世界上首次使用单芯多模光纤传输1 PB / S

由日本国家信息和通信技术研究所（NICT）网络系统研究所的研究人员组成，由乔治·拉德马赫（Georg Rademacher）领导，诺基亚贝尔实验室（Nellia Bell Labs）（美国贝尔实验室），尼古拉斯·金丹·尼古拉斯（Nicolas K. Fontaine）和普里西米安集团（Prysimian Group，普里西米安（Prysimian），皮埃尔·西拉德（Pierre Sillard）率领的法国）以单芯多模光纤成功实现了每秒超过1 PB的世界首次传输。这使多模光纤中的当前记录传输增加了2.5倍。

迄今为止，在支持大量模式的光纤中的传输实验仅限于较小的光带宽。在这项研究中，我们证明了将高光谱效率的宽带光传输与引导15种光纤模式的光纤相结合的可能性，这些光纤的包层直径与当前的工业标准0.125 mm一致。这是通过模式多路复用器和光纤实现的，该光纤支持在23 km的距离上超过80 nm的宽带传输。这项研究强调了使用类似于标准多模光纤生产工艺的光纤制造工艺，单芯多模光纤在高容量传输方面的巨大潜力。

这项研究的结果被第46届欧洲光通信大会（ECOC 2020）的截止日期后的会议接受。

实验装置。

在过去的十年中，为了适应指数级增长的数据传输需求，在世界范围内进行了深入的研究，以提高使用空分复用的光传输系统中的数据速率。与多芯光纤相比，多模光纤可以支持更高的空间信号密度，并且更易于制造。但是，将多模光纤用于大容量空间分辨率多路复用传输需要使用计算量大的数字信号处理。这些要求随着传输模式的数量而增加，并且实现支持大量光纤模式的传输系统是研究的活跃领域。

以前在多模光纤中进行的高容量演示。

在NICT，设计并进行了传输实验，该实验利用了Prysmian制造的传输光纤和Bell Labs开发的模式多路复用器。NICT开发了一个宽带收发器子系统，以发送和接收数百个高信号质量的高频谱效率WDM信道。新颖的模式多路复用器基于多平面光转换过程，其中15个输入光纤的光在相板上反射多次，以匹配传输光纤的模式。传输光纤长23公里，具有渐变折射率设计。它基于针对宽带操作进行了优化的现有多模光纤设计，其包层直径为0.125 mm，涂层直径为0.245 mm，均符合当前的行业标准。传输系统在多模光纤中的首次传输超过每秒1 PB，将当前的记录显示提高了2.5倍。

当增加多模光纤传输系统中的模数时，所需的MIMO数字信号处理的计算复杂度增加。但是，使用的传输光纤具有较小的模态延迟，从而简化了MIMO复杂度，并在较大的光带宽上保持了较低的模态延迟。结果，我们可以演示382个波长信道的传输，每个信道都由64-QAM信号调制。使用具有高空间信号密度和易于制造的技术的单芯多模光纤的大容量传输的成功，有望为未来的大容量光传输系统推进大容量多模传输技术。

前景

未来，我们将寻求扩展大容量多模传输距离并将其与多核技术集成的可能性，从而为未来的大容量光传输技术奠定基础。

关于该实验结果的论文发表在第46届欧洲光通信会议（ECOC2020，2020年12月6日至10日）上，这是与光纤通信有关的最大的国际会议之一。它原计划在比利时的布鲁塞尔举行，但由于新型冠状病毒的流行，实际上不得不进行。该论文在12月10日举行的最新研究特别会议（后期截止论文）上得到了很高的评价，并被采纳作为介绍。

会议：欧洲光通信会议（ECOC2020）