Daugiagyslis pluoštas (MCF) yra optinis pluoštas, turintis dvi ar daugiau nepriklausomų branduolių vienoje bendrame apvalkale. Tikslas yra paprastas, bet galingas: padidinti perdavimo pajėgumą pagal erdvinį matmenį, nedidinant paties pluošto. Kadangi srautas iš 5G, debesų ir AI grupių nuolat auga, MCF iš laboratorijos persikėlė į pirmuosius tikrus povandeninius laivus ir bandomuosius diegimus. Šiame vadove paaiškinama, kas yra daugiagyslis pluoštas, kaip jis veikia, kaip jis lyginamas su įprastu-gyslų pluoštu, kur jis naudojamas ir ką jį pasverti renkantis.
Kas yra daugiagyslis pluoštas?
Įprastinisvieno{0}}modo optinio pluoštoturi tik vieną šerdį, einančią per apkalą. Daugiagyslis pluoštas išlaiko tą pačią bendrą konstrukciją, tačiau vienoje apkaloje įdeda kelias šerdis vienas šalia kito. Šerdys yra pagamintos iš didelio -grynumo silicio dioksido ir yra apsuptos apvalkalo medžiagos, turinčios mažesnį lūžio rodiklį, todėl kiekviena šerdis apriboja ir nukreipia savo šviesą, atsižvelgdama į visišką vidinį atspindį. Iš tikrųjų kiekviena šerdis elgiasi kaip nepriklausomas perdavimo kelias.
Naudinga diegimo detalė: daugelyje MCF konstrukcijų apvalkalo (išorinio) skersmuo yra standartinis 125 mikrometrai (0,125 mm), naudojamas šiandieniniam vienmodžiui pluoštui. Išlaikant šį standartinį išorinį skersmenį, MCF iš esmės suderinamas su esama kabelių geometrija, tačiau, kaip paaiškiname toliau, sąsajos abiejuose galuose nėra identiškos vieno-gyslinio pluošto.
Kaip veikia kelių branduolių pluoštas: erdvinio padalijimo tankinimas
Daugiagyslių skaidulų principas yra erdvės padalijimo tankinimas (SDM). Vieno{1}}pagrindo sistemos padidina pajėgumą daugiausia pridedant bangos ilgio kanalus (WDM) ir naudojant aukštesnės{2} eilės moduliavimą vienu fiziniu keliu. SDM prideda naują ašį: padaugina erdvinių takų skaičių. Kiekviena šerdis vienu metu gali turėti savo bangos ilgio kanalų rinkinį, todėl vienas MCF gali atlikti kelių įprastų skaidulų, sujungtų kartu, darbą. Tai viena iš technologijųpradeda naują didelės{0}}našumo perdavimo erą.
Tai padeda galvoti apie kiekvieną branduolį kaip atskirą juostą. Vieno-gyslio skaidulos yra vienos-juostos kelias erdvine prasme - jis vis tiek gali perkelti daug bangos ilgio kanalų žemyn ta juosta, bet yra tik viena erdvinė juosta. Daugiagyslis pluoštas nutiesia kelias lygiagrečias juostas toje pačioje dangoje (dangos), todėl vienu metu keliauja keli nepriklausomi signalų srautai. Kompromisas- yra tas, kad juostos, esančios arti vienas kito, gali trukdyti viena kitai, todėl mes susiduriame su pagrindiniu inžinerijos iššūkiu.
Daugiagyslis pluoštas ir vieno{0}}gyslo pluoštas
Jie abu yra ne tiek konkurentai, kiek skirtingi įrankiai. Vieno šerdies{1}}pluoštas išlieka praktiškas pasirinkimas daugeliui nuorodų. MCF yra skirtas maršrutams, kuriuose pajėgumas arba fizinė erdvė yra privalomas apribojimas. Žemiau esančioje lentelėje apibendrinami pagrindiniai skirtumai.
