Top-Scored 论文 | 在125μm直径的4芯光纤内实现速率为0.596Pb/s的S,C,L波段传输

   日期:2020-06-08     来源:PhotoniX    浏览:83    评论:0    
核心提示:撰稿人 | Maikesiwei Yao

4芯强耦合光纤

 


撰稿人 | Maikesiwei Yao

 

论文题目 |在125μm直径的4芯光纤内实现速率为0.596Pb/s的S,C,L波段传输

 

作者 | Benjamin J. Puttnam, et al



论文概述


      空分复用技术中,在标准通信单模直径(125μm)下来实现超大容量的传输一直也是该项技术的研究侧重点。来自日本国家信息和通信技术研究所的Benjamin J. Puttnam等人利用包层直径为125μm的4芯强耦合光纤,结合了空分复用技术(SDM)和波分复用技术(WDM),通过一个带宽扩展的光频梳光源在S与C+L波段实现了24.5GBaud的偏振复用16-QAM和偏振复用256-QAM的传输,聚合吞吐量达到了596.Tb/s。单个空间信道吞吐量达到了149.1Tb/s,距离现有单模光纤传输纪录不到1%。相关研究成果以题目“0.596 Pb/s S, C, L-Band Transmission in a 125µm Diameter 4-core Fiber Using a Single Wideband Comb Source”于2020年3月发表在美国光纤通信会议(Optical Fiber Communication 2020)上,被评为所在专题的Top-Scored。


研究背景


      空分复用技术里,使用大芯径的多芯少模光纤来提高空分复用的密度,进而大幅度提高系统的传输容量一直是该技术的研究重点。但是,随着芯径的增加,光纤的机械性能和制备成功率逐渐降低,熔接损耗和制作成本逐渐上升。更重要一点,无法直接兼容现有的基于单模光纤的通信系统。因此,在标准单模尺寸下,进行大容量传输,从而提供一条从现有系统向将来大容量传输系统转变的路径,就显得极为重要。


技术突破


图1 4芯强耦合光纤S,C+L波段传输实验

     图1为传输实验框图。实验采用间隔为25GHz,带宽超过120nm的光频梳作为光源。通过WDM耦合器和可调谐滤波器将光源分为S和C+L波段进行分别调制。S波段经过半导体光放大器(SOA)进行放大,C+L波段通过EDFA进行放大。随后经过采样速率为49G的四通道AWG进行信号调制,S波段信道调制加载上偏振复用16QAM的信号并经过掺铥光纤放大器(TDFA)进行放大,C+L波段信道则调制加载上256QAM信号进行传输并经过EDFA进行放大。信号最后由采样速率为80G的实时示波器进行采集,利用总抽头数为114的时域2x2MIMO均衡器进行离线DSP处理。

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图2 4芯强耦合光纤传输速率


观点评述


      在光纤通信领域当中,科研人员根据光的物理本质,相继提出了频分复用,波分复用,偏振复用,相位正交复用和空分复用等技术。为了追求更大的传输容量和更高的传输速率,各种技术往往不是独立存在,而是相互交融,共同提升了通信系统的性能。

      相比于上一篇文章,本文在标准单模光纤尺寸(125μm)下,通过扩展波分复用的波长带宽,而不是追求更大空分复用密度,获得了更高的单信道通信传输速率。此外,本文中的强耦合多芯光纤可以利用全光纤耦合器来完成纤芯的复用/解复用,提供了更稳定和更低损耗的连接。

      就短期内的商业应用前景而言,无疑更甚一筹。扩展更宽的波长,相比于从前简单的增加纤芯数目而言,带来了关于系统中光源和链路中器件的新的研究内容,给之前乏味的空分复用研究带来了一丝丝新鲜的空气。


 
 
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