Znanje

Уже него што већина објашњења сугерише. Влакно које-одржава поларизацију (ПМ влакно или ПМФ) не замрзава било које поларизационо стање које у њега убаците. Она чува алинеарна поларизација која је покренута поравната са једном од своје две сопствене осе- спора или брза оса. Поставите исправно поравнање и излазно стање остаје стабилно током савијања, руковања и температуре. Погрешите и влакно носи две компоненте које се туку једна против друге, а излазна поларизација се помера као што би била у обичном влакну.

Управо то ограничење је разлог зашто су ПМ влакна постала тема за разговор у ко-упакованој оптици (ЦПО). У ЦПО дизајнима који постављају ласер ван пакета прекидача, влакно између ласерског модула и силицијум фотоничког мотора мора да испоручује светлост у познатом, стабилном поларизационом стању - јер спојници и модулатори који чекају на удаљеном крају раде исправно само за један од њих.

Шта поларизација{0}}одржавање влакана заправо одржава

Светлост је електромагнетни талас, а оријентација његовог електричног поља је његова поларизација. У стандардном једномодном влакну-, два мода ортогоналне поларизације путују са скоро истом константом ширења. "Скоро" је проблем: елиптичност језгра из процеса извлачења, заостало напрезање, савијање, увртање, бочни притисак и температура - све то доводи до мале, неконтролисане количине дволомности. Снага непрекидно цури између два режима, тако да излазна поларизација лута и зависи од тога како ће се кабл усмерити тог дана. Овај исти механизам, у различитом временском оквиру, је оно што се појављује у дугим-линковима каодисперзија поларизационог мода.

ПМ влакна нападају проблем тако што двоструко преламање чине великим и намерним уместо малим и насумичним. Две ортогоналне осе су дефинисане дизајном, са разликом индекса преламања обично у опсегу од неколико пута 10^-4за телеком{0}}ПМ влакна таласне дужине. Оса са већим индексом је спора оса; друга је брза оса. Пошто ова два режима сада путују при знатно различитим фазним брзинама, спољашње пертурбације више немају довољно фазног-подударања да би ефикасно пренеле снагу између њих. Спој је потиснут, а не елиминисан.

Следе две последице, и обе су важне у пракси:

• Влакно одржава стање само ако је то стање билолинеарно и поравнато са сопственом осом при лансирању. Храњење у кружном или произвољном елиптичном светлу и ПМ влакнима не даје вам никакву корист.
• Пошто два мода акумулирају фазну разлику, релативна фаза се понавља на карактеристичној удаљености која се називадужина ударца (L_B= λ/Δн), што је реда величине неколико милиметара на 1550 нм за типично ПАНДА влакно. Кратка дужина откуцаја значи јак дволом и бољу отпорност на спајање модова.

Како је уграђен дволом

Постоји више од једног начина да се креирају две осе, а ПАНДА је један дизајн између неколико, а не назив категорије:

• ПАНДА- две кружне шипке допиране бором- са обе стране језгра. Широко коришћен, а дизајн већина људи слика. Цорнинг, који је изумео и патентирао ПАНДА структуру, нуди је на таласним дужинама од отприлике 400 нм до 1550 нм.
• Лептир{0}}кравата- клинасто-обликоване области напрезања, које генерално дају већи дволом по цену сложености процеса.
• Елиптични напонски омотач- слој асиметричног напрезања који окружује језгро.
• Елиптично језгро- геометријски, а не напрегнути-индуковани дволом.
• Фотонски кристал / микроструктуриран- дволомност од асиметричне решетке ваздушних-отвора.

Дизајни засновани на напрезању{0}} функционишу кроз диференцијалну термичку контракцију: допиране области се скупљају више од околног силицијум диоксида како се влакно хлади након извлачења, а резултујући анизотропни напон производи разлику индекса кроз фотоеластични ефекат.

