Sumitomo Electric Industries, Ltd. ha desarrollado un nuevo tipo de cable de fibra óptica acoplada multi-núcleo adecuada para la transmisión de larga distancia, que ha establecido nuevos registros de baja atenuación y baja dispersión de modo espacial en las fibras ópticas para la multiplexación por división en el espacio.

El tráfico de la red de datos en los sistemas de transmisión de larga distancia está creciendo debido a los usos generalizados de los teléfonos inteligentes, centros de datos, y otros; y la capacidad de transmisión ha sido mejorada con la baja pérdida¹ de los cables de fibra óptica monomodo². Al mismo tiempo, para conseguir esta mejora drástica de la capacidad, la multiplexación por división espacial (SDM) ha sido intensamente estudiada, y se prevé que la fibra multi-núcleo (MCF)² sea como una fibra óptica de próxima generación que puede alcanzar sistemas de transmisión de ultra alta capacidad

Sumitomo Electric ha desarrollado un núcleo MCP (CC-MCF)² acoplado de 4 núcleos de sílice puro, en el estándar de revestimiento de 125 micras. La fibra desarrollada ha alcanzado la atenuación¹ de 0,158 dB / km en la longitud de onda de 1550 nm y la dispersión de modo espacial (SMD)³ de 6,1 ps / √km⁴ en la longitud de onda 1520 a 1580 nm, los cuales son las más bajas jamás registradas en las fibras ópticas para la multiplexación por división de espacio.

El ultra-baja atenuación junto con la fibra monomodo (SMF) de ultra baja pérdida permite la transmisión de la señal con menor ruido que las fibras SDM anteriores, y se espera que alcance un recuento espacial de canal sin degradación de capacidad por canal. La SMD de 6,1 ps / √km es un quinto de la SMD más baja de las fibras MDF anteriores, y por lo tanto puede reducir la complejidad de cálculo de la MIMO (multiple-input-multiple-output) de procesamiento de señal digital (DSP)⁵ para la compensación de la diafonía. Además, la CC-MCF desarrollada con el revestimiento estándar de 125 µm de diámetro se puede cablear con los diseños de cable existentes para las fibras ópticas estándar, y se espera que tenga una alta fiabilidad mecánica equivalente a la de la fibra óptica estándar.

* 1: La atenuación o pérdida (de transmisión), es la cantidad de luz degradada por la dispersión y absorción mientras viaja en una fibra óptica. Con una menor atenuación, las señales ópticas se pueden transmitir a una distancia más larga. La pérdida más baja de la fibra óptica comercial es de 0,154 dB / km a 1550 nm, que se realiza en fibra óptica monomodo de ultra baja pérdida para la transmisión submarina. La atenuación de la fibra monomodo estándar es de alrededor de 0,185 dB / km. La menor atenuación de las fibras SDM previamente fue 0,168 dB / km (promedio sobre núcleo).

* 2: Tipos de fibras ópticas
Caracteristicas
La fibra monomodo (SMF): Una fibra óptica que tiene un núcleo delgado (<10 micras). Sólo existe una trayectoria óptica en la fibra.
Fibras ópticas estándar: Una fibra óptica normalizada para diferentes comunicaciones de fibra óptica entre ellas SMF. El revestimiento (vidrio) de diámetro estándar es de 125 micras.
Fibra multi-núcleo (MCF): Una fibra óptica que tiene múltiples núcleos. Hay tipo "desacoplada" y tipo "acoplada".
MCF desacoplada: Una MCF que tiene la diafonía núcleo-núcleo lo suficientemente baja como para el uso de cada núcleo como un canal espacial aislado. Para la supresión de la diafonía, la distancia núcleo-núcleo tiene que ser separada y el diámetro del revestimiento tiende a aumentar.
MCF Acoplada / MCF de núcleo acoplada (CC-MCF): Una MCF que tiene una corta distancia núcleo-núcleo y gran diafonía. La MIMO DSP es necesaria para la compensación de la diafonía, pero la CC-MCF puede empaquetar más núcleos en un revestimiento más pequeño que la MCF desacoplada.
La fibra multimodo (MMF): Una fibra óptica que tiene un núcleo grueso (> 10 micras). Existen varias vías ópticas (modos) en el núcleo. La diafonía modal es difícil de suprimir y por lo tanto la MIMO DSP es necesaria para la compensación de la diafonía en la transmisión de SDM.
 

* 3: La dispersión de modo espacial (DME) es la cantidad del tiempo de propagación del pulso de luz, inducida por las diferencias de vías ópticas entre múltiples trayectorias ópticas en una fibra óptica. Es preferible una SMD inferior debido a qué la complejidad de cálculo DSP puede ser reducida.

* 4: "ps / √km" es la unidad de la dispersión de modo espacial en la MCF acoplada, que representa que la propagación de tiempo (p) de la señal de impulsos crece proporcionalmente a la raíz cuadrada de la distancia de transmisión (√km), es decir, la DME después de la transmisión de 10.000 km es 100 veces (no 10.000 veces) más alta que después de la transmisión de 1 km. Por otra parte, la propagación de impulsos de señal (PS, NS) de la MMF crece proporcionalmente a la longitud de transmisión (km) porque el acoplamiento de modos es débil. De este modo la unidad SMD se convierte en "ps / km", "NS / km", etc.

* 5: DSP MIMO o procesamiento de señales digitales Multiple-Input-Múltiple-Output es el cálculo digital que puede compensar la diafonía de la MCF y el MMF. Las señales totalmente mixtas pueden ser separadas de las señales individuales originales.

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