Японская компания Sumitomo Electric Industries Ltd. разработала оптическое волокно с 8 сердцевинами в стандартной 125 мкм оболочке, предназначенное для оптических межсоединений и используемое в конструкции волоконно-оптического кабеля с ультравысокой плотностью волокон и с самой высокой плотностью сердцевин оптических волокон.
В связи с необходимостью решения проблем, связанных с растущими потоками данных в межсоединениях небольшой длины, которые используются для параллельной обработки в суперкомпьютерах и разделения на составные части ресурсов в центрах обработки и хранения данных, проводятся тщательные исследования и разрабатываются новые технологии оптических межсоединений для широкополосной передачи информации с высокой плотностью каналов. В то же время интенсивно исследуется технология оптического волокна с несколькими сердцевинами (MCF), и активно разрабатываются конструкции такого волокна. Предполагается, что такое волокно является оптическим волокном следующего поколения, которое может быть использовано в системах передачи информации с ультравысокой пропускной способностью. В большинстве разработок волокон с нескольким сердцевинами диаметр оболочки был толще, чем в стандартных 125 мкм оптических волокнах, для того, чтобы можно было увеличить число сердцевин при сохранении оптимальных оптических свойств каждой сердцевины и обеспечить подавление перекрестных помех между сердцевинами.
Специалисты компании Sumitomo Electric впервые разработали оптическое волокно с несколькими сердцевинами (MCF), которое имеет оболочку диаметром 125 мкм, эквивалентную оболочке стандартных оптических волокон, но при этом включает 8 сердцевин с низким уровнем перекрестных помех между сердцевинами. Это волокно обладает оптическими характеристиками, сравнимыми с характеристиками стандартных одномодовых волокон (SSMF), специализированных для 1,3 мкм диапазона длин волн, при котором можно избежать искажения сигнала. Обладая такими характеристиками, новое оптическое волокно с 125 мкм оболочкой отличается высокой механической прочностью (эквивалентной прочности стандартных оптических волокон) и его можно использовать в оптических кабелях, применяя различные стандартные технологии монтажа. Восемь сердцевин – это число было выбрано не случайно, так как дуплексная передача сигналов (2х) 100-Гб/с (4х25 Гб/с) может быть реализована по одному волокну типа MCF с использованием технологии передачи и приема традиционных сигналов со скоростью 25 Гб/с. Оптические характеристики такого волокна достаточно близки к технологии кремниевой фотоники, на основе которой созданы высокоинтегрированные оптические устройства, работающие в 1,3 мкм диапазоне частот.
Японские специалисты изготовили кабель 12-MCF с использованием разработанных оптических волокон типа MCF, в котором 96 сердцевин заключены в конструкцию с наружным диаметром 3 мм. Достигнутая плотность сердцевин более чем в два раза превышает соответствующую плотность, реализованную в волоконно-оптических кабелях связи за всю историю их существования. Была проведена оценка характеристик передачи в 1,3-мкм диапазоне частот по кабелю типа MCF длиной 1,1 км. Оценочные испытания, которые проводились с использованием приемопередатчика 100G-Ethernet (100GBASE-LR4), показали, что этот кабель обеспечивает бесперебойную передачу сигналов при скорости 800 Гб/с (8 сердцевин х 4 длины волны х 25 Гб/с), что в 8 раз превышает возможности кабеля на основе стандартных одномодовых волокон (SSMF). Результаты проведенного эксперимента свидетельствуют о том, что разработанный компанией Sumitomo Electric кабель типа MCF имеет пропускную способность, не менее чем 9,6 Тб/с (12 волокон х 8 сердцевин х 4 длины волны х 25 Гб/с). Усовершенствования приемопередатчиков могут привести к дальнейшему повышению пропускной способности. Компания Sumitomo Electric будет продолжать разработки различных конструкций оптических волокон и кабелей типа MCF и соответствующих технологий в целях их практического применения. (RusCable/Машиностроение Украины и мира)