12/05/2023，光纖在線訊，近期，富士通（Fujitsu）和KDDI研究公司成功開(kāi)發(fā)了一種使用安裝光纖的大容量多波段波長(zhǎng)復(fù)用傳輸技術(shù)。

     兩家公司的這種新技術(shù)，通過(guò)使用批量波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和多波段放大技術(shù)，可以傳輸C波段以外的波長(zhǎng)波段。

在偏遠(yuǎn)地區(qū)擴(kuò)大傳輸能力

     兩家公司表示，采用這種技術(shù)的光纖通信網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)傳輸，其波長(zhǎng)傳輸倍數(shù)是目前商用光傳輸技術(shù)的5.2倍。

     這樣就可以利用已安裝的光纖設(shè)施，以具有成本效益、勞動(dòng)效率的方式增加通信流量。該技術(shù)還可以更容易地?cái)U(kuò)大城市和人口密集的居民區(qū)的傳輸容量，這些地區(qū)的安裝可能具有挑戰(zhàn)性，并提供了減少啟動(dòng)服務(wù)所需時(shí)間和降低成本的潛力。

     該開(kāi)發(fā)是日本新能源和工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)組織（NEDO）委托的“后5G信息和通信系統(tǒng)增強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施研究與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目”的一部分。

    
圖1：采用高容量多波段波長(zhǎng)復(fù)用傳輸技術(shù)的系統(tǒng)圖像（圖片來(lái)源：Fujitsu）

     NEDO旨在通過(guò)開(kāi)發(fā)日本后5G信息和通信系統(tǒng)的核心技術(shù)，加強(qiáng)日本后5G信息和通信系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和制造基礎(chǔ)。因此，從2020年10月到2023年10月，富士通和KDDI研究公司參與了一個(gè)項(xiàng)目，以提高下一代5G光網(wǎng)絡(luò)的性能。傳統(tǒng)的商用光纖通信網(wǎng)絡(luò)使用單模光纖，其中光只通過(guò)光纖的中心，并使用C波段作為光網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳輸波段。然而，隨著通信業(yè)務(wù)量的增加，預(yù)計(jì)僅C頻段的傳輸容量不足。為了增加每根光纖的傳輸容量，兩家公司的目標(biāo)是將使用的波長(zhǎng)從C波段增加到L波段、S波段、U波段和O波段，以實(shí)現(xiàn)多波段傳輸。

光通信的潛在結(jié)果

     作為該項(xiàng)目的一部分，富士通建立了一個(gè)仿真模型，該模型考慮了多波段傳輸中傳輸性能的退化因素，從而實(shí)現(xiàn)了多波段波長(zhǎng)復(fù)用系統(tǒng)的傳輸設(shè)計(jì)。仿真模型反映了商用光纖特性的測(cè)量結(jié)果，以及通過(guò)集成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器/多波段放大器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)驗(yàn)證提取的傳輸參數(shù)。

     使用該模型，富士通實(shí)現(xiàn)了高精度仿真，將實(shí)際測(cè)量誤差降低到1dB以內(nèi)，從而可以考慮到頻帶之間的相互作用和傳輸性能的退化。

     KDDI研究所的研究，使得在高密度波分復(fù)用（DWDM）傳輸中從未使用過(guò)的O波段使用傳統(tǒng)C波段兩倍的頻率帶寬成為可能。

     結(jié)合這兩種技術(shù)，兩家公司利用現(xiàn)有光纖進(jìn)行了實(shí)際傳輸實(shí)驗(yàn)，并演示了O、S、C、L和U頻段的多波段波長(zhǎng)復(fù)用傳輸（傳輸距離45公里），證明了波長(zhǎng)傳輸?shù)目赡苄允莻鹘y(tǒng)C波段傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)復(fù)用率的5.2倍。兩家公司還在模擬中確認(rèn)了S、C、L、U波段的多波段波長(zhǎng)復(fù)用傳輸（傳輸距離560公里）。


圖2  O、S、C、L、U波段同時(shí)傳輸時(shí)，單根光纖的接收光譜（圖片來(lái)源：Fujitsu）

     在本項(xiàng)目中，富士通和KDDI Research通過(guò)構(gòu)建考慮不同頻段之間相互作用和傳輸性能退化因素的仿真模型，建立了一種多頻段波長(zhǎng)復(fù)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

     另外，由于S波段和U波段的WDM光信號(hào)分別是由C波段和L波段的光信號(hào)通過(guò)全光信號(hào)處理技術(shù)產(chǎn)生的，因此不需要使用S波段和U波段專用的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。

     這些技術(shù)的集成使DWDM傳輸在S波段+ C波段+ L波段+ U波段使用相干傳輸技術(shù)，利用光的相位，實(shí)現(xiàn)高速和高容量通信。


受激拉曼散射下多波段信號(hào)光功率的躍遷——上圖：失控情況；下圖：通過(guò)控制使光纖傳輸后的光功率分布均勻的情況（來(lái)源：Fujitsu）

    這種方法最大限度地減少了非線性噪聲的影響，因此也可以克服與相干傳輸技術(shù)相關(guān)的挑戰(zhàn)，使O波段傳輸信號(hào)失真。在省略了發(fā)射端信號(hào)補(bǔ)償和接收端波長(zhǎng)色散補(bǔ)償?shù)那闆r下，實(shí)現(xiàn)了9.6 THz以上的O波段相干DWDM傳輸。O波段受波長(zhǎng)色散的影響較小，具有減少數(shù)字信號(hào)處理負(fù)荷和提高能量效率的優(yōu)點(diǎn)。

(來(lái)源：OFweek)