| Atributas | Vieno{0}}gyslo skaidulos | Daugiagyslis pluoštas (MCF) |
|---|---|---|
| Šerdys vienam pluoštui | Viena šerdis apkaloje | Dvi ar daugiau branduolių bendrame apvalkale (tyrimų demonstravimas siekia 19 ir daugiau) |
| Apmušalas / išorinis skersmuo | Standartinis 125 mikrometrai | Dažnai tie patys standartiniai 125 mikrometrai, todėl kabelio geometrija lieka pažįstama |
| Kaip mastai pajėgumai | Daugiau bangos ilgių (WDM) ir aukštesnės{0}}laipsnio moduliavimas viename erdviniame kelyje | Prideda erdvinius kelius prie WDM ir padidina talpą pagal erdvinį matmenį |
| Pluoštas / erdvinis tankis | Vienas erdvinis kelias viename pluošte | Daug erdvinių takų viename pluošte, didinant tankį vienam kabeliui ir vienam kanalui |
| Tarp-pagrindinis skersinis pokalbis | Netaikoma | Pagrindinis dizaino parametras, valdomas per tarpą tarp šerdžių, indekso profilį ir tranšėjos dizainą |
| Nutraukimas ir sąsaja | Standartinės jungtys ir lydymosi sujungimas | Reikia ventiliatoriaus-įėjimo / ventiliatoriaus-įrenginių ir specializuotų jungčių su kelių-gyslių išlygiavimu |
| Ekosistemos branda | Suaugusiesiems ir masiškai{0}}diegiama visame pasaulyje | Nauji, su ankstyvaisiais lauko bandymais ir povandeninių kabelių prototipais |
| Tinkamiausi{0}}scenarijai | Dauguma prieigos, metro ir tolimojo{0}}nuorodų šiandien | Talpa{0}} arba erdvės-ribojami maršrutai, pvz., povandeninis laivas, tankus stuburas ir dirbtinio intelekto duomenų centro sujungimas |
Pagrindiniai kelių branduolių pluošto pranašumai
MCF klasterio pranašumai priklauso nuo tankio ir pajėgumo mastelio keitimo, o ne apie neapdorotą greitį viename kelyje. Pagrindiniai privalumai yra šie:
- Didesnė talpa tame pačiame skerspjūvyje{0}}.Pridėjus branduolius, naudojami erdviniai kanalai padauginami nedidinant dangos skersmens, todėl maršrutas gali perduoti daugiau srauto vienam pluoštui.
- Didesnis pluošto tankis vienam kabeliui ir kanalui.Kai kanalo erdvė, kabelio skersmuo ar skaidulų skaičius yra ribotas, MCF sutelkia daugiau perdavimo kelių į tą patį fizinį pėdsaką.
- Aiškus kelias į pajėgumo didinimą.Sujungus SDM su WDM, MCF suteikia erdvės maršrutams, kuriems taikomas didžiausias - povandeninių sistemų slėgis, didelio-tankio magistraliniai tinklai ir AI grupių jungtys. Daugiau apie praktiką galite perskaitytikelių branduolių skaidulų{0}} pranašumus ir naudojimo atvejus ateityješiems darbo krūviams.
- Infrastruktūros pažinimas.Standartiniuose{0}}apdangalų projektuose pakartotinai naudojama daug esamos kabelių struktūros ir tvarkymo praktikos, sumažinant vieną kliūtį pritaikymui.
Techniniai iššūkiai ir apribojimai
MCF nėra tiesiog daugiau branduolių pridėjimo reikalas. Keletas problemų lemia jos dizainą ir dabartinį komercinį pasirengimą:
- Tarp-pagrindinis skersinis pokalbis.Kadangi branduoliai yra tik dešimčių mikrometrų atstumu vienas nuo kito, šviesa vienoje šerdyje gali susijungti su kaimyne, pablogindama signalo kokybę. Dizaineriai slopina skersinį pokalbį nustatydami atstumą tarp šerdžių, lūžio rodiklio profilį, šerdies{1}}struktūras ir veikimo bangos ilgį. Crosstalk valdymas yra pagrindinė MCF inžinerinė problema.
- Įrenginiai-įtraukiami/išpučiami{1}}.Norint prijungti MCF branduolius prie įprastos vieno{0}}gyslo įrangos, kiekviename galuose reikia ventiliatoriaus-įvesties / išvesties (FIFO) įrenginių. Tai prideda komponentų, įterpimo praradimo ir išlaidų, kurių nesusiduria vienos pagrindinės nuorodos.
- Sujungimo ir sujungimo sudėtingumas.MCF nutraukimas reiškia kelių branduolių suderinimą vienu metu, o tai yra sunkiau nei vieno branduolio nutraukimą. Didelio-tankio vieno-pagrindo lygiagrečioms nuorodoms daugelis tinklų šiandien vis dar priklausodidelio{0}}tankio MPO/MTP mazgaio ne MCF, nes ta ekosistema yra subrendusi ir{0}}patikrinta.
-
- Testavimas ir stebėjimas.Apibūdinti -pagrindinį praradimą, perjungimą ir gedimų vietą daugelyje branduolių yra daug daugiau nei vieno-gyslinio pluošto testavimą, o tai turi įtakos paleidimui ir priežiūrai.
- Komercinė branda.MCF vis dar atsiranda. Dauguma iki šiol gautų rezultatų yra laboratorinės demonstracijos ir ankstyvieji bandymai, kai povandeninių laivų sistemos atlieka pirmuosius realaus pasaulio žingsnius.
