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YOFC, junto con la Universidad Sun Yat-sen han batido el récord de la transmisión sin repetidor de un solo tramo de fibra de momento angular orbital

  • 2020-08-06 16:30:07
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El 1 de julio de 2020, el equipo del Profesor Asociado Liu Jie y el Profesor Yu Siyuan de la Facultad de Electrónica e Ingeniería de la Información de la Universidad Sun Yat-sen se unió con Yangtze Optical Fiber and Cable Co., Ltd. (en adelante denominado "YOFC", código de acciones: 601869.SH, 06869.HK) y entre las dos partes informaron por primera vez del experimento de sistema de comunicación de fibra óptica sin repetidor de impulso único de momento angular orbital (OAM) de 100 kilómetros de distancia. Los resultados de investigación se publicaron en Photonics Research (Revista de Óptica China a cargo de la Academia de Ciencias de China) en la séptima edición de 2020, y fueron titulado por OSA (Sociedad Óptica de América) como Spotlight on Optics (enfoque de la vanguardia en el campo óptico).

 

Con el desarrollo del Internet, la computación en la nube y el Internet de las cosas, la demanda de ancho de banda de la red por parte de la sociedad de la información ha alcanzado un nivel sin precedentes. Debido a las limitaciones causadas por los efectos no lineales de la fibra monomodo, es posible que se presente el previsible "agotamiento de anchos de banda" en un futuro próximo, por lo tanto, nació la multiplexación por división de espacio.

 

La multiplexación por división de espacio trata de la tecnología de multiplexación que establece múltiples canales de datos espaciales particionables a través de una sola fibra óptica. Dicha tecnología puede duplicar la capacidad del sistema y la eficiencia del espectro, y es una de las tecnologías clave para construir futuras redes ópticas. En la actualidad, las fibras ópticas compatibles con la multiplexación por división espacial incluyen principalmente: fibra óptica de poco modo, fibra óptica de multi-núcleo y fibra óptica de cristal fotónico. Entre ellas, el estiramiento de la segunda es más complicado y la conexión es difícil; la última tiene una dispersión extremadamente baja y atenuación teórica, pero su atenuación real sigue siendo alta; la primera se ha convertido en un foco en la aplicación de la multiplexación por división de espacio por razón de las características como baja pérdida, estiramiento simple, alta eficiencia de soldadura y la adaptación a diversos entornos externos complejos. Puesto que la tecnología de multiplexación de la división de espacio basada en fibras de poco modo ha demostrado un gran potencial en aumentar la capacidad de transmisión de los sistemas de comunicación de fibra única, ha sido posible aumentar la capacidad por docenas de veces, proporcionando una manera efectiva de resolver el problema de cuellos de botella de capacidad de los futuros sistemas de comunicación óptica.

 

La fibra de momento angular orbital de fotones (en adelante denominada "OAM") es una de las fibras ópticas de poco modo, basada en el modo de la cual, realizar la transmisión multicanal de la multiplexación por división de modo de fibra única es un nuevo método propuesto en los últimos años para expandir en gran medida la capacidad de información de comunicación de fibra óptica. Apoyado por el proyecto "Estudio de nueva tecnología de comunicación de fibra óptica de multiplexación de división espacial y de modo de división de gran capacidad y escala extra grande" (número de proyecto: 2018YBF1801800) de "Programa nacional clave de I + D" del Ministerio de Ciencia y Tecnología, Dr. Shen Lei de YOFC y su equipo desarrollaron y produjeron la fibra OAM de chip anular de larga distancia y baja atenuación basada en el proceso PCVD, la ventaja única de la compañía. Su atenuación bajo el modo fundamental puede ser tan baja como 0,198dB/km, que es un récord mundial en el campo de la fibra OAM.

 

El equipo del proyecto también aprovechó las características especiales de agrupación de modos de la nueva fibra de chip anular OAM de diafonía intermodo ultrabaja y propuso que solo se necesita un algoritmo de ecualización modular de input múltiple y output múltiple (MIMO) a pequeña escala (4 X 4) en el extremo receptor para lograr una nueva estructura del sistema de multiplexación por división modular OAM de transmisión multicanal, cuya complejidad del algoritmo de ecualización de la capacidad de transmisión de la unidad no aumenta con la capacidad de comunicación, por lo que tiene una excelente extensibilidad y practicabilidad.

 

Con la nueva estructura del sistema mencionada y la nueva fibra OAM de chip anular, el equipo llevó a cabo experimentos de transmisión de información óptica de larga distancia y gran capacidad, y logró por primera vez el enlace de comunicación de fibra óptica OAM de 100 km sin repetidor de un solo tramo. Utilizó solamente dos módulos de ecualización 4x4 de MIMO en este enlace para realizar la multiplexación por división de modo de 8 canales de modo OAM. Cada canal de modo transmite simultáneamente 10 canales de Multiplexación por división de longitud de onda, Multiplexación de polarización y señales ópticas de modulación por desplazamiento de fase en cuadratura(QPSK), que son totalmente compatibles con la tecnología de comunicación de fibra óptica existente, logrando así la transmisión paralela de 80 señales ópticas en una sola fibra con una capacidad de transmisión total de 2,56 Tbit/s, una eficiencia espectral de 10,24 bit/(s·Hz) y el producto de capacidad-distancia de 256(Tbit/s)·km , que es actualmente el récord más alto de comunicación de fibra óptica OAM.

 

Con la introducción de fibra de momento angular orbital de diafonía ultrabaja y de baja pérdida, la tecnología de multiplexación de modo de momento angular orbital basada en diafonía entre módulos ultra baja y en módulos 4*4 de MIMO ha demostrado un gran potencial en aumentar la capacidad de fibra individual y ha sido una buena opción para la próxima generación de nuevo sistema de comunicación óptica.

 

Durante más de 30 años, con la atención simpre a la tecnología clave y la innovación independiente, YOFC ha abierto con éxito una ruta de desarrollo de "introducción-digestión-absorción-reinnovación". Después de años de construcción del sistema de innovación independiente, YOFC ha obtenido el único laboratorio nacional clave en la industria de cable y fibra óptica de China y es la única compañía en la industria que ha ganado tres veces el segundo premio del Premio Nacional de Progreso de Ciencia y Tecnología. Con el firme dominio de la tecnología clave, ha realizado la transformación de "seguidor de la industria" a "líder de la industria" y sigue liderando el desarrollo de la industria.

 

Adhiriéndose a la misión de " Enlace Inteligente, Vida Mejor", YOFC continuará tomando la innovación como la primera fuerza motriz, acumulará conocimientos, tecnología y equipos más avanzados para el desarrollo de la industria de fibra óptica y cable de China, impulsará el progreso tecnológico general de la industria y desempeñará un papel activo en el desarrollo de la industria de comunicaciones ópticas de China para que sea más fuerte hasta poder liderar el mundo y no cesará de esforzarse por construir un poder científico y tecnológico del mundo.

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