中國移動攜手暨南大學、烽火通信、北京大學在OFC 2024發(fā)表全球首個基于空芯光纖的超200Tb/s實時傳輸研究成果

  ICC訊 近日，中國移動研究院聯(lián)合暨南大學、烽火通信和北京大學共同撰寫的論文“First Penalty-free Real-time Co-frequency Co-time Full-duplex Optical Fiber Transmission with 202.1Tb/s Net Capacity Enabled by Hollow-core 5-element NANF”被全球光通信領域頂級學術會議Optical Fiber Communication Conference 2024(簡稱OFC 2024)發(fā)表，為OFC 2024空芯光纖分論壇唯一來自運營商的研究成果。

  經過近50年的發(fā)展和大規(guī)模應用，基于實芯單模光纖的光通信陸續(xù)開發(fā)了時間、頻率、調制和偏振四個獨立維度，已經觸達非線性香農極限，面臨容量瓶頸和時延瓶頸。如何找到第五個新的物理維度，在不引入新的損傷的條件下實現容量的擴充，是當前研究的焦點。方向作為光纖的天然維度，受限于實芯光纖無法消除的背向瑞利散射，始終無法在不損傷已利用維度的情況下得到利用，通常需要采用兩根獨立光纖、不同的波長或時隙來實現雙向通信。反諧振空芯光纖基于反諧振反射理論，以空氣替代實芯石英介質，可從根本上破解物理介質帶來的通信性能瓶頸，具備理論上的最低時延、最低損耗、最低非線性和最大通光帶寬，是理論上性能最優(yōu)的光通信介質。除此以外，反諧振空芯光纖的背向瑞利散射相比于實芯光纖低近1000倍，具備了將方向維度開發(fā)為無損傷獨立維度的理論潛力。

  中國移動與暨南大學、烽火通信和北京大學合作，利用反諧振空芯光纖超低背向瑞利散射優(yōu)勢，提出基于空芯光纖的同頻同時全雙工(Co-frequency co-time full-duplex，CCFD)光通信概念，創(chuàng)新引入了方向維度復用(Direction division multiplexing，DDM)，并實現了首個超低背向瑞利散射和超低背向菲涅爾反射的空芯光纖鏈路，具備在超過一萬公里距離上進行T比特級單波傳輸的巨大潛力。通過結合4個傳統(tǒng)物理維度和新開發(fā)的方向維度，在單纖單芯單模條件下，實現了202.096Tb/s(2方向×120波長×842.065Gb/s)的實時凈吞吐量，性能與單向傳輸完全一致，無雙向引入的傳輸損傷，凸顯了空芯光纖傳輸系統(tǒng)重方向維度的獨立性。

  近年來，中國移動在反諧振空芯光纖及其光傳輸系統(tǒng)和超800G傳輸技術方面持續(xù)發(fā)力。2022年，提出了基于高階調制非線性相移估計得空芯光纖克爾非線性系數測量理論，首次實現了空芯光纖的克爾非線性系數上限測定;首次完成空芯光纖單波5W量級入纖功率的400G/800G超高速傳輸驗證，支持了空芯光纖無非線性損傷傳輸的理論。2023年，中國移動聯(lián)合華為、中興、烽火相繼開展單通道T比特級和S+C+L滿波配置傳輸實驗，基于130GBd核心光電器件，完成全球首個頻譜總寬度19.5THz，單波凈速率最高達1.2Tb/s、通道數達156個的S+C+L多波段滿波配置超寬帶實驗驗證，單芯總容量達150.72Tb/s、傳輸距離達150km，初步驗證了S波段光層的可行性。

  面向下一代光通信前沿技術探索，中國移動愿與企業(yè)、高校、科研院所緊密合作，協(xié)同深入光通信無人區(qū)領域研究，推進核心技術、芯片、器件、系統(tǒng)的代際演進。