소설 19

일본과 호주의 연구원들은 기존 광섬유 인프라와의 호환성을 유지하면서 기록적인 초당 1.7페타비트를 전송할 수 있는 새로운 다중 코어 광섬유를 개발했습니다. 일본 국립정보통신기술연구소(NICT), 스미토모 전기공업(Sumitomo Electric Industries), 호주 시드니 맥쿼리 대학교로 구성된 팀은 19개 코어의 광섬유를 사용하여 이러한 위업을 달성했습니다. 이는 표준 클래딩 직경이 0.125mm인 케이블에 들어 있는 최대 코어 수입니다.

"우리는 19개의 코어가 표준 클래딩 직경 광섬유에서 가질 수 있는 가장 실용적인 코어 또는 공간 채널 수라고 믿으며 여전히 좋은 품질의 전송을 유지할 수 있습니다"라고 이전에 NICT 프로젝트를 이끌었지만 최근 독일로 돌아와 독일로 돌아온 Georg Rademacher는 말합니다. 슈투트가르트 대학교에서 광통신 분야의 이사직을 맡습니다.

오늘날 사용되는 대부분의 장거리 전송용 광섬유 케이블은 단일 코어, 단일 모드 유리 섬유(SMF)입니다. 그러나 AI, 클라우드 컴퓨팅, IoT 애플리케이션 등으로 인해 네트워크 트래픽이 급증하면서 SMF는 실질적인 한계에 접근하고 있습니다. 따라서 많은 연구자들이 케이블에서 다중 공간 채널을 사용하기 위한 전송 기술인 공간 분할 다중화(SDM)와 함께 멀티코어 광섬유에 관심을 갖고 있습니다.

“새로운 무작위로 결합된 광섬유의 용량은 그다지 놀랍지 않습니다. 주목할만한 점은 표준 클래딩을 사용한다는 것입니다.”—Rochester 대학의 Govind Agrawal

멀티코어 파이버(MCF)에는 두 가지 일반적인 유형이 있습니다. 약결합 MCF에서는 코어가 서로 정확하게 분리되어 누화를 억제합니다. 그러나 이는 일반적으로 케이블에 맞는 코어 수를 제한합니다.

대신, 스미토모 전기(Sumitomo Electric)는 코어가 의도적으로 무작위로 배열된 무작위 결합 MCF를 설계하고 제작했습니다. 정확한 간격이 필요하지 않으므로 코어를 더 가깝게 패킹할 수 있습니다. 이는 케이블의 공간 밀도와 사용할 수 있는 코어 수를 증가시킵니다. 무작위 배열은 또한 코어 사이의 상호 작용을 확장하여 한 코어의 빛이 근처의 다른 코어의 빛과 결합될 수 있도록 합니다. Rademacher의 설명에 따르면 Sumitomo Electric MCF의 한 코어에서 전송되는 신호는 19개 코어 모두를 동시에 활용하므로 광섬유는 사용 가능한 더 높은 공간 채널 밀도를 활용하여 더 큰 데이터 용량을 달성합니다. 그런 다음 MIMO(다중 입력 및 다중 출력) 디지털 신호 처리를 사용하여 수신단에서 개별 신호를 분리하고 복조합니다.

Rademacher는 "파이버 특성의 변동을 평균화하는 데 도움이 되는 무작위 결합의 도움을 받아 채널이 모두 유사하게 동작하기 때문에 19개 코어가 가장 적합합니다"라고 말합니다. 그리고 각 코어마다 개별 신호 처리가 필요한 약결합 MCF에 비해 "최소한의 디지털 신호 처리만 필요하므로 전력 소비가 크게 줄어듭니다."

그러나 독립적인 업계 관찰자들은 다른 연구자들이 최대 32개의 코어를 갖춘 비표준 광섬유를 개발했으며 200km 이상에서 초당 1페타비트를 실현했다고 지적합니다. “새로운 무작위로 결합된 광섬유의 용량은 그다지 놀랍지 않습니다. 주목할만한 점은 표준 클래딩을 사용한다는 것입니다.”라고 뉴욕 로체스터 대학의 광학 전문가인 Govind Agrawal은 말합니다.

또한 Agrawal은 여러 모드를 지원하는 약하게 결합된 코어가 10Pb/s보다 큰 용량을 달성했다고 말합니다. 이번에도 비표준 클래딩 직경의 광섬유를 사용했으며 거리는 11.3km로 제한되었습니다. "이 접근 방식에는 집중적인 오프라인 디지털 신호 처리도 필요합니다."라고 그는 덧붙입니다.

비표준 광섬유를 사용하려면 기존 광섬유 인프라를 재설계해야 합니다. 반면, 표준 클래딩을 갖춘 MFC는 일반적으로 사용되는 광학 부품, 장비 및 시스템과 호환되며 기존 케이블 대량 생산 방법을 활용할 수 있습니다.