Het volgende is een analyse van vier dimensies: technische principes, systeemarchitectuur, toepassingsscenario's en geavanceerde voortgang:
1. Technische principes: de hoeksteen van polarisatiemultiplexing en anti-interferentiemogelijkheden
Wogefringence -effect en polarisatieonderhoudsmechanisme
Polarisatie-onderhoudende vezels introduceren een sterk dubbelbreukeffect door geometrisch structuurontwerp (zoals het type Panda en het vlinderdastype), zodat de voortplantingsconstanten van twee orthogonale polarisatietoestanden aanzienlijk verschillen (de beatlengte kan zo kort zijn als enkele millimeter). Dit ontwerp kan de polarisatietoestand van het optische signaal in een specifieke as vergrendelen en de koppeling van de polarisatiemodus onderdrukken veroorzaakt door interferentie zoals externe spanning en temperatuurveranderingen. Bijvoorbeeld, de kleine modus van Changfei-veldpolarisatie-beheerende vezels (modusvelddiameter 4μm) bereikt bijvoorbeeld een linkverlies met één link van minder dan of gelijk aan 0. 22dB door de golfgeleiderstructuur te optimaliseren, die voldoen aan de hooggevoeligheidskoppelingseisen van siliciumfotonische chips en lithium-niobaatmodulatoren.
Fysieke basis van polarisatie multiplexing -technologie
In 1.6T -systemen is polarisatiemultiplexing (PDM) de kernmiddel om de spectrale efficiëntie te verdubbelen. Polarisatie-onderhoudende vezel gebruikt een stabiele dubbelbreukas om ervoor te zorgen dat de signalen van de twee orthogonale polarisatietoestanden (X/Y-as) elkaar tijdens de transmissie niet interfereren. Het coherente optische communicatiesysteem van Huawei gebruikt bijvoorbeeld EPDM-QPSK-modulatie om twee onafhankelijke 100G-signalen te moduleren naar respectievelijk X/Y-polarisatietoestanden. Na transmissie via polarisatie-onderhoudende vezels, gebruikt de ontvangende uiteinde een polarisatiebundelsplitser om het oorspronkelijke signaal te herstellen.
Polarisatiemodus Dispersie (PMD) onderdrukking
De PMD van gewone optische vezel zal willekeurige veranderingen in de polarisatietoestand veroorzaken, waardoor de transmissiesnelheid wordt beperkt. Polarisatie-onderhoudende vezel vermindert de PMD-coëfficiënt tot hieronder 0. 0 1ps/√km (conventionele single-mode vezel is ongeveer 0,1ps/√km) door een sterk tweedelingseffect, waardoor ultra-lange afstand wordt ondersteund (zoals meer dan 1000 km zonder electrical-transmissie. In het 800G holle-core vezeltestnetwerk van China, in China, werd de PMD-tolerantie bijvoorbeeld 3 keer verhoogd door de samenwerking van polarisatie-onderhoudende vezel- en DSP-technologie.
2. Systeemarchitectuur: volledige aanpassing van het proces van apparaat tot link
Coöperatief ontwerp van optische module en polarisatie-onderhoudende vezels
Silicon photonics integration technology: Yilanwei's silicon-based hybrid integrated optical engine adopts heterogeneous integration of silicon nitride and thin-film lithium niobate, and achieves low-loss coupling (insertion loss Less than or equal to 0.3dB) through polarization-maintaining fiber, supporting single-wave 400G modulation rate.
Low-Power DSP-chip: Accelink's 1.6T OSFP224 DR8-module is uitgerust met een 3 nm DSP-chip. Nadat het signaal verzonden door de polarisatie-onderhoudende vezel wordt verwerkt door DSP, kan het bitfoutpercentage worden geregeld onder 1E -15, waardoor aan de stringente vereisten van AI-trainingsclusters voldoet.
Anti-interferentie-optimalisatie van optische vezelverbindingen
Buigprestaties: Changfei's R5mm Bend-resistente polarisatie-behoudende vezels heeft een macro-buigende extra verlies van<0.1dB under 10 turns of 5mm bending radius, which is suitable for high-density wiring in data centers.
Temperatuurstabiliteit: de thermische expansiecoëfficiënt van polarisatie-onderhoudende vezel komt overeen met het coatingmateriaal, en de polarisatie-uitstervenverhouding fluctuatie is minder dan 1dB in het bereik van -40 graad ~ +85 graad, waarschuwt de stabiliteit van intercontinentale submariuscabels.
Aanvullende toepassingen met holle core vezels
In het stadium waarin holle-core vezel nog niet volledig volwassen is, is polarisatie-onderhoudende vezels nog steeds de reguliere keuze voor 1.6T-systemen. De G.654 van China Mobile bijvoorbeeld, ultra-lousen-loss-vezel in combinatie met polarisatie-onderhoudende jumpers, heeft bijvoorbeeld een capaciteit van een enkel vezel 80T tussen acht hubknooppunten bereikt, wat betrouwbare fysieke laagondersteuning biedt voor het 1.6T-systeem.
3. Toepassingsscenario's: volledige dekking van datacenters tot backbone -netwerken
Interne interconnectie in datacenters
Scenario's op korte afstand: polarisatie-onderhoudende vezels in combinatie met VCSEL optische modules kunnen de 400G-transmissieafstand van 30 m tot 1 km verlengen, en voldoen aan de interconnectievereisten met hoge dichtheid tussen computergebouwen in intelligente computercentra.
