日本NICT藤倉用三模光纖實現(xiàn)159Tb/s傳輸1045km世界記錄

  ICCSZ訊（編譯：Aiur） 日本光通信在光傳輸領域再獲突破，據(jù)日本情報通信研究機構(gòu)（NICT） 4月13日報道，NICT與藤倉株式會社(Fujikura，總裁：伊藤雅彥)合作開發(fā)了一種三模光纖，能夠進行標準外徑(0.125 mm)的寬帶波長復用傳輸，可與現(xiàn)有設備進行電纜連接。該研究成功演示了1045km以上的傳輸實驗，數(shù)據(jù)容量達159 Tb/s。

      眾所周知，由于多模光纖在不同模式下的光信號之間具有不同的傳播延遲，使得難以同時滿足大數(shù)據(jù)速率和長距離傳輸，而如今這一試驗成就表明這些障礙可以被克服。如果將結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)速率和距離的乘積(這是傳輸能力的一般指標)，其結(jié)果達到166 Pb/s×km，這是標準外徑低模光纖的最新世界紀錄，并且對于任何類型的標準直徑光纖而言，其最大數(shù)據(jù)速率都超過1000公里。

      為了獲得159 Tb/s的傳輸容量，模式復用結(jié)合了16-QAM(正交調(diào)幅)，這是一種實用的高密度多級調(diào)制光信號，對于全部348個波長和MIMO(多輸入和多輸出)而言，即使在超過1000公里的傳輸之后，也可以對混合模式信號進行解擾。這項演示結(jié)果入選了今年美國第41屆OFC大會論文（“159 Tbit/s C+L Band Transmission over 1045 km 3-Mode Graded-Index Few-Mode Fiber”，研究參與者：研究者：Georg Rademacher、Ruben S. Luis、Benjamin J. Puttnam、Tobias A. Eriksson、Erik Agrell、Ryo Maruyama、Kazuhiko Aikawa、Hideaki Furukawa、Yoshinari Awaji和Naoya Wada）。

傳輸試驗照片

  研究背景

  隨著應對日益增加的通信業(yè)務上升，全球范圍內(nèi)的研究人員們積極開展了使用超過常規(guī)光纖極限的新型光纖的大規(guī)模光傳輸及其應用的研究。他們所研究的主要新型光纖為多芯光纖，內(nèi)部包含多個通道(芯)并且多模光纖具有較大芯徑的單芯可支持多種傳播模式。到目前為止，使用多芯光纖實現(xiàn)大容量和長距離傳輸?shù)膶嶒炓呀?jīng)得到報道，但是人們認為同時滿足大容量和長距離傳輸?shù)亩嗄９饫w依然存在困難。

  研究收獲

  在研究工作中，NICT利用藤倉開發(fā)的光纖構(gòu)建了一個傳輸系統(tǒng)，并實現(xiàn)超過1045km的數(shù)據(jù)速率159Tb/s的傳輸成果。數(shù)據(jù)速率和距離的乘積是衡量傳輸能力的綜合指標，而這項成果達到了166 Pb/s×km，是目前低模光纖傳輸世界紀錄的兩倍。傳輸系統(tǒng)采用了以下幾種技術(shù)：

  1、基于標準外徑0.125mm的三模光纖;

  2、光源中合束了348個波長光

  3、相當于4 bits/單極符號的16-QAM多級調(diào)制技術(shù)

  4、光纖中傳播速度不同的多模光信號分離技術(shù)(MIMO處理)

  日本研究人員使用標準三模光纖實現(xiàn)超過1045km的傳輸。使用標準外徑光纖可以與現(xiàn)有設備兼容，是這種技術(shù)在早期階段的實際使用中是有前景的。如果NICT與日本產(chǎn)業(yè)界、大學和政府合作進一步開展多芯技術(shù)的研究，那超大容量傳輸將成為可能。研究人員也將不斷研究開發(fā)未來光通信基礎設施技術(shù)，以快速滿足大數(shù)據(jù)和5G網(wǎng)絡服務。

  傳輸系統(tǒng)原理與試驗

圖1：傳輸系統(tǒng)的原理圖，顯示模式分離多路復用傳輸系統(tǒng)。

  1、同時產(chǎn)生348個不同波長的激光鏈路

  2、對光梳光源的輸出光進行偏振復用16 QAM調(diào)制，并添加延遲差以模擬多個不同的信號。

  3、通過三模光纖傳輸?shù)拿總€信號序列作為不同的傳播模式

  4、在通過長度為55公里的三模光纖傳輸后，通過圓形開關將其再次引入三模光纖。通過重復該環(huán)路傳輸，達到的最終傳輸距離為1045公里。

  5、每個模式信號被光學分離，通過執(zhí)行6×6比例的MIMO信號處理來分離信號，并且測量傳輸誤差。

圖2：試驗結(jié)果

  1、在圖1所示的實驗系統(tǒng)中，通過在發(fā)送和接收時應用諸如糾錯處理之類的各種編碼來進行驗證以最大化系統(tǒng)的傳輸能力(數(shù)據(jù)速率)。

  2、圖2中的實驗結(jié)果圖顯示了應用糾錯碼來優(yōu)化總吞吐量。 雖然許多編碼速率是統(tǒng)一的，但單個通道可以使用最佳糾錯碼來實現(xiàn)每秒159 Terabits的總數(shù)據(jù)吞吐量。

  原文鏈接：http://www.nict.go.jp/press/2018/04/05-1.html