Qu’est-ce que la fibre à noyau creux exactement ?

1.Qu’est-ce que la fibre creuse ?

Fibre à âme creuse (HCF) utilise l'air comme support de transmission, remplaçant la fibre optique traditionnelle qui utilise un « noyau de verre » comme support de transmission. Avec une latence ultra-faible, une non-linéarité ultra-faible, une perte potentielle ultra-faible et une bande passante plus large, les fibres creuses peuvent aider Systèmes OTN obtenir une plus grande capacité de transmission, une distance de transmission plus longue et un délai de transmission plus petit.

2.Principe du guide de lumière à fibre optique à noyau creux

Contrairement au principe de réflexion totale des guides de lumière à fibre optique classiques, le cœur des fibres optiques creuses est constitué d'air et le guidage de la lumière dépend entièrement de la restriction de la lumière par la gaine. Par exemple, de l’argent hautement réfléchissant peut être utilisé pour limiter la réflexion de la lumière afin qu’elle ne puisse être transmise que dans le noyau d’air. Cette technologie a été proposée pour la première fois dans les années 1960. Il recouvre la paroi interne d'un capillaire en verre d'un film réfléchissant, puis transmet la lumière infrarouge moyenne au milieu. Cependant, comme le trou est relativement grand, il est plus facile à recouvrir, mais plus le trou est grand, plus il y aura de modes de transmission. Dans cette structure, il est plus difficile de réaliser une transmission monomode longue distance.

Avec les progrès de la technologie, dans les années 1980 et 1990, les gens ont proposé des structures de gainage spécialement conçues, telles que des fibres creuses à cristaux photoniques. Son principe de guidage de la lumière est l’effet de bande interdite des cristaux photoniques. Semblable au concept de bande interdite dans les semi-conducteurs, la structure des trous d’air de gaine de cette fibre a une périodicité stricte. Lorsque cette structure périodique est détruite par l'introduction du cœur de la fibre, un état défectueux ou un état local avec une certaine bande passante se forme, et seules les ondes lumineuses d'une fréquence spécifique peuvent se propager dans cette zone défectueuse, alors que les ondes lumineuses d'autres fréquences ne le peuvent pas. se propage, formant ainsi une contrainte sur la lumière. Avec cette structure, l'indice de réfraction de la couche centrale n'a pas besoin d'être supérieur à celui de la gaine, de sorte que des fibres optiques à âme creuse plus pratiques émergent avec diverses structures.

Schéma de structure des fibres à noyau creux

3.Pourquoi la fibre creuse est-elle nécessaire ?

Comme nous le savons tous, depuis près d'un demi-siècle, les réseaux optiques représentés par systèmes à fibres optiques monomodes ont constitué une base de connexion solide dans le monde des communications avec leurs avantages tels que « grande capacité, faible consommation d'énergie et faible latence. » Cependant, le quartz (verre), en tant que matériau de base de fibre optique, a des limites inhérentes, notamment en termes de capacité. goulots d'étranglement et limites de performances.

Câble à fibre optique FCST GYTA

Goulot d’étranglement de capacité : En raison de la restriction de la bande passante du canal du matériau à quartz, la limite supérieure de la capacité de la bande C+L monomode à fibre unique est d'environ 100 Tbit/s. Même si la bande O/S/U est élargie, elle ne peut toujours pas dépasser le niveau P.

Plimites de performances : Il existe des limites théoriques, notamment la non-linéarité, l'atténuation, le retard, etc., qui limitent l'amélioration supplémentaire des performances de transmission (telles que la distance, le retard).

Ces dernières années, avec les percées continues dans les technologies liées aux fibres à noyau creux, il est prévu que la capacité de transmission, la distance et le retard des systèmes de fibres à noyau creux seront considérablement améliorés à l'avenir, devenant ainsi la solution la plus appropriée pour les ultra- scénarios à faible latence tels que les centres de données et les réseaux de puissance de calcul. Le meilleur choix donnera également la priorité aux essais commerciaux dans ces scénarios.