Vloeistofkoeling: de temperatuurweerstand van polarisatie-onderhoudende vezels ondersteunt een volledig ondergedompelde vloeistofkoeloplossing. Bij een energie -efficiëntie van PUE kleiner dan of gelijk aan 1,05, kan een enkele kast een warmtedissipatiebelasting van 200 kW ondersteunen.
Metro- en backbone -netwerktransmissie
Lange afstand niet-elektrische relais: de lage PMD-kenmerken van polarisatie-onderhoudende vezels gecombineerd met het fase-compensatie-algoritme van DSP kunnen een single-wave 1.6T signaaloverdracht van meer dan 1000 km op G.654.E vezel bereiken zonder dat een elektrisch relaisstation nodig is.
Ultra-brede spectrumuitbreiding: polarisatie-onderhoudende vezel ondersteunt uitbreiding naar de E/S-band (1360 ~ 1530nm). Gecombineerd met de 24thz theoretische bandbreedte van holle-core vezels, ultra-grote schaalverzending van 1,6 t x 24 golven in een enkele vezel kan in de toekomst worden bereikt.
Speciale communicatie- en militaire velden
De anti-elektromagnetische interferentiekarakteristieken van polarisatie-onderhoudende vezels maken het onvervangbaar in militaire communicatie zoals radar en sonar. De 155 {0 nm coherente windlaserradar maakt bijvoorbeeld gebruik van een polarisatie-bewegende vezelverbinding, die een windsnelheidsmeting-nauwkeurigheid van 0,1 m/s in een complexe elektromagnetische omgeving kan bereiken.
4. Frontier Progress: Material Innovation and System-niveau Optimalisatie
Onderzoek en ontwikkeling van nieuwe polarisatie-onderhoudende vezels
Fotonische kristalpolarisatie-onderhoudende vezels: door het ontwerp van luchtgatarrays kan de dubbelbreking worden verhoogd tot de volgorde van 10^-3, ter ondersteuning van modulatieformaten van hogere orde (zoals 128QAM).
Fluoridepolarisatie-onderhoudende vezels: bereik ultra-lage verlies (<0.01dB/km) in the infrared band (2~5μm), providing a new path for astronomical observation and quantum communication.
Integratie met AI -technologie
Intelligente PMD-compensatie: Credo's 1.6T DSP CHIP integreert een AI-algoritme, dat de polarisatietoestandveranderingen van polarisatie-onderhoudende vezels in realtime kan volgen, de compensatieparameters dynamisch aanpassen en het systeembitfoutfout met 50%kunnen verlagen.
Optische computerarchitectuur: polarisatie-onderhoudende vezel in combinatie met siliciumfotonische neuronchip kan een optisch domein neuraal netwerk bouwen en ultra-lage vermogensresappen van 0. 6W/GBPS bereiken.
Standaardisatie en industriële ketensamenwerking
De China Communications Standards Association (CCSA) formuleert normen zoals "technische vereisten voor polarisatie-onderhoudende vezels" om de standaardisatie van interfaces tussen polarisatie-onderhoudende vezels en siliciumfotonische modules en dunne-film lithium niobaatmodulatoren te bevorderen. Bijvoorbeeld, Yilanwei's 45- diploma convexe vezelarray heeft lage verliesfusie bereikt met polarisatie-onderhoudende vezel (verlies <0. 1DB), waarbij de basis wordt gelegd voor grootschalige massaproductie.
5. Uitdagingen en toekomstige trends
Kosten en schaal knelpunt
Het productieproces van polarisatie-onderhoudende vezels is complex en de kosten zijn 3 tot 5 keer die van gewone single-mode vezel. In de toekomst is het noodzakelijk om de kosten te verlagen door technologieën zoals fotonische kristalvezel en voorvormtekeningautomatisering.
Concurrentie met holle core vezels
Het niet-lineaire effect van holle-core vezels is extreem laag en de theoretische transmissiecapaciteit is meer dan 10 keer die van vaste kernvezels. Het PMD-probleem van holle-core vezels is echter niet volledig opgelost en polarisatie-onderhoudende vezels zullen de 1.6T-markt op korte termijn nog steeds domineren.
Richting van de technologie -evolutie
Ultra-high-speed modulatie: het combineren van 200 GBaud Baud-snelheid en 128QAM, de capaciteit voor één golf kan meer dan 1,6 t en polarisatie-onderhoudende vezels die de polarisatie-extinctie-ratio (＞ 30 dB) verder verbeteren.
Kwantumcommunicatie: de stabiliteit van de polarisatietoestand van polarisatie-onderhoudende vezels kan worden gebruikt voor kwantumsleutelverdeling, en in de toekomst kan het worden gecombineerd met kwantumrelaistechnologie om een wereldwijd kwantumcommunicatienetwerk te bouwen.
Door het bovenstaande technische pad is polarisatie-onderhoudende vezels upgraden van een "polarisatiestaat Guardian" naar een "ultra-high-speed communicatie enabler", waardoor solide fysieke laagondersteuning wordt geboden voor de commerciële inzet van 1.6T Ethernet.
