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qt 伴隨著容量的提升及輸入功率的增加，由于非線性香農(nóng)極限的影響，單模
光纖的傳輸容量即將到達(dá)上限。傳統(tǒng)單模光纖（SMF）傳輸系統(tǒng)的最大容量被認(rèn)為在100 Tbit/s左右。這個(gè)極限是由信噪比和帶寬決定的，雖然通過先進(jìn)的編碼技術(shù)可以挖掘出更多的潛力，但物理上的限制不可避免。實(shí)芯光纖也逐漸暴露出難以滿足低時(shí)延業(yè)務(wù)、非線性嚴(yán)重，最大傳輸容量很難持續(xù)提升的問題。在光纖傳輸其他維度已無法突破的情況下，如何提高光纖容量呢？
多芯光纖和
空芯光纖的引入， 為解決當(dāng)前傳統(tǒng)光纖的局限提供了一個(gè)解決方案，旨在突破單模光纖的容量限制。
LBmM{Gu ;GE26Ymqly 什么是多芯光纖（Multi-core Fiber, MCF）？ djsz!$ 多芯光纖就是在同一根光纖內(nèi)，有多根纖芯，多個(gè)信號(hào)可通過各自的纖芯進(jìn)行獨(dú)立傳輸，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)傳輸容量實(shí)現(xiàn)數(shù)量級(jí)的提升。這使得同一根光纜能夠在不顯著增加物理體積的情況下，提供數(shù)倍于傳統(tǒng)光纖的傳輸帶寬。
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X-kXg)!Bg 4D^ M<Xn K`Bq(z?/ 與傳統(tǒng)光纖相比， MCF在同一光纖中傳輸多個(gè)信道，可以大幅度提高帶寬，從而滿足數(shù)據(jù)中心、骨干網(wǎng)等對(duì)傳輸容量日益增長(zhǎng)的需求；同時(shí)減少了光纖鋪設(shè)的數(shù)量，節(jié)省了光纖資源和安裝空間。
-RG8<bI, Z}8k[*. 根據(jù)光纖芯之間的耦合程度，多芯光纖通常分為以下兩類：無耦合多芯光纖（Uncoupled Core MCF,UC-MCF）和耦合多芯光纖（Coupled Core MCF, CC-MCF）。兩者的纖芯間距不同，非耦合多芯光纖的芯間距大于30um，耦合多芯光纖的芯間距小于30um。纖芯間距是指相鄰兩個(gè)纖芯之間的距離。
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EkJVFHfh URYZV8=B~ W/ g|{t[ 耦合MCF中的每個(gè)纖芯比較緊湊，纖芯之間的信號(hào)傳輸容易產(chǎn)生相互干擾，因此需要在傳輸系統(tǒng)中采用多輸入輸出MIMO數(shù)字信號(hào)處理DSP來處理模式耦合效應(yīng)。信號(hào)之間發(fā)生模式耦合導(dǎo)致信號(hào)在接收端混合在一起，無法區(qū)分，因此采用MIMO-DSP技術(shù)通過在接收端對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼和恢復(fù)，即分離和恢復(fù)每個(gè)纖芯上的原始信號(hào)，確保每個(gè)信號(hào)都能被準(zhǔn)確的接收和解碼。類似地，非耦合MCF中每個(gè)纖芯是獨(dú)立傳播信號(hào)，不需要MIMO DSP進(jìn)行處理。從成本上來說，當(dāng)然希望是可以選擇不需要MIMO來處理的非耦合MCF，但非耦合MCF用于長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，又容易產(chǎn)生芯間串?dāng)_（XT）。芯間串?dāng)_是MCF需要關(guān)注的一個(gè)重要
參數(shù)，可定義為單芯信號(hào)的磁場(chǎng)或電場(chǎng)對(duì)相鄰芯信號(hào)的干擾。由于同一包層區(qū)域有多個(gè)芯，因此串?dāng)_是系統(tǒng)的重要因素。為了減少芯間的串?dāng)_，芯間距應(yīng)適當(dāng)。
I %|@ 3=Yc ih>a~U< 多芯光纖商用情況 qDnCn H 2024年3月，日本電信運(yùn)營(yíng)商N(yùn)TT攜手NEC成功完成 “首次跨洋7280千米傳輸實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)采用了12芯多芯光纖技術(shù)，將光網(wǎng)絡(luò)帶寬提高12倍。
n1QEu"~Zj 2024年3月，谷歌透露與日本電氣合作，采用多芯光纖技術(shù)建設(shè)連接臺(tái)灣、菲律賓和美國(guó)的海底光纜系統(tǒng)TPU，預(yù)計(jì)2025年底完工。該系統(tǒng)是全球首個(gè)采用MCF技術(shù)的商用海底光纜系統(tǒng)。
#K=b% ;> 2023年，烽火通信基于自研19芯單模光纖，實(shí)現(xiàn)了凈傳輸容量3.61Pbit/s的系統(tǒng)傳輸，相當(dāng)于1秒下載約135300部最高畫質(zhì)的電影，刷新了單模多芯光纖傳輸容量的世界紀(jì)錄。
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