4.Fibre à âme creuse VS fibre à âme de verre ?

Par rapport à la fibre optique à noyau de verre actuellement largement utilisée, la fibre optique à noyau creux présente des avantages significatifs dans les aspects suivants.

Faible latence : La lumière est principalement transmise dans la zone centrale proche des trous d’aération. L'indice de réfraction est inférieur à celui du verre solide et la vitesse de transmission est plus rapide. La latence passe de 5us/km à 3,46us/km. La latence de transmission est comparée aux fibres optiques existantes. Le système est réduit de 30%. Cela est très important pour la transmission actuelle et future des services sensibles aux délais.

Non-linéarité ultra-faible : L'effet non linéaire de la fibre à âme creuse est de 3 à 4 ordres de grandeur inférieur à celui de la fibre à âme de verre conventionnelle, ce qui permet d'augmenter considérablement la puissance optique d'entrée, augmentant ainsi la distance de transmission. Divers fabricants d'équipements du secteur, dont ZTE, ont commencé des recherches sur des systèmes optiques associés basés sur cette fonctionnalité, tels que la technologie de modulation d'ordre élevé 128QAM et d'amplificateur haute puissance, qui devraient augmenter la capacité du système et la distance de transmission d'au moins 2. fois.

Perte potentielle ultra faible : La perte de courant obtenue par la fibre optique à noyau creux est de 0,174 dB/km, ce qui est identique aux performances de la dernière génération de fibre optique à noyau de verre existante. Dans le même temps, la limite minimale théorique de la fenêtre de communication de la fibre optique creuse La fibre optique à noyau de verre peut être aussi faible que 0,1 dB/km, ce qui est inférieur à la limite théorique de 0,14 dB/km d'une fibre optique à noyau de verre ordinaire.

Bande de fréquence de fonctionnement ultra-large : Grâce à l'optimisation continue de la conception de la structure des fibres à noyau creux, il peut fournir une bande de fréquences ultra-large dépassant 1 000 nm, prenant facilement en charge les bandes O, S, E, C, L, U et autres.

5.Quels sont les progrès d’application de l’industrie des fibres à noyau creux ?

Compte tenu des avantages techniques de la fibre optique à noyau creux, des universités et des entreprises nationales et étrangères dans le domaine de la fibre optique ont actuellement mené recherche pertinente. Le plus connu est Lumenisity, filiale de l'Université de Southampton, qui réduira le coefficient d'atténuation de la fibre optique creuse à 0,174 dB/km en 2022, ce qui représente le plus haut niveau technique du secteur. Bien entendu, limitée par la maturité de la technologie des fibres à âme creuse, notamment l'amélioration des performances des fibres (diminution du coefficient d'atténuation), la maturité des processus de fabrication et l'amélioration des normes, elle se concentre actuellement principalement sur les tests et la recherche scientifique. Par exemple, en 2021, British Telecom a annoncé qu'elle coopérerait avec Lumenisity et la société de réseau mondiale Mavenir au laboratoire British Telecom pour tester un câble à fibre optique à âme creuse de 10 km de long. On estime donc qu’il faudra encore un certain temps avant qu’il soit commercialisé.

FCST - Un meilleur FTTx, une meilleure vie.

Nous concevons, fabriquons et fournissons composants passifs pour les réseaux de fibre optique depuis 2003. Tout ce que nous faisons dans FCST est conçu pour fournir des solutions efficaces, simples et innovantes pour résoudre des tâches complexes.

Nous vous proposons 4 solutions

lSolution ODN FTTH

lSolution d'installation de câbles souterrains

lSolution d'installation de câbles aériens

lOutils fibre et solution de test

En tant que fournisseur de solutions FTTx, nous pouvons également faire de l'ODM selon le projet. Nous continuerons à innover et à contribuer davantage à la construction du réseau mondial de fibre optique.