p Redes corporativas e data centers continuam a aumentar suas demandas por conectividade, com quantidades cada vez maiores de dados esperados para serem transmitidos em um futuro previsível. Nos últimos 20 anos, a tecnologia de fibra óptica obteve um tremendo sucesso em nos trazer um rápido, Internet conectada globalmente. Fornecer maior capacidade de transferência de informações é a chave para atender às necessidades futuras. Um recente avanço em estruturas de núcleo de fibra promete nos ajudar a atingir esse objetivo mais rapidamente. p Fibras ópticas monomodo, onde a luz viaja ao longo de um único caminho, estão se aproximando rapidamente dos limites de capacidade das redes atuais. A pesquisa neste tópico tem se concentrado em adicionar mais vias de transmissão dentro dessas fibras ópticas. Fibras multimodo - cujos núcleos podem suportar a propagação de vários modos de luz - podem parecer uma solução óbvia, mas sofrem de dispersão e limitações em uma rede de longa distância.
p Agora, pesquisadores estão investigando a tecnologia de fibra multi-core (MCF), colocar vários núcleos de modo único em uma única fibra óptica. Aumentar o número de núcleos dentro de uma fibra óptica é um desafio porque adicionar núcleos incorre em diâmetros de fibra óptica mais espessos, que sofrem suas próprias limitações na aplicação.
p Uma equipe de pesquisa da NTT Access Network Service Systems Laboratories, Japão, desenvolveram um design MCF, pela primeira vez, com 12 caminhos principais. Os núcleos são então "acoplados aleatoriamente" de uma forma que pode transmitir grandes quantidades de dados por meio de uma fibra de diâmetro padrão de 125 micrômetros. A equipe da NTT apresentará suas descobertas na Conferência e Exposição de Comunicação de Fibra Ótica (OFC), realizada de 19 a 23 de março em Los Angeles, Califórnia, EUA.
p "Os caminhos de 12 núcleos em uma fibra óptica com o revestimento padrão de 125 micrômetros é uma nova conquista na tecnologia de transmissão de rede óptica, "disse o engenheiro de pesquisa da NTT, Taiji Sakamoto. "A NTT investiu recursos nesta nova tecnologia para uso em sistemas de transmissão e centros de dados. Precisamos dimensionar nossas redes para antecipar as demandas futuras de largura de banda."
p Mas, Sakamoto explicou, O desenvolvimento de MCF tem vários desafios. A primeira restrição no desenvolvimento de MCF é espacial. As fibras precisam ser implantadas em espaços limitados, como dutos subterrâneos, portanto, manter os diâmetros padrão é uma prioridade.
p Para manter as restrições de tamanho, a equipe analisou o desenvolvimento de MCF com pequenos arremessos essenciais, ou espaçamentos, para maximizar o número de núcleos na fibra. Levando em consideração os limites dos diâmetros das fibras, os pesquisadores do NTT empregaram um arranjo de núcleo acoplado dentro do revestimento de 125 micrômetros da fibra. A equipe conseguiu colocar no caixilho um total de 12 núcleos, arranjá-los com uma torção especial das fibras em um MCF acoplado aleatoriamente que os pesquisadores do NTT concluíram que permitiria a capacidade máxima.
p Os pesquisadores também exploraram o arranjo geométrico dos núcleos dentro da fibra. Entre as três possibilidades:um arranjo hexagonal de 19 núcleos, um arranjo circular de 10 núcleos, e uma rede quadrada de 12 núcleos. Eles concluíram que o projeto de rede quadrada de 12 núcleos otimizou melhor a densidade espacial, enquanto mantém o acoplamento de modo aleatório.
p Um desafio urgente para a equipe de pesquisa é chamado de dispersão de modo espacial (SMD), onde os sinais se espalham no domínio do tempo, tornando difícil realizar o DSP em tempo real, que é inevitável para a implementação da tecnologia de multiplexação por divisão espacial no sistema real. Adicionar caminhos de núcleo em uma única fibra aumenta esses desafios. Sakamoto e sua equipe concluíram que um MCF com um arranjo de núcleo acoplado aleatoriamente minimiza a dispersão do modo espacial, resultando em menor complexidade do DSP.
p "A complexidade do processamento de sinal causada pelo grande SMD é um problema sério. Nosso artigo a ser apresentado no OFC explicará como reduzimos o SMD para MCF com mais de 10 núcleos, "Sakamoto acrescentou.
p De acordo com Sakamoto, a próxima etapa é investigar a escalabilidade de seu MCF acoplado aleatoriamente. Se for bem sucedido, ele espera que a tecnologia esteja disponível para mercados de grande escala em cerca de uma década. O grupo continuará a investigar o número máximo de núcleos que podem ser implantados com MCF acoplado aleatoriamente, ao mesmo tempo em que mantém seu principal benefício de minimizar a dispersão do modo espacial e a complexidade do processamento de sinal.
p "Vimos sucesso com MCF acoplado aleatoriamente, "Sakamoto disse." Portanto, a próxima etapa é descobrir como podemos obter mais núcleos enquanto mantemos o status de acoplamento aleatório, resultando em uma capacidade ainda maior por fibra. "