Daugiagyslių pluoštų evoliucija
Kelių{0}}gyslų ir susietųjų{1}}gyslų skaidulų tyrimai prasidėjo devintajame dešimtmetyje, kai ankstyvieji darbai tyrinėjo susieto-režimo elgseną ir skaidulų jutimą. Susidomėjimas paspartėjo 2010 m., kai vieno -modo perdavimo pajėgumai priartėjo prie savo praktinių pajėgumų ribos, o pramonė pradėjo naudoti erdvinio padalijimo tankinimą.
Svarbus įvykis įvyko 2011 m., kaipirmasis perdavimo demonstravimas viršija 100 Tbit/sbuvo pasiektas naudojant homogeninį septynių{0}}gyslių skaidulą -, įskaitant plačiai cituojamą 109 Tbit/s greitį per 16,8 km. 2012 m. pabaigoje laboratorinės demonstracijos jau buvo praėję 1 Pbit/s naudojant 12 branduolių skaidulą.
Talpos rekordai ir toliau kilo. 2023 m. Kinijos mokslinių tyrimų grupė CICT (grupė, kuriai priklauso „FiberHome“)padidino vieno{0}}mode kelių{1}}branduolių rekordą iki 3,61 Pbit/sper 19 branduolių skaidulą, apimančią S, C ir L juostas, remiantis 3,03 Pbit/s rezultatu praėjusiais metais. 2025 m. pranešė NICT ir Sumitomo Electric1,02 petabito per sekundę per 1808 kmnaudojant 19 gyslų pluoštą su standartiniu 0,125 mm skersmens apvalkalu, pabrėžiant, kad dėmesys sutelkiamas į konstrukcijas, suderinamas su esama infrastruktūra.
Konkrečiausias praktinės pažangos ženklas yra povandeninių laivų sistemose. 2024 m. kovo mėn. NEC ir NTT paskelbė pirmąją-tokio tipo-transokeaninės{0}}klasės 7 280 km perdavimas per susietą 12 branduolių skaiduląįmontuotas standartinis 0,125 mm išorinis skersmuo, nukreiptas tiesiai į būsimus povandeninius kabelius. NEC anksčiau 2022 m. sukūrė pirmojo pasaulyje keturių -gyslų povandeninio kabelio prototipą. Kartu šie rezultatai rodo MCF perėjimą nuo grynų tyrimų prie diegiamų sistemų.
Daugiagyslių pluoštų programos
Didelės talpos{0}}stuburo ir povandeniniai kabeliai.Tolimųjų nuotolių{0}}stuburai ir povandeninės sistemos yra talpos- ir erdvės-ribotos dėl prigimties, todėl jos yra pagrindinės MCF kandidatės. Sutelkus daugiau erdvinių takų į kiekvieną skaidulą, bendras sistemos pajėgumas pakeliamas proporcingai nepadidinant kabelio - didelis privalumaspovandeninis ir povandeninis šviesolaidinis kabelismaršrutai, kuriuose svarbus kiekvienas kabelio skerspjūvio{0}}milimetras.
Duomenų centrų sujungimas ir AI klasteriai.Duomenų centrų viduje labai didėja ryšių tarp serverių, jungiklių ir saugyklos tankis, taip pat didėja ir tinklų sujungimas tarp įrenginių. AI darbo krūvių padidėjimas sustiprina abu. MCF yra viena iš galimybių supakuoti daugiau erdvinių kanalų į ribotus kelius, kartu su didelio-tankio jungties metodais, aptartais mūsų apžvalgojeMPO ir kelių branduolių pluoštas AI duomenų centrams.
Optinis jutimas.Kadangi kiekviena šerdis gali skirtingai reaguoti į lenkimą, įtempimą ar temperatūrą, kelių gyslų pluoštas palaiko didelį-tikslumą, kelių taškų ir paskirstytą jutimą. Taikymas apima formos jutimą, tiltų ir vamzdynų konstrukcijų būklės stebėjimą ir naftos bei dujų žvalgymą.
Kaip pasirinkti daugiagyslius šviesolaidinius kabelius
Daugumoje tinklų šiandien praktiškas pasirinkimas išlieka didelio{0}}skaido skaidulų-skaičiumi-vieno režimo kabeliai ir didelio-tankio jungčių mazgai, o MCF geriausiai vertinama pagal pajėgumą- arba vietos-ribotus maršrutus. Kai pateikiamas MCF, įvertinkite jį pagal parametrus, kurie iš tikrųjų lemia diegimą, o ne vien tik branduolių skaičių:
- Šerdies skaičius ir išdėstymasatitiktų jūsų tikslinį pajėgumą, o ne maksimaliai padidintas dėl savęs.
- Reikalinga talpa ir perdavimo atstumas, kadangi tolimųjų{0}}reisų ir povandeninių laivų maršrutai nustato kitokius dizaino apribojimus nei trumpi maršrutai.
- Tarp-pagrindinių tarpkalbių našumasjūsų veikimo bangos ilgiuose, o tai dažnai yra svarbesnė nei branduolių skaičius.
