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

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

在偏遠地區(qū)擴大傳輸能力

     兩家公司表示，采用這種技術的光纖通信網(wǎng)絡可以實現(xiàn)波長傳輸，其波長傳輸倍數(shù)是目前商用光傳輸技術的5.2倍。

     這樣就可以利用已安裝的光纖設施，以具有成本效益、勞動效率的方式增加通信流量。該技術還可以更容易地擴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，并提供了減少啟動服務所需時間和降低成本的潛力。

     該開發(fā)是日本新能源和工業(yè)技術開發(fā)組織（NEDO）委托的“后5G信息和通信系統(tǒng)增強基礎設施研究與開發(fā)項目”的一部分。

    
圖1：采用高容量多波段波長復用傳輸技術的系統(tǒng)圖像（圖片來源：Fujitsu）

     NEDO旨在通過開發(fā)日本后5G信息和通信系統(tǒng)的核心技術，加強日本后5G信息和通信系統(tǒng)的開發(fā)和制造基礎。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項目，以提高下一代5G光網(wǎng)絡的性能。傳統(tǒng)的商用光纖通信網(wǎng)絡使用單模光纖，其中光只通過光纖的中心，并使用C波段作為光網(wǎng)絡的信號傳輸波段。然而，隨著通信業(yè)務量的增加，預計僅C頻段的傳輸容量不足。為了增加每根光纖的傳輸容量，兩家公司的目標是將使用的波長從C波段增加到L波段、S波段、U波段和O波段，以實現(xiàn)多波段傳輸。

光通信的潛在結果

     作為該項目的一部分，富士通建立了一個仿真模型，該模型考慮了多波段傳輸中傳輸性能的退化因素，從而實現(xiàn)了多波段波長復用系統(tǒng)的傳輸設計。仿真模型反映了商用光纖特性的測量結果，以及通過集成波長轉(zhuǎn)換器/多波段放大器的實驗系統(tǒng)驗證提取的傳輸參數(shù)。

     使用該模型，富士通實現(xiàn)了高精度仿真，將實際測量誤差降低到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用（DWDM）傳輸中從未使用過的O波段使用傳統(tǒng)C波段兩倍的頻率帶寬成為可能。

     結合這兩種技術，兩家公司利用現(xiàn)有光纖進行了實際傳輸實驗，并演示了O、S、C、L和U頻段的多波段波長復用傳輸（傳輸距離45公里），證明了波長傳輸?shù)目赡苄允莻鹘y(tǒng)C波段傳輸?shù)牟ㄩL復用率的5.2倍。兩家公司還在模擬中確認了S、C、L、U波段的多波段波長復用傳輸（傳輸距離560公里）。


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

     在本項目中，富士通和KDDI Research通過構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復用系統(tǒng)的設計方法。

     另外，由于S波段和U波段的WDM光信號分別是由C波段和L波段的光信號通過全光信號處理技術產(chǎn)生的，因此不需要使用S波段和U波段專用的發(fā)射機和接收機。

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


受激拉曼散射下多波段信號光功率的躍遷——上圖：失控情況；下圖：通過控制使光纖傳輸后的光功率分布均勻的情況（來源：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相關的挑戰(zhàn)，使O波段傳輸信號失真。在省略了發(fā)射端信號補償和接收端波長色散補償?shù)那闆r下，實現(xiàn)了9.6 THz以上的O波段相干DWDM傳輸。O波段受波長色散的影響較小，具有減少數(shù)字信號處理負荷和提高能量效率的優(yōu)點。

(來源：OFweek)