康寧實現多芯光纖衰減的新紀錄

  為滿足跨洋海底光纜Petabit/s容量的需求，多芯光纖（MCF）技術近年來成為了行業研究和產業化的熱點。在2023年的歐洲光通信會議（ECOC）上，康寧發表了《用于海底傳輸的創紀錄低損耗0.144dB/km雙芯光纖》，介紹了康寧在多芯光纖領域取得的最新進展。

圖1 雙向芯MCF示意圖       圖2 基于不同折射率凹槽設計的纖芯

  在海底通信的應用中，為了保證傳輸的性能，既要每個纖芯都保持超低的衰減，又要纖芯之間實現較低的串擾。同時滿足衰減和串擾的要求是多芯光纖制作的技術難點，因此多芯光纖的設計比單纖光纖要考慮更多的因素，包括折射率分布，纖芯的位置（耦合的狀況），幾何尺寸和有效面積等。

  康寧設計了兩種不同折射率分布的雙芯光纖。纖芯采用純硅芯技術，包層摻氟并通過纖芯-包層的粘度匹配以降低光纖衰減，纖芯之間為弱耦合以減小串擾。光纖的包層外徑與普通單模光纖同為125μm，兩個纖芯的有效面積都是~115um2。研究結果表明，當纖芯間距在50μm的情況下，光纖的衰減和串擾達到較理想的狀態：1550nm處的衰減可低至創紀錄的0.144dB/km（比前記錄降低了0.008dB/km），同向傳輸串擾小于-46dB/25km， 反向傳輸串擾小于 -62dB/100km。這種級別的串擾在跨大西洋（6000公里）和跨太平洋（10000公里）的網絡場景中對系統傳輸性能幾乎沒有影響。

圖3 兩種折射率設計的多芯光纖在不同纖芯間距時

1550nm下的同向串擾與衰減

圖4 兩種折射率設計的多芯光纖的衰減譜

  除此之外，康寧還提出了串擾測量和纖芯識別的方法，可為行業未來的進一步發展和標準化探討提供參考。