单芯光纤容量发展出现瓶颈

        目前的光纤通信,是在细如头发丝大小光纤的纤芯上实现的。单芯光纤和七芯光纤的光纤横断面。

       众所周知，光纤的外径仅125μm（微米），在同样外径的条件下，均匀配置7个9μm的芯径，这比原来只有一个芯径的光纤实现难度大很多。

       众所周知，光信号激光都是集中在直径9μm的光纤芯径上，进行传送的，纤芯的能量密度比太阳表面还高。光纤能注入的光信号功率有限，加大发送光功率,输出的光信号由于非线性光学效果，会使光信号产生畸变；加大的激光能量还会在光纤中引起热破坏作用。

       由于在光纤中产生的非线性光学效果，用提高光功率的办法，很难提高传输容量。世界光传输系统的开发历史，年复一年地在持续增加光纤传输速率，但从2001年开始，光纤传输速率增长，就到了缓慢增长期。

       1980年以后，由于时分复用技术地采用，大大提高了单波段光纤传输速率，到1990年以后，由于WDM(波分复用)技术地采用，使光纤传输容量取得急速发展，但到2001年之后，光纤传输速率的提高，进入到缓慢期。

       另外，在目前的光纤通信开发中,进一步提高传输速率，已经到了必须考虑把光纤变成复数内核(芯径)不可的阶段。开发复数内核(芯径)的光纤，其关键技术是如何防止同光纤中各个内核中光信号泄漏所产生的光信号互相干扰问题，以及在光纤连接时光纤中各内核偏离等技术问题。

　 目前，在多芯光纤的研究上国内慢于国外。对此，多位国内电信运营商、设备厂商等光通信专业人士表示，国内对多芯光纤的研究更多属于前沿技术课题，深入的实验室研究并没有。

　　“多芯光纤将是未来的一个非常重要的光纤发展方向，设备厂商不能由于市场需求未到而放弃多芯光纤的研究。”一位业界人士如此表示。

　　多芯光纤性能与成本优势明显

　　据悉，多芯单模光纤的概念是由法国电信在1994年提出的，法国电信与阿尔卡特公司设计和开发和开发和开发了4芯单模光纤，此后制造了100多公里，并用这些光纤进行了而不同芯数各种结果的光纤带光缆和非光纤带光缆的成缆实验，与普通单芯光纤相比，光缆密度提高了很多倍。

　　初步证实了提出的多芯单模光纤能够同时剞劂光纤光缆制造成本和开发密度集度大芯数光缆两大难题。

　　通常的光纤是由一个纤芯和围绕它的包层构成。但多芯光纤却是一个共同的包层区中存在多个纤芯。据了解，当前单根光纤传输容量已经出现瓶颈，进一步扩大容量必须考虑把单芯光纤变成复数内核。

　　据悉，由于纤芯的相互接近程度，多芯光纤发展出现两种功能。一是纤芯间隔大，即不产生光耦会的结构。该光纤由于能提高传输线路的单位面积的集成密度，在光通信中，可以作成具有多个纤芯的带状光缆，而在非通信领域，作为光纤传像束，有人将纤芯作成成千上万个。二是纤芯之间的距离近，能产生光波耦合作用。利用此原理业界正在开发双纤芯的敏感器或光回路器件。

　　日本7芯光纤的实验属于前者。业内人士认为，7芯光纤体现了光纤朝向超高速、超大容量发展的趋势。

　　一位高校人士表示，WDM技术正在应用，作为光网络物理层面的光纤光缆的传输特性将极大地影响下一代网络光通信系统的性能。目前，光通信系统的网络容量和网络性能受到传统光纤的损耗、色散和非线性效应的限制和影响，人们开始寻求研制新型换代的光纤品种，而多芯光纤是其中一种。

　　另外，为了节省机房空间和减少光缆的敷设和安装费用，开发高密度大芯数光纤也是未来研究的一个方向。

　　国内处于学术研究阶段

　　国外研究多芯光纤机构较多。除了日本近期公布的对7芯光纤研究，实际上早在90年代，法国电信就与阿尔卡特公司进行了4芯单模光纤（MCF）的研究和开发，从光纤设计、预制棒制造、拉丝技术、光纤特性、成缆工艺到4芯同时熔接，机械连接以及每一芯分出端接于普通单模光纤灯方面都进行了全面研究，并取得了一定的成绩。

　　相比国外，国内对多芯光纤研究则显得并不积极。据悉，业界人士大多表示对此只是听说，未曾深入研究，甚至有几位厂商人士将该技术误认为多芯光缆（多根单芯光纤加保护层与皮套组成）。

　　据记者调查，在市场需求方面，目前国内三大运营商并没有多芯光纤研究的规划，实验网中也没有部署。“运营商并没有太多关注多芯光纤，目前并无需求。”中国电信某地研究院一位专家如此表示。

　　在设备商方面，中天科技、烽火通信等多家制造光纤的厂商人士均表示没有这方面的产品。康宁大中华区通信部市场副总裁刘之菲也表示在国内市场并没有推出多芯光纤产品，但其国外实验室有相关研究。

　　据了解，在学术方面，哈工大曾进行了双芯光纤的研究，其中一个课题主要通过将单芯单模光纤与双芯单模光纤熔接后在熔点处进行熔融拉锥，实现了单芯单模光纤与双芯单模光纤的耦合，并建立了相应的耦合理论。此外，国内北邮、哈工大、武汉邮科院等研究机构的学术研究人员已做了多个多芯光纤的课题。

七芯光纤试验取得突出成绩

日本信息通信研究机构(NICT)、OPTOQUEST株式会社和住友电工株式会社等机构联合宣布，其7芯光纤实验获得成功。据悉，该试验突破了现在一根多芯光纤（Multi Core Fiber）上传输100Tbit/s的物理极限，在世界上首次完成了传输109Tbit/s的试验。

　　目前，在多芯光纤的研究上国内慢于国外。对此，多位国内电信运营商、设备厂商等光通信专业人士表示，国内对多芯光纤的研究更多属于前沿技术课题，深入的实验室研究并没有。

　　“多芯光纤将是未来的一个非常重要的光纤发展方向，设备厂商不能由于市场需求未到而放弃多芯光纤的研究。”一位业界人士如此表示。

此次实验解决了技术上非常困难的复数内核(芯径)光纤拉制问题，同时使用这种光纤用109Tbit/s传输速率，使传输距离达到了16.8km，全部7个纤芯上的光信号，都取得良好的通信品质。本次试验的关键产品是，NICT和OPTOQUEST株式会社开发的既存7根光纤和一根光纤7个芯径同时连接的装置，以及由住友电工开发的、纤芯间光信号泄露大幅削减的7个内核的光纤。

试验系统使用的光接收机与发送机，由NICT与住友电工共同开发，采用了超高速相位调制技术。本次试验突破了现在一根多芯径光纤上传输100Tbit/s的物理极限，在世界上首次完成了传输109Tbit/s的试验。本技术的确立，为光纤传输系统进一步大容量化奠定了基础。另外，本技术如果和其他光通信技术进行组合，可以将目前的光传输速率提高1000倍以上。