Стандардно једно{0}}оптично влакно у односу на ПМ влакно

Практична разлика се види у монтажном раду, а не у подацима. Спајање ПМ влакана значи ротирање оба влакна тако да се њихови делови напрезања поравнају пре него што се лук запали, а фузиони уређај за спајање без{1}}препознавања осе то не може поуздано да уради. Поред уобичајених сарадника загубитак споја, ПМ рад додаје термин угаоне грешке који више кошта чистоћу поларизације него снагу. Нека позадина укљученаконтролисање стања поларизације у стандардном једномодном-оптичном влакнује користан контекст зашто је алтернативне приступе теже одржати стабилним.

Зашто екстерни{0}}ласерски ЦПО дизајни користе ПМ влакна

ЦПО помера оптички механизам са предње плоче у положај непосредно поред прекидача АСИЦ, што драматично скраћује{0}}електрични пут велике брзине. НВИДИА је објавила бројке од приближно 22 дБ електричног губитка за конвенционалну путању која се може прикључити на 200 Гб/с по каналу у односу на око 4 дБ када се влакно повезује директно на ко-паковани мотор, уз одговарајући пад снаге по-порту.

То пресељење ствара ласерски проблем. Ласери су најнепоузданији елемент у оптичкој вези и најосетљивији на температуру-и сахрањивање у пакету поред АСИЦ прекидача који распршује стотине вати није привлачно. Алтернатива је постављање ласера ​​у предњи-модул - најхладнији, најпоправљивији део шасије - и усмеравање светлости ка унутра. ОИФ је ово стандардизовао као Ектернал Ласер Смалл Форм-Фацтор Плуггабле (ЕЛСФП), предњи{8}}фактор форме који се може прикључити и који снабдева оптичку снагу једном или више оптичких мотора преко слепог-спојивог више{{10}конектора за влакна на задњем делу модула.

Ево чега је оригинално кадрирање погрешно: оно што путује низ то влакно јестенепрекидно{0}}таласно светло, није модулисани сигнал и његово присуство не значи да систем користи кохерентну модулацију. НВИДИА-ини силиконски фотонички мотори користе микро-модулаторе са микро прстеном који раде директно-откривају 200 Гб/с ПАМ4 по таласној дужини - потпуно другачији режим одкохерентна оптика, где је праћење фазе локалног-осцилатора и поларизације својствено пријемнику.

Прави разлог је низводна поларизациона осетљивост у фотонском интегрисаном колу:

• Спојнице за решетке, фаворизовани због свог компактног отиска и тестирања на{0}}нивоу плочице, веома су поларизациони-селективни. Спојник са једном-поларизационом решетком је дизајниран за једно улазно стање и одбија ортогонално.
• Силицијумски таласоводиимају изразито асиметричне пресеке{0}}, тако да ТЕ и ТМ режими виде различите ефективне индексе и различите губитке.
• Микро{0}}прстенасти и Мах{1}}Зендер модулаторису дизајнирани и пристрасни за једну поларизацију. Снага која стигне у погрешном стању не модулира правилно; постаје губитак и, у неким геометријама, преслушавање.

Дакле, поларизациони дрифт у ласерском фееду не „чини информацију бескорисном“. Он производи слабу оптичку снагу на спојници, смањену ефикасност модулације, смањену амплитуду оптичке модулације и губитак маргине који буџет везе мора да апсорбује -, што је, са стотинама веза по прекидачу, управо она врста варијабилности коју дизајнери система одбијају да прихвате. ПМ влакно уклања променљиву.

Где се ПМ влакна налази у ЦПО систему

Није свако влакно у ЦПО прекидачу ПМ влакно. Типична путања екстерног{1}}ласера ​​је:

1. Спољни ласерски модул (ЕЛСФП или еквивалентан) на предњој плочи, генерише ЦВ светло
2. ПМ влакна или ПМ трака која носи то светло према унутра, са оријентацијом осе која је очувана кроз сваки конектор
3. ПМ конектор или ПМ део ајединица низа влакана (ФАУ), поравнавајући свако језгро влакна и његову осу са одговарајућим таласоводом на фотонском интегрисаном колу
4. Силицијум фотонички мотор, где је ЦВ светлост модулисана
5. Модулирани излаз оставља укљученстандардно једномодно-оптично влакно, кроз ФАУ и напоље до конектора предње плоче

