Fibra multi-core (MCF) és un tipus avançat de fibra òptica que contémúltiples nuclis independentsdins d'unrevestiment únic, permetentTransmissió simultània de múltiples senyals òpticsMitjançant una cadena de fibra . és una tecnologia clau en els sistemes de comunicació d’alta capacitat de nova generació, inclosos els centres de dades, 5G, xarxes quàntiques i multiplexació de divisió espacial (SDM) .
Què és la fibra multi-core?
Definició:
Fibra multi-core (MCF)és una estructura de fibra òptica que s’integraDos o més nuclisen unrevestiment compartitaaugmentar la densitat de transmissióMentre minimitzeu l’espai i el pes .
Tipus de fibra multi-core
| Lletra | Descripció |
|---|---|
| MCF sense lloc | Cada nucli transmet dades de manera independentCrosstalk mínim. |
| Acoblat mcf | Els nuclis ho sónacoblat intencionadamentPer activarProcessament coherento sistemes MIMO . |
| MCF heterogeni | Cada nucli tédiferents propietats(e . g ., na, índex refractiu) . |
| MCF homogeni | Tots els nuclis ho sónidènticEn geometria i índex de refracció . |
| Fibra de pocs nuclis (FCF) | Una variació amb 2-6 nuclis per a aplicacions compactes SDM o Sensor . |
Estructures típiques
Recompte de nuclis: 2, 4, 7, 12, 19, 37, o més
Arranjament bàsic: Lineal, anell, gelosia hexagonal o dissenys personalitzats
Diàmetre del nucli: Normalment de 6-10 μm (per a l'operació d'un sol mode)
Diàmetre de revestiment: Normalment estàndard de 125 μm o més gran per a més nuclis (e . g ., 150–250 μm)
Característiques òptiques
| Paràmetre | Valor típic (7- core mcf) |
|---|---|
| Pit de nucli | ~35–40 μm |
| Diàmetre del camp de mode | ~ 8–10 μm (per nucli) |
| Crosstalk (desacoblat) | < −40 dB/100 km |
| Atenuació | ~ 0,2–0,4 dB/km |
| Radi doblegat | Més gran o igual a 10 mm (depenent de la disposició del nucli) |
| Banda de transmissió | Band C, Band O o S/L |
Aplicacions de fibra multi-core
1. Comunicació òptica d’alta capacitat
Usat aMultiplexació de divisió espacial (SDM)Per augmentar l'amplada de banda sense necessitat de fibres noves .
Cada nucli pot portar unSenyal independent de longitud d'ona-multiplexa → rendiment massiu de dades.
2. Centres de dades i infraestructura en núvol
Consolidar múltiples línies de transmissió en una sola fibra
Reduircomplexitat del cablejat, ús de la potència i espai
3. 5G i més enllà
Enllaços òptics de Fronthaul/Backhaul mitjançant MCF per suportar xarxes denses de cèl·lules petites
4. Comunicació quàntica
Porteu diversos canals quàntics (fotons) ambInterferència inter-core baixa
Habilita les xarxes de distribució de claus quàntiques (QKD) a menys de fibres
5. Sensors de fibra òptica
MCFS utilitzat aArrels de detecció distribuïdes
AcestarSuperació de múltiples punts o detecció de temperaturaamb resolució espacial
6. Imatge i endoscòpia
En òptica biomèdica, MCF pot portar diversos píxels d’imatge o canals d’il·luminació
Beneficis de la fibra multi-core
| Beneficiar -se | Descripció |
|---|---|
| Alta densitat de dades | Diversos nuclis=capacitat més alta en una fibra |
| Compacte i lleuger | Redueix l’espai i els requisits de cablejat |
| Crosstalk baix (en desacoblat) | Propagació del senyal independent a cada nucli |
| Energètica eficient | Menor energia per bit en transmissió |
| Escalable | Habilita les futures actualitzacions de la xarxa sense tornar a cablejar |
Reptes i consideracions
Splicing & Connectors
Requereix precisosAlineació de tots els nuclis
EspecialSplicers de fusió multi-coreiFan-in/Fan-out (FIFO)Els dispositius necessaris
Compatibilitat de components
Els MCF requereixenmultiplexors personalitzats, amplificadors i transceptors
Crosstalk inter-core
S’ha de controlar, especialment per a aplicacions d’alta densitat
Pèrdua de flexió
Sensible a la flexió de fibres a causa de la disposició del nucli múltiple