Las redes empresariales y los centros de datos continúan aumentando sus demandas de conectividad, y se espera que se transmitan cantidades cada vez mayores de datos en un futuro previsible. Durante los últimos 20 años, La tecnología de fibra óptica ha experimentado un tremendo éxito al brindarnos una Internet conectado a nivel mundial. Proporcionar una mayor capacidad de transferencia de información es clave para satisfacer las necesidades futuras. Un avance reciente en las estructuras de núcleo de fibra promete ayudarnos a alcanzar este objetivo más rápidamente.
Fibras ópticas monomodo, donde la luz viaja por un solo camino, se están acercando rápidamente a los límites de capacidad en las redes actuales. La investigación sobre este tema se ha centrado en agregar más vías de transmisión dentro de estas fibras ópticas. Las fibras multimodo, cuyos núcleos pueden soportar la propagación de múltiples modos de luz, pueden parecer una solución obvia. pero sufren de dispersión y limitaciones en una red de largo alcance.
Ahora, los investigadores están investigando la tecnología de fibra multinúcleo (MCF), colocando múltiples núcleos monomodo dentro de una sola fibra óptica. Aumentar la cantidad de núcleos dentro de una fibra óptica es un desafío porque agregar núcleos incurre en diámetros de fibra óptica más gruesos, que sufren sus propias limitaciones en la aplicación.
Un equipo de investigación de NTT Access Network Service Systems Laboratories, Japón, han desarrollado un diseño MCF, por primera vez, con 12 trayectorias centrales. Luego, los núcleos se "acoplan aleatoriamente" de manera que se puedan transmitir mayores cantidades de datos a través de una fibra de 125 micrómetros de diámetro de tamaño estándar. El equipo de NTT presentará sus hallazgos en la Conferencia y Exposición de Comunicación de Fibra Óptica (OFC), celebrada del 19 al 23 de marzo en Los Ángeles, California, ESTADOS UNIDOS.
"Las rutas de 12 núcleos en una fibra óptica con el revestimiento estándar de 125 micrómetros es un nuevo logro en la tecnología de transmisión de redes ópticas, "dijo el ingeniero de investigación de NTT, Taiji Sakamoto. "NTT ha invertido recursos en esta nueva tecnología para su uso en sistemas de transmisión y centros de datos. Necesitamos escalar nuestras redes para anticiparnos a las futuras demandas de ancho de banda".
Pero, Sakamoto explicó, El desarrollo de MCF tiene varios desafíos. La primera restricción en el desarrollo de MCF es espacial. Las fibras deben desplegarse en espacios limitados, como conductos subterráneos, por lo que mantener los diámetros estándar es una prioridad.
Para respetar las restricciones de tamaño, el equipo analizó el desarrollo de MCF con pequeños lanzamientos centrales, o espaciamientos, para maximizar el número de núcleos dentro de la fibra. Teniendo en cuenta los límites de los diámetros de las fibras, Los investigadores de NTT emplearon una disposición de núcleo acoplado dentro del revestimiento de 125 micrómetros de la fibra. El equipo pudo colocar en el marco un total de 12 núcleos, colocándolos con una torsión especial de las fibras en un MCF acoplado aleatoriamente que los investigadores de NTT concluyeron que permitiría la máxima capacidad.
Los investigadores también exploraron la disposición geométrica de los núcleos dentro de la fibra. Entre las tres posibilidades:una disposición hexagonal de 19 núcleos, una disposición circular de 10 núcleos, y una celosía cuadrada de 12 núcleos. Llegaron a la conclusión de que el diseño de celosía cuadrada de 12 núcleos optimizaba mejor la densidad espacial, mientras se mantiene el acoplamiento de modo aleatorio.
Un desafío urgente para el equipo de investigación se llama dispersión de modo espacial (SMD), donde las señales se propagan en el dominio del tiempo, lo que dificulta la realización del DSP en tiempo real, que es inevitable para implementar la tecnología de multiplexación por división espacial en el sistema real. Agregar rutas de núcleo dentro de una sola fibra aumenta esos desafíos. Sakamoto y su equipo concluyeron que un MCF con una disposición de núcleo acoplado aleatoriamente minimiza la dispersión del modo espacial, resultando en una menor complejidad DSP.
"La complejidad del procesamiento de la señal causada por el SMD grande es un problema serio. Nuestro artículo que se presentará en la OFC explicará cómo reducimos el SMD para MCF con más de 10 núcleos, "Añadió Sakamoto.
Según Sakamoto, el siguiente paso es investigar la escalabilidad de su MCF acoplado aleatoriamente. Si tiene éxito, espera que la tecnología esté disponible para mercados a gran escala en aproximadamente una década. El grupo continuará investigando la cantidad máxima de núcleos que se pueden implementar con MCF acoplados aleatoriamente, mientras mantiene su beneficio clave de minimizar la dispersión del modo espacial y la complejidad del procesamiento de la señal.
"Vimos el éxito con MCF acoplados aleatoriamente, "Dijo Sakamoto." Entonces, el siguiente paso es descubrir cómo podemos obtener más núcleos mientras mantenemos el estado de acoplamiento aleatorio, lo que resulta en una capacidad aún mayor por fibra ".