Цорнинг-ов објављени ЦПО материјал описује управо овај аранжман: ФАУ склопови који садрже мешовита влакна са једним-модом и поларизацијом-одржавањем влакана, са утичним ласерским изворним модулима на предњој плочи који су повезани са ПИЦ-овима помоћу ПМ влакана. Компанија такође примећује зашто су ови склопови тешки - велики број влакана, мешана СМ/ПМ популација, микро-оптицка интеграција и веома чврсте толеранције поравнања, све у једној компоненти. Било ко прецизирасилицијум фотоника кабловска влакнабави се двема различитим врстама влакана са два различита посла у истом појасу.

Једну често понављану тврдњу вреди исправити. Цорнинг-ово ЦПО ФлекЦоннецт влакно, лансирано на ОФЦ 2025, Цорнинг описује као једно-мод и савијање-отпорно, оптимизовано за кратка-унутар-кутије ЦПО покретања. Није описано као ПМ влакно и није описано као производ развијен посебно за једног купца. Цорнинг има однос ЦПО екосистема са НВИДИА-ом, а Цорнинг испоручује ПАНДА ПМ влакна -, али то су три одвојене чињенице и њихово комбиновање у једну производи тврдњу коју нико од њих не подржава.

Да ли су ПМ влакна потребна у свакој ЦПО архитектури?

Не. Заједничко паковање ОИФ-а{1}} прави разлику између оптичких мотора са интегрисаним ласерима и дизајна који се ослањају на спољни извор светлости. Тамо где је ласер спојен или преокренут-урезан на фотонску матрицу, нема спољашњег ласерског напајања и стога нема ПМ свежња - поларизација је фиксирана геометријом на-чипу. ПМ влакно постаје неопходно посебно када светлост мора да пређе неку удаљеност, кроз конекторе, пре него што дође до спојника осетљивог на поларизацију-.

Оба приступа су у развоју широм индустрије. Третирање ПМ влакана као апсолутног захтева за ЦПО преувеличава случај; третирајући га као захтев заспољни-ласерЦПО је тачан.

Спецификације које одлучују да ли ПМ влакно одговара ЦПО

„ПМ фибер“ није један производ. Влакна жироскопа-класе и влакна ЦПО{2}} могу да користе ПАНДА структуру и да и даље буду неприкладна замена једно за друго. Параметри који их раздвајају:

• Радна таласна дужина- ПМ влакно је оптимизовано по опсегу (850, 980, 1310, 1550 нм и други); коришћење далеко од његове пројектоване таласне дужине деградира и перформансе слабљења и поларизације.
• Однос гашења поларизације (ПЕР)- однос снаге на предвиђеној оси према снази у ортогоналној, у дБ. Ово је број-нивоа склапања: влакна, спојеви, конектори и монтажа – све то доприноси.
• х{0}}параметар- поларизациони преслушавање по јединици дужине, суштинска вредност влакна, независно од квалитета склапања.
• Дужина ударца- краће је боље за отпор пертурбацији.
• Толеранција поравнања осе- доминантна грешка у пракси. Снага спојена на погрешну осовинску скалу као грех²θ, тако да је ПЕР само од неусклађености отприлике −20 лог₁₀(тан θ): око 35 дБ на 1 степену, око 26 дБ на 3 степену, око 21 дБ на 5 степену. Тај однос је разлог зашто оријентација кључа конектора и препознавање осе спојника нису опциони.
• Пречник облоге и премаза- Унутар-кутије-ЦПО упртачи често користе смањена-влакна за премаз да би постигли потребну густину.
• Минимални радијус савијања- рутирање унутар шасије прекидача је чврсто, а напрезање изазвано савијањем- утиче на ПЕР као и на губитак.
• Температурна стабилностДволомност на основу - стреса-зависна је од температуре-, а пакет прекидача је вруће окружење које се циклично мења.
• Корак низа и толеранција спајања ФАУ- за склопове низа влакана, а не за дискретна влакна.

Практичан закључак за свакога ко упоређује цитате напортфолио оптичких влакана: питајте шта је од наведеног наведено и са којом поузданошћу, и да ли се број односи на голо влакно, пигтаил, траку или потпуно повезан склоп. Те четири ствари имају веома различите цене и веома различите перформансе.