- Ventiliatoriaus-įvesties/išvesties{1}}ir jungties suderinamumassu galine įranga, kurią ketinate naudoti.
- Dengimo skersmuo ir infrastruktūros suderinamumas, pirmenybę teikia standartiniams 0,125 mm konstrukcijoms, kur vertingas pakartotinis esamos praktikos panaudojimas.
- Sujungimo ir derinimo reikalavimai, įskaitant įrankius ir žinias, kurių prireiks jūsų komandai ar montuotojui.
- Kabelio struktūra ir diegimo aplinka- povandeninis laivas, kanalas, tiesioginis-užkastas arba iš oro - kiekvienas turi savo mechaninius reikalavimus.
- Testavimo ir stebėjimo palaikymaspagal -pagrindinį apibūdinimą ir gedimo vietą.
- Tiekėjo inžinerinis palaikymas ir pritaikymas, nes MCF projektams dažnai reikia pritaikyto dizaino ir{0}}praktinio techninio įnašo.
DUK
Kl .: Kas yra daugiagyslis pluoštas?
A: Daugiagyslis pluoštas yra optinis pluoštas, turintis dvi ar daugiau nepriklausomų branduolių vienoje apvalkale. Kiekviena šerdis nukreipia savo šviesą ir veikia kaip atskiras perdavimo kelias, didindamas pajėgumą išilgai erdvinio matmens.
K: Kiek branduolių gali turėti daugiagyslis pluoštas?
A: Tai skiriasi priklausomai nuo tikslo. Ankstyvosios komercinės ir povandeninių laivų konstrukcijos naudoja du ar keturis branduolius, o tyrimų demonstracijose buvo naudojami septyni, dvylika ir devyniolika branduolių. Didesnis branduolių skaičius padidina pajėgumą, bet taip pat apsunkina perjungimo valdymą ir prijungimą.
Kl.: Ar kelių branduolių pluoštas suderinamas su esamomis skaidulų sistemomis?
A: Iš dalies. Konstrukcijos, išlaikančios standartinę 125 mikrometrų apvalkalą, turi didžiąją dalį esamos kabelių geometrijos ir valdymo. Tačiau norint prijungti MCF prie vieno-pagrindo įrangos, reikia ventiliatoriaus-įvesties / ventiliatoriaus-įrenginių, o jungtys, sujungimas ir bandymai skiriasi nuo vieno-gyslių skaidulų.
Kl.: Kas yra „Crosstalk“ kelių branduolių pluošte?
A: Crosstalk yra nepageidaujamas šviesos sujungimas iš vienos šerdies į gretimą šerdį, o tai trukdo signalui. Tai yra pagrindinis MCF projektavimo iššūkis ir valdomas per atstumą tarp branduolių, lūžio rodiklio profilį, tranšėjos struktūras ir pasirenkant veikimo bangos ilgį.
K: Kur naudojamas daugiagyslis pluoštas?
A. Pagrindiniai naudojimo būdai yra{0}}didelės talpos magistraliniai ir povandeniniai kabeliai, duomenų centrų sujungimas ir dirbtinio intelekto grupių tinklai bei optinio jutimo programos, pvz., struktūrinės būklės stebėjimas.
Kl.: Ar dar galima įsigyti kelių branduolių pluošto?
A: Tai atsiranda, o ne įprasta. Dauguma laimėjimų yra laboratoriniai arba bandomieji rezultatai: povandeninės sistemos -, įskaitant 2024 m. transokeaninį-12 klasės-pagrindinį eksperimentą ir ankstesnius keturis-pagrindinius prototipus -, kurie atlieka pirmuosius žingsnius realiame pasaulyje.
Daugiagyslio pluošto partnerio pasirinkimas
Kelių branduolių skaidulos apdovanoja kruopščiu pasirinkimu ir stipriu inžineriniu palaikymu, nes skersinio pokalbio valdymas, ventiliatoriaus-įėjimo/išėjimo-suderinamumas, sujungimo tikslumas ir diegimo aplinka paprastai yra svarbesni nei antraštės branduolių skaičius. Optinio pluošto ir kabelių gamybos šaknys siekia 1991 m., „Hengtong“ palaiko klientus tiksliai pagal šiuos matmenis - tinkintą branduolių skaičių ir kabelių struktūrą, tikslinę talpą ir atstumą, perjungimo našumą, jungties ir ventiliatoriaus -įėjimo / ventiliatoriaus-išvedimo suderinamumą ir diegimo palaikymą povandeniniams laivams ir duomenų centrų aplinkoms, kurias palaiko- bandymai. Norėdami aptarti savo poreikius arba ištirti plačiauoptinio pluošto ir kabelių portfelis, susisiekite su mūsų inžinierių komanda.