日前，来自日本国家信息与通信技术研究所(NICT)的研究人员表示，其团队在全球范围内首次实现了在标准直径为0.125毫米的多芯光纤(MCF)中实现每秒超过1千兆比特的传输性能。

据悉，由Benjamin J. Puttnam领导的研究人员利用标准包层直径为0.125 mm的4芯MCF、波分复用(WDM)技术和混合光学放大系统构建了一个新的传输系统，支持超过20太赫兹的光带宽记录。该系统允许每秒传输1.02千兆比特，传输距离超过51.7公里。它整合了商业上采用的光纤传输窗口——即C和l波段，并扩展了传输带宽，包括最近探索的S波段。

（图片来源：NICT官网）

具体来看，该研究团队在一种新型的多芯泵浦合成器中加入两种掺杂光纤放大器和带泵浦的拉曼放大器，使801个波长通道的传输超过了20太赫兹光带宽。大量的波长通道在4芯光纤的每个芯中传输，而且这些4芯光纤具有与标准光纤相同的包层直径。

这种光纤兼容当前的布线技术，并且不需要复杂的信号处理来解读多模光纤中的信号，这意味着传统的收发硬件也能应用在这类光纤的部署中。

4芯光纤被认为是最可能用于早期商业应用的新型先进光纤。该演示展示了它们的信息承载潜力，是朝着实现支持超越5G信息服务发展的骨干通信系统迈出的重要一步。

这项研究的重点是在千米尺度的光纤长度上传输千瓦功率激光束，同时保持理想的单模光束质量，打造出来的空心光纤在传播损耗（低）、功率处理性能方面双双创下记录。这种传输在传统光纤中是不可能的，因为高激光强度会与玻璃相互作用，并且迅速损害光束的完整性，这意味着单模千瓦功率级别通常只能在传统光纤中传输几十米。

该实验结果在2022年国际激光与光电会议(CLEO)上被接受，并于当地时间2022年5月19日(周四)晚上7点发表。此次演示实验的关键突破点包括：

- 在仅使用4个空间通道的标准包层直径光纤中演示了每秒1千兆比特的传输能力；

- 宽带波分复用技术使801个平行波长通道超过创纪录的20太赫兹光带宽；

- 该演示是实现超高吞吐量光纤链路的重要一步，其标准包层直径光纤与现有的近期采用的电缆技术兼容。

负责领导这项大功率传输实验的汉斯·克里斯蒂安·马尔瓦德（Hans Christian Mulvad）博士评论称:“我们此次获得的突破性进展在于开发了具有创纪录低传输损耗的空心光纤。由于激光束在空心光纤中传播，而不是在传统光纤中的实心玻璃芯中传播，因此与玻璃之间有害的非线性相互作用几乎被消除了，从而能够在不影响光束质量的情况下进行很高功率级别的传输。最新的突破已经使传输损耗降低到创纪录的低水平，与近红外通信波长的现有光纤相当，甚至在可见光谱范围内会进一步降低。”