Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de inteligência artificial (IA), a demanda por capacidade de processamento e comunicação de dados atingiu uma escala sem precedentes. Especialmente em áreas como análise de big data, aprendizado profundo e computação em nuvem, os sistemas de comunicação têm requisitos cada vez mais rigorosos em termos de alta velocidade e largura de banda. A fibra monomodo (SMF) tradicional é afetada pelo limite de Shannon não linear, e sua capacidade de transmissão atingirá seu limite máximo. A tecnologia de transmissão por multiplexação por divisão espacial (SDM), representada pela fibra multicore (MCF), tem sido amplamente utilizada em redes de transmissão coerente de longa distância e redes de acesso óptico de curto alcance, melhorando significativamente a capacidade de transmissão geral da rede.
As fibras ópticas multicore superam as limitações das fibras monomodo tradicionais ao integrar múltiplos núcleos de fibra independentes em uma única fibra, aumentando significativamente a capacidade de transmissão. Uma fibra multicore típica pode conter de quatro a oito núcleos de fibra monomodo distribuídos uniformemente em uma bainha protetora com um diâmetro de aproximadamente 125 µm, ampliando significativamente a capacidade de largura de banda geral sem aumentar o diâmetro externo, o que representa uma solução ideal para atender ao crescimento exponencial da demanda por comunicação em inteligência artificial.
A aplicação de fibras ópticas multicore exige a resolução de uma série de problemas, como a interconexão das fibras multicore e a interconexão entre fibras multicore e fibras tradicionais. É necessário desenvolver componentes periféricos relacionados, como conectores de fibra MCF, dispositivos de entrada e saída para conversão MCF-SCF, considerando a compatibilidade e a universalidade com as tecnologias existentes e comerciais.
Dispositivo de entrada/saída de fibra multicore
Como conectar fibras ópticas multicore com fibras ópticas monomodo tradicionais? Dispositivos FIFO (Fan-In/Fan-Out) para fibras multicore são componentes essenciais para alcançar um acoplamento eficiente entre fibras multicore e fibras monomodo padrão. Atualmente, existem diversas tecnologias para implementar dispositivos FIFO: tecnologia de fibra cônica fundida, método de feixe de fibras, tecnologia de guia de ondas 3D e tecnologia de óptica espacial. Cada um desses métodos possui suas próprias vantagens e é adequado para diferentes cenários de aplicação.
Conector de fibra óptica multicore MCF
O problema de conexão entre fibras ópticas multicore e fibras ópticas monocore foi resolvido, mas a conexão entre fibras ópticas multicore ainda precisa ser solucionada. Atualmente, as fibras ópticas multicore são conectadas principalmente por fusão, mas esse método também apresenta certas limitações, como alta dificuldade de instalação e manutenção posterior complexa. Não existe, no momento, um padrão unificado para a produção de fibras ópticas multicore. Cada fabricante produz fibras ópticas multicore com diferentes arranjos de núcleos, tamanhos de núcleos, espaçamento entre núcleos, etc., o que aumenta consideravelmente a dificuldade de fusão entre fibras ópticas multicore.
Módulo híbrido de fibra multicore (MCF) (aplicado ao sistema amplificador óptico EDFA)
Em sistemas de transmissão óptica por Multiplexação por Divisão Espacial (SDM), a chave para alcançar alta capacidade, alta velocidade e transmissão de longa distância reside na compensação das perdas de sinal nas fibras ópticas, sendo os amplificadores ópticos componentes essenciais nesse processo. Como um importante fator para a aplicação prática da tecnologia SDM, o desempenho dos amplificadores de fibra SDM determina diretamente a viabilidade de todo o sistema. Dentre eles, o amplificador de fibra dopada com érbio multicore (MC-EFA) tornou-se um componente-chave indispensável em sistemas de transmissão SDM.
Um sistema EDFA típico é composto principalmente por componentes essenciais, como fibra dopada com érbio (EDF), fonte de luz de bombeamento, acoplador, isolador e filtro óptico. Em sistemas MC-EFA, para alcançar uma conversão eficiente entre fibra multicore (MCF) e fibra single core (SCF), geralmente são introduzidos dispositivos Fan in/Fan out (FIFO). Espera-se que a futura solução EDFA para fibra multicore integre diretamente a função de conversão MCF-SCF em componentes ópticos relacionados (como WDM 980/1550 e filtro de equalização de ganho GFF), simplificando assim a arquitetura do sistema e melhorando o desempenho geral.
Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia SDM, os componentes híbridos MCF proporcionarão soluções de amplificação mais eficientes e com baixas perdas para futuros sistemas de comunicação óptica de alta capacidade.
Nesse contexto, a HYC desenvolveu conectores de fibra óptica MCF projetados especificamente para conexões de fibra óptica multicore, com três tipos de interface: LC, FC e MC. Os conectores de fibra óptica multicore MCF dos tipos LC e FC foram parcialmente modificados e projetados com base nos conectores LC/FC tradicionais, otimizando o posicionamento e a função de retenção, aprimorando o processo de acoplamento por retificação, garantindo alterações mínimas na perda de inserção após múltiplos acoplamentos e substituindo diretamente os dispendiosos processos de fusão de fibra óptica para garantir maior conveniência de uso. Além disso, a Yiyuantong também projetou um conector MC dedicado, que possui tamanho menor do que os conectores de interface tradicionais e pode ser aplicado em espaços mais densos.
Data da publicação: 05/06/2025