マルチコアファイバー(MCF)相互接続

マルチコアファイバー(MCF)相互接続

人工知能(AI)技術の急速な発展に伴い、データ処理および通信容量に対する需要はかつてない規模に達しています。特にビッグデータ分析、ディープラーニング、クラウドコンピューティングなどの分野では、通信システムに対する高速かつ高帯域幅の要求がますます高まっています。従来のシングルモードファイバー(SMF)は非線形シャノン限界の影響を受け、伝送容量は上限に達します。マルチコアファイバー(MCF)に代表される空間分割多重(SDM)伝送技術は、長距離コヒーレント伝送ネットワークや短距離光アクセスネットワークで広く使用されており、ネットワーク全体の伝送容量を大幅に向上させています。

マルチコア光ファイバーは、複数の独立したファイバーコアを1本のファイバーに統合することで、従来のシングルモードファイバーの限界を克服し、伝送容量を大幅に向上させます。一般的なマルチコアファイバーは、直径約125μmの保護シース内に4~8個のシングルモードファイバーコアが均等に配置されており、外径を大きくすることなく全体の帯域幅を大幅に拡大できるため、人工知能分野における通信需要の爆発的な増加に対応できる理想的なソリューションとなります。

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マルチコア光ファイバーの応用には、マルチコアファイバーの接続や、マルチコアファイバーと従来型ファイバーの接続など、一連の課題を解決する必要があります。MCFファイバーコネクタ、MCF-SCF変換用のファンイン・ファンアウトデバイスといった周辺関連部品の開発が必要であり、既存技術や市販技術との互換性および汎用性を考慮する必要があります。

マルチコアファイバーファンイン/ファンアウトデバイス

マルチコア光ファイバーを従来のシングルコア光ファイバーに接続するにはどうすればよいでしょうか?マルチコアファイバーのファンイン/ファンアウト(FIFO)デバイスは、マルチコアファイバーと標準シングルモードファイバー間の効率的な結合を実現するための重要なコンポーネントです。現在、マルチコアファイバーのファンイン/ファンアウトデバイスを実現するための技術には、融着テーパー技術、バンドルファイバーバンドル方式、3D導波路技術、宇宙光学技術などがあります。これらの方法はそれぞれ独自の利点があり、異なるアプリケーションシナリオに適しています。

マルチコアファイバー(MCF)光ファイバーコネクタ

マルチコア光ファイバーとシングルコア光ファイバー間の接続問題は解決済みですが、マルチコア光ファイバー間の接続については依然として解決すべき課題が残っています。現在、マルチコア光ファイバーは主に融着接続で接続されていますが、この方法にも施工の難易度が高く、後々のメンテナンスが困難であるといった制約があります。また、マルチコア光ファイバーの製造に関する統一規格が存在しない現状では、各メーカーがコアの配置、サイズ、間隔などが異なるマルチコア光ファイバーを製造しており、これがマルチコア光ファイバー間の融着接続の難易度を間接的に高めています。

マルチコアファイバーMCFハイブリッドモジュール(EDFA光増幅器システムに適用)

空間分割多重(SDM)光伝送システムにおいて、大容量、高速、長距離伝送を実現する鍵は、光ファイバーにおける信号伝送損失の補償にあり、光増幅器はこのプロセスにおいて不可欠なコアコンポーネントです。SDM技術の実用化における重要な推進力として、SDMファイバー増幅器の性能はシステム全体の実現可能性を直接左右します。中でも、マルチコアエルビウム添加ファイバー増幅器(MC-EFA)は、SDM伝送システムにおいて欠かせないキーコンポーネントとなっています。

一般的なEDFAシステムは、主にエルビウム添加ファイバー(EDF)、ポンプ光源、カプラ、アイソレータ、光フィルタなどのコアコンポーネントで構成されています。MC-EFAシステムでは、マルチコアファイバー(MCF)とシングルコアファイバー(SCF)間の効率的な変換を実現するために、通常、ファンイン/ファンアウト(FIFO)デバイスが導入されます。将来のマルチコアファイバーEDFAソリューションでは、MCF-SCF変換機能を関連する光コンポーネント(980/1550 WDM、ゲインフラットニングフィルタGFFなど)に直接統合することで、システムアーキテクチャを簡素化し、全体的なパフォーマンスを向上させることが期待されています。

SDM技術の継続的な発展に伴い、MCFハイブリッドコンポーネントは、将来の大容量光通信システム向けに、より効率的で低損失な増幅器ソリューションを提供するでしょう。

こうした背景から、HYCはマルチコア光ファイバー接続専用に設計されたMCF光ファイバーコネクタを開発しました。インターフェースタイプはLCタイプ、FCタイプ、MCタイプの3種類です。LCタイプとFCタイプのMCFマルチコア光ファイバーコネクタは、従来のLC/FCコネクタをベースに部分的に改良・設計されており、位置決めと保持機能を最適化し、研削カップリングプロセスを改善し、複数回の接続後も挿入損失の変化を最小限に抑え、高価な融着接続プロセスを直接置き換えることで使いやすさを実現しています。さらに、Yiyuantongは専用のMCコネクタも設計しており、従来のインターフェースタイプのコネクタよりも小型で、より高密度な空間にも適用可能です。


投稿日時:2025年6月5日

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