芯光纤领域取得的最新进展。

图1 双向芯MCF示意图       图2 基于不同折射率凹槽设计的纤芯

  在海底通信的应用中，为了保证传输的性能，既要每个纤芯都保持超低的衰减，又要纤芯之间实现较低的串扰。同时满足衰减和串扰的要求是多芯光纤制作的技术难点，因此多芯光纤的设计比单纤光纤要考虑更多的因素，包括折射率分布，纤芯的位置（耦合的状况），几何尺寸和有效面积等。

  康宁设计了两种不同折射率分布的双芯光纤。纤芯采用纯硅芯技术，包层掺氟并通过纤芯-包层的粘度匹配以降低光纤衰减，纤芯之间为弱耦合以减小串扰。光纤的包层外径与普通单模光纤同为125μm，两个纤芯的有效面积都是~115um2。研究结果表明，当纤芯间距在50μm的情况下，光纤的衰减和串扰达到较理想的状态：1550nm处的衰减可低至创纪录的0.144dB/km（比前记录降低了0.008dB/km），同向传输串扰小于-46dB/25km， 反向传输串扰小于 -62dB/100km。这种级别的串扰在跨大西洋（6000公里）和跨太平洋（10000公里）的网络场景中对系统传输性能几乎没有影响。

图3 两种折射率设计的多芯光纤在不同纤芯间距时

1550nm下的同向串扰与衰减

图4 两种折射率设计的多芯光纤的衰减谱

  除此之外，康宁还提出了串扰测量和纤芯识别的方法，可为行业未来的进一步发展和标准化探讨提供参考。