مع التطور السريع لتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي، بلغ الطلب على معالجة البيانات وقدرة الاتصال مستوى غير مسبوق. وخاصةً في مجالات مثل تحليل البيانات الضخمة والتعلم العميق والحوسبة السحابية، تزداد متطلبات أنظمة الاتصالات للسرعة العالية وعرض النطاق الترددي العالي بشكل متزايد. تتأثر الألياف أحادية الوضع التقليدية (SMF) بحد شانون غير الخطي، وستصل قدرتها على الإرسال إلى حدها الأقصى. وقد استُخدمت تقنية الإرسال المتعدد التقسيم المكاني (SDM)، المتمثلة في الألياف متعددة الأنوية (MCF)، على نطاق واسع في شبكات النقل المتماسكة طويلة المدى وشبكات الوصول البصري قصيرة المدى، مما أدى إلى تحسين كبير في سعة الإرسال الإجمالية للشبكة.
تتخطى الألياف الضوئية متعددة الأنوية قيود الألياف أحادية الوضع التقليدية من خلال دمج عدة أنوية ألياف مستقلة في ليف واحد، مما يزيد بشكل كبير من سعة النقل. قد تحتوي الألياف الضوئية متعددة الأنوية النموذجية على أربعة إلى ثمانية أنوية ألياف أحادية الوضع موزعة بالتساوي في غلاف واقٍ يبلغ قطره حوالي 125 ميكرومتر، مما يعزز بشكل كبير سعة النطاق الترددي الإجمالية دون زيادة القطر الخارجي، مما يوفر حلاً مثاليًا لتلبية النمو الهائل في متطلبات الاتصالات في مجال الذكاء الاصطناعي.

يتطلب تطبيق الألياف الضوئية متعددة الأنوية حل سلسلة من المشكلات، مثل توصيل الألياف متعددة الأنوية، والربط بينها وبين الألياف التقليدية. ومن الضروري تطوير منتجات مكونات محيطية ذات صلة، مثل موصلات ألياف MCF، وأجهزة إدخال وإخراج المروحة لتحويل MCF إلى SCF، مع مراعاة التوافق والشمولية مع التقنيات الحالية والتجارية.
جهاز إدخال/إخراج مروحة ألياف متعددة النواة
كيف يمكن توصيل الألياف الضوئية متعددة الأنوية بالألياف الضوئية التقليدية أحادية النواة؟ تُعد أجهزة الألياف متعددة الأنوية ذات التهوية والتهوية (FIFO) مكونات أساسية لتحقيق اقتران فعال بين الألياف متعددة الأنوية والألياف أحادية الوضع القياسية. تتوفر حاليًا العديد من التقنيات لتطبيق أجهزة الألياف متعددة الأنوية ذات التهوية والتهوية: تقنية المخروط المندمج، وطريقة حزمة الألياف، وتقنية الدليل الموجي ثلاثي الأبعاد، وتقنية البصريات الفضائية. تتميز جميع هذه الطرق بمزاياها الخاصة، وهي مناسبة لمختلف سيناريوهات الاستخدام.
موصل الألياف الضوئية متعدد النواة MCF
تم حل مشكلة توصيل الألياف الضوئية متعددة الأنوية بالألياف الضوئية أحادية النواة، إلا أن توصيل الألياف الضوئية متعددة الأنوية لا يزال بحاجة إلى حل. حاليًا، يتم توصيل الألياف الضوئية متعددة الأنوية في الغالب عن طريق الوصل الانصهاري، إلا أن هذه الطريقة تنطوي على بعض القيود، مثل صعوبة التركيب وصعوبة الصيانة في المراحل اللاحقة. في الوقت الحالي، لا يوجد معيار موحد لإنتاج الألياف الضوئية متعددة الأنوية. ينتج كل مصنع أليافًا ضوئية متعددة الأنوية بترتيبات أنوية وأحجام أنوية ومسافات أنوية مختلفة، مما يزيد بشكل غير ملحوظ من صعوبة الوصل الانصهاري بين الألياف الضوئية متعددة الأنوية.
وحدة هجينة متعددة النواة من الألياف MCF (تُطبق على نظام مكبر بصري EDFA)
في نظام الإرسال الضوئي متعدد التقسيم المكاني (SDM)، يكمن سر تحقيق نقل عالي السعة والسرعة لمسافات طويلة في تعويض فقدان الإرسال في الألياف الضوئية، وتُعدّ المضخمات الضوئية مكونات أساسية في هذه العملية. وباعتبارها قوة دافعة مهمة للتطبيق العملي لتقنية SDM، فإن أداء مضخمات الألياف SDM يُحدد بشكل مباشر جدوى النظام بأكمله. ومن بينها، أصبح مضخم الألياف متعدد الأنوية المُشبع بالإربيوم (MC-EFA) مكونًا أساسيًا لا غنى عنه في أنظمة الإرسال SDM.
يتكون نظام EDFA النموذجي بشكل أساسي من مكونات أساسية، مثل الألياف المشبعة بالإربيوم (EDF)، ومصدر ضوء المضخة، والمقرن، والعازل، والمرشح البصري. في أنظمة MC-EFA، ولضمان كفاءة التحويل بين الألياف متعددة الأنوية (MCF) والألياف أحادية النواة (SCF)، عادةً ما يستخدم النظام أجهزة إدخال/إخراج المروحة (FIFO). ومن المتوقع أن يدمج حل EDFA المستقبلي للألياف متعددة الأنوية وظيفة تحويل MCF-SCF مباشرةً في المكونات البصرية ذات الصلة (مثل 980/1550 WDM، ومرشح تسطيح الكسب GFF)، مما يُبسط بنية النظام ويُحسّن الأداء العام.
مع التطوير المستمر لتكنولوجيا SDM، ستوفر مكونات MCF Hybrid حلول مكبر للصوت أكثر كفاءة وأقل خسارة لأنظمة الاتصالات البصرية عالية السعة في المستقبل.
في هذا السياق، طورت شركة HYC موصلات ألياف بصرية MCF مصممة خصيصًا لوصلات الألياف البصرية متعددة الأنوية، بثلاثة أنواع من الواجهات: LC، وFC، وMC. تم تعديل موصلات الألياف البصرية متعددة الأنوية MCF من نوعي LC وFC جزئيًا وصُممت بناءً على موصلات LC/FC التقليدية، مما يُحسّن وظيفة التموضع والتثبيت، ويحسّن عملية اقتران الطحن، ويضمن أدنى حد من فقدان الإدخال بعد عمليات اقتران متعددة، ويحل محل عمليات الوصل الانصهاري المكلفة مباشرةً لضمان سهولة الاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، صممت شركة Yiyuantong موصل MC مخصصًا، أصغر حجمًا من موصلات الواجهة التقليدية، ويمكن استخدامه في المساحات الأكثر كثافة.
وقت النشر: 05-06-2025