ПМ влакна пре ЦПО

Наратив у којем је ПМ влакно био само војни{0}} материјал док га вештачка интелигенција није открио је превише уредан. Жироскопи са оптичким влакнима су дуготрајна-и важна примена - они зависе од стабилности поларизације да би решили ротацију преко Сањаковог ефекта -, али каталози произвођача деценијама наводе апликације за телекомуникације, ласере и сензоре. ПМ влакно се користи у оптичким ласерима и пигтаилима појачавача, у модулаторима осетљивим на поларизацију-, у кохерентним компонентама примопредајника као што су подесиви ласери и интегрисани кохерентни пријемници, у оптичким струјним и хидрофонским сензорима, и у квантној и лабораторијској оптици.

Оно што је ЦПО променио је запремина и облик производа, а не физика. Потражња се померила са кратких дискретних пигтаил-а ка великом-прецизно оријентисаном појасу и низовима који се производе у-центрима података, што је изазов за производњу, а не откривање материјала.

Шта је потврђено, а шта није

Потврђено из примарних извора:

• ОИФ је објавио ЕЛСФП споразум о имплементацији који дефинише фактор форме екстерног ласерског извора који се може прикључити на предњу-платну за ко-паковане оптичке системе, заједно са 3,2 Тб/с ко-упакованим модулом ИА и ко-оквирним документом за паковање.
• НВИДИА је најавила Куантум-Кс ИнфиниБанд Пхотоницс и Спецтрум-Кс Етхернет Пхотоницс ЦПО прекидаче, чија је комерцијална доступност наведена за 2026. годину, наводећи отприлике 3,5к енергетску ефикасност и 10к побољшања отпорности.
• Цорнинг је јавно описао ЦПО ФАУ склопове који садрже мешана СМ и ПМ влакна, са ласерским модулима предње плоче који су повезани са ПИЦ-овима помоћу ПМ влакана.

Није могуће проверити из јавних примарних извора, па стога није наведено овде:често круже цифре за удео глобалне потрошње ПМ влакана за одбрамбене жироскопе, по-цене по метру за жироскоп-класа наспрам ЦПО- ПМ влакана, и тврдње да су специфични добављачи ПМ ФАУ распродали капацитете за следећу годину. Они се појављују у коментарима-ланца снабдевања без именованих извештаја, датума, региона или наведене основе - дужине голих влакана, прихода или састављених компоненти. ЦПО{7}}ПМ склоп има велику предност у односу на једноструко-модно влакно, али премиум одражава монтажу-оријентисану на осовину, повезивање и принос, а не само стакло, а једна цифра по{10}}метру није смислен начин да се то изрази.

Ако су вам ти бројеви потребни за пословни случај, преузмите их из извештаја о именованом тржишту или понуде добављача са приложеном спецификацијом, количином и обрасцем производа. Све остало је гласина са децималним зарезом.

Резиме

• ПМ влакно чува линеарну поларизацију усклађену са једном сопственом осом; не стабилизује произвољна стања.
• Функционише тако што двоструко преламање чини великим и контролисаним, потискујући уместо елиминишући спрегу између два начина поларизације.
• ПАНДА је најчешћи дизајн, а не једини.
• Спољни-ласер ЦПО користи ПМ влакна зато што су силицијумске фотонске решетке спојнице и модулатори осетљиви на поларизацију-а не зато што су системи кохерентни - тренутни НВИДИА мотори користе директну-детекцију ПАМ4.
• ПМ влакно преноси долазно ЦВ светло; модулисани подаци излазе на стандардно једномодно{0}}оптично влакно. Обоје живе у истом ФАУ појасу.
• ПЕР, дужина откуцаја, толеранција поравнања осе, таласна дужина и температурна стабилност одлучују да ли је дато ПМ влакно погодно за ЦПО. Сама структура није.
• У цифрама о ценама и тржишном{0}}у оптицају за ПМ влакна недостају следљиви извори и не би требало да се користе у пословном случају без њих.