Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de inteligência artificial (IA), a demanda por processamento de dados e capacidade de comunicação 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 elevados de alta velocidade e largura de banda. A fibra monomodo tradicional (SMF) é afetada pelo limite não linear de Shannon, e sua capacidade de transmissão atingirá seu limite superior. A tecnologia de transmissão por Multiplexação por Divisão Espacial (SDM), representada pela fibra multinúcleo (MCF), tem sido amplamente utilizada em redes de transmissão coerentes de longa distância e redes de acesso óptico de curto alcance, melhorando significativamente a capacidade geral de transmissão da rede.
As fibras ópticas multinúcleo 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 multinúcleo típica pode conter de quatro a oito núcleos de fibra monomodo uniformemente distribuídos em uma capa protetora com diâmetro de aproximadamente 125 µm, aumentando significativamente a capacidade geral de largura de banda sem aumentar o diâmetro externo, proporcionando uma solução ideal para atender ao crescimento explosivo das demandas de comunicação em inteligência artificial.
A aplicação de fibras ópticas multinúcleo requer a resolução de uma série de problemas, como a conexão de fibras multinúcleo e a conexão entre fibras multinúcleo e fibras tradicionais. É necessário desenvolver componentes periféricos, como conectores de fibra MCF, dispositivos fan-in e fan-out para conversão MCF-SCF, e considerar a compatibilidade e a universalidade com tecnologias existentes e comerciais.
Dispositivo fan in/fan out de fibra multinúcleo
Como conectar fibras ópticas multicore com fibras ópticas tradicionais de núcleo único? Dispositivos fan-in e fan-out (FIFO) de fibra multicore são componentes essenciais para alcançar um acoplamento eficiente entre fibras multicore e fibras monomodo padrão. Atualmente, existem diversas tecnologias para implementar dispositivos fan-in e fan-out de fibra multicore: tecnologia cônica fundida, método de feixe de fibras em feixe, tecnologia de guia de onda 3D e tecnologia de óptica espacial. Todos os métodos acima têm suas próprias vantagens e são adequados para diferentes cenários de aplicação.
Conector de fibra óptica MCF de fibra multinúcleo
O problema de conexão entre fibras ópticas multinúcleo e fibras ópticas de núcleo único foi resolvido, mas a conexão entre fibras ópticas multinúcleo ainda precisa ser resolvida. Atualmente, as fibras ópticas multinúcleo são conectadas principalmente por emenda por fusão, mas esse método também apresenta certas limitações, como alta dificuldade de construção e manutenção na fase posterior. Atualmente, não existe um padrão unificado para a produção de fibras ópticas multinúcleo. Cada fabricante produz fibras ópticas multinúcleo com diferentes arranjos de núcleo, tamanhos de núcleo, espaçamento de núcleo, etc., o que aumenta invisivelmente a dificuldade da emenda por fusão entre fibras ópticas multinúcleo.
Módulo híbrido MCF de fibra multinúcleo (aplicado ao sistema amplificador óptico EDFA)
No sistema de transmissão óptica por Multiplexação por Divisão Espacial (SDM), a chave para alcançar uma transmissão de alta capacidade, alta velocidade e longa distância reside na compensação da perda de transmissão de sinais em fibras ópticas, e os amplificadores ópticos são componentes essenciais nesse processo. Como importante força motriz para a aplicação prática da tecnologia SDM, o desempenho dos amplificadores de fibra SDM determina diretamente a viabilidade de todo o sistema. Entre eles, o amplificador de fibra dopada com érbio multinúcleo (MC-EFA) tornou-se um componente-chave indispensável em sistemas de transmissão SDM.
Um sistema EDFA típico é composto principalmente por componentes principais, como fibra dopada com érbio (EDF), fonte de luz de bombeamento, acoplador, isolador e filtro óptico. Em sistemas MC-EFA, para alcançar a conversão eficiente entre fibra multinúcleo (MCF) e fibra mononúcleo (SCF), o sistema geralmente utiliza dispositivos Fan in/Fan out (FIFO). Espera-se que a futura solução EDFA de fibra multinúcleo integre diretamente a função de conversão MCF-SCF em componentes ópticos relacionados (como 980/1550 WDM, filtro de nivelamento 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 fornecerão soluções de amplificadores 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 multinúcleo, com três tipos de interface: tipo LC, tipo FC e tipo MC. Os conectores de fibra óptica multinúcleo MCF tipo LC e tipo FC foram parcialmente modificados e projetados com base nos conectores LC/FC tradicionais, otimizando as funções de posicionamento e 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 emenda por fusão, garantindo a conveniência de uso. Além disso, a Yiyuantong também projetou um conector MC dedicado, que possui um tamanho menor do que os conectores de interface tradicionais e pode ser aplicado em espaços mais densos.
Horário da publicação: 05/06/2025