5月11日，日本信息通信研究机构（NICT）网络研究所主任研究员Ruben Soares Luís率领的研究团队发表研究成果称，利用在意大利拉奎拉市内的实际环境试验台上部署的标准外径耦合型4芯光纤和支持该光纤的光开关样机，构建了具有光开关功能的光网络，并全球首次在现实环境中成功进行了耦合型多芯光纤的光开关实验。该实验与意大利拉奎拉大学、德国海因里希·赫兹研究所、Finisar澳大利亚公司、日本住友电气工业株式会社联合进行。耦合型多芯光纤作为一种优秀的新型长距离、大容量传输介质而备受瞩目。该成果有望极大推进Beyond 5G之后的长距离、大容量光网络建设。
图 支持耦合型4芯光纤的光开关（1输入/3输出）的结构（供图：信息通信研究机构）
为了应对日益增长的通信量，对新型光纤的空分复用（SDM）传输技术的研究正在推进之中，但在光网络的建设中，除了传输技术之外，支持SDM的光开关技术也不可或缺。
NICT在此之前已开发出支持非耦合型多芯光纤和多模光纤的光开关，并一直在推进具备光开关功能的SDM光网络验证。
另一方面，为了进一步实现更长距离、更大容量化，需要比非耦合型更先进技术的耦合型多芯光纤构成的光网络，但支持该网络的光开关目前只有实验室进行的光开关实验报告，尚不存在现实环境下进行的光网络中的光开关实证。
此次的研究成果以市售波长选择开关为基础，独立制作了支持标准外径耦合型4芯光纤的光开关，并在实际环境试验台上构建的耦合型多芯光纤网络中，全球首次成功进行了各个波长的光开关实验。
构建的光网络由设置在拉奎拉大学的支持空间和波长复用信号的光收发器、光开关，以及部署在拉奎拉市内的耦合型4芯光纤（62.9公里）等构成，模拟网状光网络。
在实验中，生成每秒12太比特（6波长复用、4空间复用、500吉比特/波长通道）的多路复用信号，用耦合型4芯光纤传输后，通过光开关为每个波长切换路径。
支持耦合型4芯光纤的光开关设定为3个路径切换，由4台1输入3输出（1×3）的波长选择开关组成。用这4台光开关构建网络节点，评估了全波长的插入/分支、全波长的通过、一部分波长的插入/分支等19种开关模式。
通过试验，确认切换后均可以正确接收，并证实了网络节点所要求的所有基本切换功能。
在非耦合型多芯光纤中，为抑制纤芯间的信号干扰，纤芯间需要保持适当的间距，但在耦合型多芯光纤中，由于可以通过MIMO数字信号处理消除这种影响，因此具有能够扩大标准外径光纤的芯数（复用度）的优点。
此外，与多模光纤相比，由于耦合型多芯光纤可以减少长距离传输时的信号处理负荷（功耗），因此有望成为下一代长距离传输光纤。另外，由于可以由相对容易制造的标准外径的光纤构成，因此也有望实现低成本的系统导入。
如上所述，支持耦合型多芯光纤的光开关是未来建设长距离、大容量光网络不可或缺的一项有前景的技术。
未来，对于以标准外径耦合型多芯光纤为基础的SDM通信，NICT将在增加耦合芯数和波长复用波段的同时，扩大可以支持的光开关，建立未来长距离、大容量光网络的基础技术。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：IEEE Xplore
论文： Polarization Insensitive Self-Homodyne Detection Receiver for 360 Gb/s Data Center Links
URL：ieeexplore.ieee.org/document/9979308
