Znanje

У данашњем свету експлозивног раста података, глобална генерација података у секунди је премашила 500, 000 ГБ, гурајући традиционалне једностручке капацитете влакних влакана у близини границе Сханнон. Мулти-језгрени влакна (МЦФ), интегрисањем више независних канала преноса унутар једног влакна, трансформише "једно-траку" у "тродимензионалну размјену детета", који се појављује као кључна технологија за пробијање уска грла капацитета. Овај чланак открива мистерије ове револуционарне технологије кроз три димензије: техничке карактеристике, основне предности и типичне сценарије апликације.

Ја. Основне карактеристике мулти-језгрених влакана

Тродимензионална просторна мултиплексијска архитектура
Мулти-језгрена влакна договоре више независних језгра (обично 4-19) у стандардном пречнику облога од 125 ум. На пример, седам језгре влакна усваја шестерокутну структуру препуне, компримирање размака центра до центра у 30 μм (еквивалентно једној трећини пречник људске косе), постизање раста 5-10 пута у суштини у поређењу са традиционалним влакнима.

Технологија мултиплексирања простора Дивизија (СДМ)
Поделим каналима преноса дуж просторне димензије, свако језгро независно носи различите сигнале. У комбинацији са мултиплексирањем мода (подржавајући вишеструки оптички модуси по језгри) и поделе таласне дужине Мултиплексирање (Ц + Л ширење бенда), ово ствара "Спаце × режим × таласну дужину" тродимензионални мултиплексинг систем, теоретски појачани капацитет за 100к.

Ултра-низак дизајн ЦросСталк-а
Помоћу структуре потпомогнуте рововима је запослена: Посетни ровови суђени између језгра са дубинама од 2-5 μм и рефракцијским индексом нижим од облоге. Спојени хетерогени језгро (различит језгрански пречници / профили рефракцијске индекс), овај сузбијање суседног језгра језгра на -50 дБ / КМ или нижи (еквивалентно простирању сигнала мање од 0. 001%).

Интелигентна компатибилност
Беспрекорна интеграција са једносечним системима влакана је омогућена преко вентилатора / вентилатора (ФИФО) уређаја, постизање ефикасних спојница између вишејезгрених и једносрдничких апарата са губицима у уметању под контролом испод 0. 3 дБ, обезбеђивање компатибилности са постојећом оптичком комуникационом опремом.

ИИ. Основне предности више језгрених влакана

Кључне техничке предности:

Кршење лимита Сханнон: Проширење капацитета кроз просторне димензије, са експерименталним записима који досежу 10,66 пбпс (еквивалентно преношењу једногодишње глобалне гласовне позиве у једној секунди).

Простор Ефикасност: Смањује број влакана у регалу дата центра за 80%, ублажавајући конгестију каблова.

Побољшана поузданост: Вратна средства за урођење од независног вишесељеног мењача осигурава доступност система од 99,9999%.

ИИИ. Типични сценарији апликације

1. Пресеље преносних података

Изазов: АИ рачунарски кластери захтевају да се међусобно повезивање на нивоу од микросекодног нивоа преко десетина хиљада ГПУ-а, са традиционалним влакним каблијом који достижу километри по километрима по сталку.

Решење: Седам језгрених влакана омогућавају све оптичке мреже за бацкплане, подржавају 256 ГПУ по влакнима. Резултати испитивања:

Кашњење сервера на серверу смањена је са 3,5 μС на 0. 8 μс

Тежина кабла смањена је за 62%, потрошња енергије хлађења смањена за 45%

Студија случаја: Глобални провајдер облака распоређен је МЦФ у свом ТОКИО-овом центру података, убрзавајући АИ модел тренинг за 4.3к.

2. Кабловски сезони за трорине

Вредност Вриједности: Појединачни МЦФ каблови Замените традиционалне снопове са вишеструког влакна, унапређење поузданости и смањење трошкова размештања.

Иновације:

Дупли оклопни кабл за сево језгрове влакне Хенгтонг издржава затезне силе до 100 кн и поуздано делује у дубини од 8, 000- бројила 25 година.

Интегрисани дистрибуирани влакнасти монитори морским земљотресима (0}}. 1 με прецизна) и флуктуације температуре (± 0,05 степени).

Комерцијално распоређивање: Азија-Америка Сљедеће субморско систем користи МЦФ, постизање 800 тбпс по пропусности влакана са 35% нижим трошковима изградње.

3. 6Г Мобиле Фронтхаул Нетворкс

6Г Захтеви: Терахертз (0. 1-10 ТХЗ) ГАСА СТАНИЦА ДЕНСИЋА ДОСТАВА 10-100 КМ², захтевајући ултра-капацитета фронтхаул.

Решења:

ХООЛЛОВ језгро МЦФ: Постизање 0. 2 ДБ / М ултра-низак губитак у ТХЗ опсезима.

Орбитални угаони замах (ОАМ) Мултиплексирање: Омогућује 12 модова ОАМ по језгри, јачање спектралне ефикасности на 256 бит / Хз.

Теренске тестове: у пурпурној планинској лабораторији 6Г пробне мреже МЦФ је успешно носила пренос бежичног сигнала 1 ТБПС са мало брзине грешака испод 1Е -15.

4. Мреже квантних комуникација

Јединствена предност: МЦФ независно изолати квантни и класични канали, решавају изазове уплитања ко-влакана.

Перформансе:

Стопа грешке квантног бита (Кбер)<0.6%

Стопа генерације кључева повећана на 15 кбпс @ 500 км

Национални пројекат: Надоградња "Беијинг-Схангхаи Куантум мреже" умањене умањене релејне чворове за 40% и побољшана ефикасност дистрибуције кључева за 300% користећи МЦФ.

ИВ. Будуће Оутлоок: од "више језгре" у "интелигентно језгро"

Уз напредак у 3Д фотонски интеграцији и оптичким мрежама АИ, МЦФ се развија у:

Вишедимензионално мултиплексирање: Комбиновање ОАМ-а и поларизационих држава са постојећим [{1}} језграма за циљање 100 пбпс по влакнима.

Мреже самообјезе: уграђени сензори влакана за напрезање у стварном времену, температуру и праћење деформације, стварање паметне инфраструктуре "Трансмисија + Сенсинг".

Греен Енерги Пробосес: Користите густину МЦФ-а да би се постигао енергетску ефикасност од 1 Тбпс / В, подржавајући циљеве неутралности угљеника.

Закључак: Редефинисање димензија оптичке комуникације

Вишеје језгро влакно не представља само технолошки пробој, већ парадигма пребацивање у оптерећењу просторних димензија. Од морске обуде до облачне инфраструктуре, а од класичне до квантне комуникације, МЦФ редефинише физичке границе оптичких мрежа. Са Кином која је вођена у међународним стандардима (11 ИТУ / ИЕЦ стандарда) и основним технологијама (нпр. 30 уМ ЦОРЕ контрола размака), МЦФ ће поднијети инфраструктуру сљедеће гене за 6Г, метаверсе и рачунарским мрежама. На овом путовању "прошири капацитет кроз свемир", свако влакно ткају више међусобно повезане, тродимензионалне дигиталне будућности.

Референце

ИТУ-Т Г.654.3: Мулти-цоре карактеристике оптичких влакана

Хенгтонг влакна. Спаце Дивисион Мултиплексирање технологије Бели папир, 2023.

Фотоника природе. "10.66 ПБ / С мењач помоћу вишејездрних влакана", 2022.