Phát triển và trình diễn bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái công nghệ hàng đầu thế giới làm tăng công suất cáp quang của tàu ngầm với sợi đa lõi
- Tính khả thi của công suất cao hơn bảy lần so với bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái hệ thống hiện tại được xác minh -

ngày 28 tháng 3 năm 2022

KDDI Research, Inc.
Đại học Tohoku
Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Furukawa Electric Co., Ltd.
NEC Corporation
OptoQuest Co., Ltd.

Bộ Truyền thông và Truyền thông Nhật Bản đã xây dựng chủ đề nghiên cứu và phát triển kỹ thuật II II Công nghệ hệ thống truyền tải quang học đa năng cao để hỗ trợ phát triển công nghệ mạng quang học sáng tạo với cơ sở hạ tầng xã hội mới (JPMI00316) trong năm 2018. Là một phần của sáng kiến ​​này, Bộ đã ủy thác sáu tổ chức: KDDI Research, Inc. (Nghiên cứu KDDI; Chủ tịch và Giám đốc điều hành: Hajime Nakamura), Đại học Tohoku (Đại học Tohoku; Chủ tịch: . cơ sở hạ tầng.

Sợi đa lõi là bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi quang có nhiều lõi vận chuyển ánh sáng tiếp xúc với khả năng truyền cao hơn bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi quang thông thường. Dự án R & D này đã đánh giá khả năng truyền của hệ thống cáp tàu ngầm quang đường dài trong phòng thí nghiệm. Chúng tôi đã phát triển cáp quang tàu ngầm bằng cách sử dụng bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa lõi, bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái bộ khuếch đại quang học đa lõi nhỏ gọn và công nghệ đánh giá hiệu suất cáp quang tàu ngầm để thiết lập bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái công nghệ cơ bản cần thiết để tăng công suất của hệ thống cáp quang ngầm. Chúng tôi đã chứng minh tính khả thi rằng bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa lõi tăng cường khả năng truyền của hệ thống cáp quang tàu ngầm lớp 3.000 km (bao gồm khu vực châu Á-Thái Bình Dương) lên khoảng 1,7 petabit mỗi giây (PBIT/s), cao hơn bảy lần so với hệ thống hiện tại(Lưu ý 1).

Dự án R & D này đã thiết lập công nghệ cơ bản tạo điều kiện cho việc mở rộng cơ sở hạ tầng truyền thông dữ liệu toàn cầu sử dụng bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa lõi. Hơn nữa, chúng tôi sẽ quảng bá R & D cho bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái ứng dụng thực tế, bao gồm sản xuất hàng loạt, vận hành và bảo trì cơ sở hạ tầng, với mục tiêu cho phép thương mại hóa công nghệ vào giữa những năm 2020.

Bối cảnh

Tốc độ truyền dữ liệu toàn cầu đã tăng đáng kể do truyền thông di động 5G và truyền dữ liệu nâng cao giữa bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, nhu cầu hàng năm về lưu lượng truyền thông quốc tế dự kiến ​​sẽ tăng 30% 40% từ năm 2020 đến 2026(Lưu ý 2). Xu hướng này có thể được tăng tốc khi bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái hoạt động trực tuyến tiếp tục phát triển. Cơ sở hạ tầng cáp quang ngầm cho phép truyền dữ liệu quốc tế công suất cao và khả năng truyền có thể được tăng cường bằng cách sử dụng nhiều sợi quang trong cáp. Tuy nhiên, cáp quang thông thường chỉ có thể chứa một số lượng sợi quang hạn chế mà không thay đổi đường kính ngoài của cáp. Do đó, trong trường hợp không có bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái công nghệ mới nổi, việc tăng khả năng truyền dữ liệu là một thách thức khó khăn.

Tổng quan và kết quả R & D

Nghiên cứu KDDI, Đại học Tohoku, Sumitomo Electric, Furukawa Electric, NEC và Optoquest được giao nhiệm vụ tiến hành nghiên cứu và phát triển bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa loại có nhiều lõi lõi nhẹ trong một sợi quang, giúp vượt qua bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái phần giới hạn của bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái mô hình. Sáu tổ chức đã phát triển và chứng minh bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái công nghệ cơ bản (Hình 1, bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái bước 1 - 5) cần thiết để nhận ra một hệ thống cáp quang ngầm bền vững, công suất cao. Kết hợp tất cả bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái kết quả phát triển và xác minh, tính khả thi của việc mở rộng khả năng truyền đạt xấp xỉ. 1,74 PBIT/s đã được xác minh cho hệ thống cáp tàu ngầm quang học hạng 3.000 km bao phủ khu vực châu Á-Thái Bình Dương bằng cách sử dụng cáp quang dưới biển chứa 32 sợi (16 cặp) sợi bốn lõi, thiết bị đa chức năng và bộ khuếch đại quang học.
* Bước 1, 2 và 4 đã được thông báo bởi sáu công ty.

Bước 1-5 được mô tả bên dưới.
1) Phát triển và trình diễn hệ thống truyền tải đường dài dựa trên sợi quang đa lõi.

Chúng tôi đã phát triển bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa lõi với mức độ tổn thất truyền thấp nhất thế giới. bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa lõi của chúng tôi chứa bốn lõi (sợi bốn lõi), cho phép công suất truyền cao gấp bốn lần so với bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi quang thông thường. Ngoài ra, chúng tôi đã truyền thành công bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái tín hiệu quang tốc độ cực cao trên bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa lõi trên một khoảng cách Transpacific. Cụ thể, truyền sợi đa lõi đường dài thành công ở mức 109 và 56 terabit mỗi giây (TBIT/s) trong khoảng cách tương ứng là 3,120 và 12.000 km đã được chứng minh. Vì Crosstalk Intercore là một vấn đề lớn trong truyền sợi đa lõi, chúng tôi đã tối ưu hóa cấu trúc sợi quang và phương pháp sản xuất để tạo ra một sợi đa lõi với nhiễu tín hiệu liên lạc thấp hơn. Cáp quang bốn lõi tiếp xúc với tổn thất truyền tải lớp 0,155 dB/km và nhiễu xuyên âm thấp hơn -60 dB/100km.

2) Phát triển cáp ngầm triển khai sợi đa lõi

Chúng tôi đã phát triển hệ thống cáp quang đa lõi tàu ngầm đầu tiên, có bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi có khả năng truyền cao hơn đáng kể, trong khi vẫn duy trì cùng kích thước sợi quang và đường kính cáp. Cáp chứa tổng cộng 32 sợi bốn core, cho phép truyền lên tới 128 lõi. Thông qua bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái thử nghiệm truyền dẫn dưới nước và đường dài giả định bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái điều kiện hoạt động thực tế, chúng tôi đã xác minh hiệu suất truyền chất lượng cao của cáp sợi đa lõi của chúng tôi, trong khi vẫn duy trì hiệu suất quang học tuyệt vời, chẳng hạn như suy giảm quang học thấp hơn và nhiễu xuyên âm, sau quá trình cáp.

3) Công nghệ đánh giá chất lượng cho bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa lõi

Chúng tôi đã phát triển hai kỹ thuật đánh giá để đánh giá bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái tính chất quang học của bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa lõi (House bốn hoặc nhiều lõi) và cáp ngầm chứa chúng. Đầu tiên, phương pháp quét bước sóng đã đánh giá sự mất mát phụ thuộc vào chế độ và nhiễu xuyên âm của bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa lõi. Thứ hai, phương pháp máy đo độ phản xạ miền thời gian quang học (thời gian quang học) đã đánh giá sự phân bố theo chiều dọc của tổn thất và nhiễu xuyên âm của bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi đa lõi. Những phương pháp này đã đánh giá một cáp sợi bốn cõi 60 km. Cáp Crosstalk tương tự như dự đoán bằng cách sử dụng bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái đặc tính của sợi. Cả hai phương thức đều đồng ý với bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái lỗi dưới 1 dB.

4) Phát triển bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái thiết bị quang mật độ cao bằng cách sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia không gian (SDM).

Chúng tôi đã phát triển ba loại thiết bị đa chức năng cho bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái bộ khuếch đại quang sợi đa lõi. Ba thiết bị đa chức năng cho bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái sợi bốn lõi là a) thiết bị quạt/quạt lưu trữ bộ cách ly quang, b) thiết bị giám sát vòi với quạt và c) thiết bị giám sát vòi có bộ chuyển đổi O/E (quang sang điện). Tích hợp bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái chức năng này vào một thiết bị duy nhất được kích hoạt mất cực thấp (thường là 0,4dB) và bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái thiết bị quang học nhỏ gọn (giảm kích thước 55%) cho bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái bộ khuếch đại quang sợi đa lõi.

5) Phát triển và xác nhận bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái hệ thống khuếch đại quang học đa lõi và bộ lặp quang học.

24202_24379(Lưu ý 3). Do đó, việc tăng công suất của cáp quang tàu ngầm để đáp ứng nhu cầu truyền dữ liệu ngày càng tăng và đáp ứng bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái bộ khuếch đại có kích thước lớn trong bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái bộ lặp cáp ngầm đã bị thách thức. Do đó, chúng tôi đã phát triển một bộ khuếch đại quang đa lõi nhỏ hơn và đã đánh giá hoạt động khuếch đại quang học cơ bản của nó. Nhân viên khuếch đại của chúng tôi Một hệ thống bơm ốp, bộ khuếch đại nhiều lõi trong một khối tăng và bằng cách cấu hình lại bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái thành phần khối tăng chúng tôi đã thành công trong việc giảm khối lượng khuếch đại khoảng một nửa khi so sánh với bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái thiết bị thông thường.

25089_25836

(Lưu ý 1)Cáp sợi quang đường dài đường dài hiện tại thể hiện khả năng truyền lớn nhất: Dunant (250 tbit/s)
Cáp Dunant Subsea, kết nối Hoa Kỳ và Đại lục Châu Âu, đã sẵn sàng cho dịch vụ

(Lưu ý 2)Nguồn: Telegeography

(Lưu ý 3)bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái tín hiệu quang được khuếch đại trở nên yếu hơn trong quá trình truyền, có khả năng là do môi trường khuếch đại và bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái thành phần quang được gắn vào bộ khuếch đại quang học.

Furukawa Electric Group Nỗ lực đối với SDGS

Dựa trên bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái mục tiêu phát triển bền vững (SDGs) của Liên Hợp Quốc, được Liên Hợp Quốc chấp nhận Thế hệ mới của cơ sở hạ tầng toàn cầu kết hợp thông tin, năng lượng và tính di động. " Hướng tới thành tích của tầm nhìn 2030 của chúng tôi, chúng tôi sẽ mở ra bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái phương pháp tiếp cận mở, nhanh nhẹn và sáng tạo để thúc đẩy quản lý ESG nhằm tăng giá trị của công ty trong trung bình đến dài hạn và sẽ đóng góp vào thành tích của SDG.