Волокно з порожнистим сердечником (HCF), також відоме як порожнисте фотонно-кристалічне волокно або волокно з повітряним сердечником, є інноваційним оптичним середовищем передачі, яке використовує повітря як серцевину замість традиційного кварцового скла. Така конструкція дозволяє світловим сигналам поширюватися майже у вакуумі, забезпечуючи передачу даних зі швидкостями, близькими до швидкості світла. До основних переваг і особливостей порожнистого волокна відносяться:
1. Низька затримка: оскільки світло поширюється швидше в повітрі, ніж у склі, порожнисте волокно може зменшити затримку з 5 мікросекунд на кілометр до 3,46 мікросекунд на кілометр, зменшуючи затримки передачі приблизно на 30%. Це має вирішальне значення для додатків, які вимагають швидкого реагування, таких як фінансові операції та аналіз даних у реальному часі.
2. Надзвичайно низька нелінійність: порівняно з традиційними волокнами з суцільною серцевиною, волокна з порожнистою серцевиною демонструють на кілька порядків менше нелінійних ефектів. Це забезпечує вищі рівні вхідної потужності, підтримуючи більші відстані передачі без значних спотворень сигналу.
3. Потенціал для наднизьких втрат. Теоретично волокна з порожнистим сердечником можуть досягати рівнів втрат нижче 0,1 дБ/км, що нижче, ніж у найкращих волокон із суцільним сердечником, доступних сьогодні. Це означає, що дані можна передавати на великі відстані без потреби в повторювачах.
4. Підтримка широкої смуги пропускання: оптимізована структура порожнистих волокон може охоплювати спектральний діапазон, що перевищує 1000 нанометрів, підтримуючи кілька діапазонів (наприклад, діапазони O, S, E, C, L, U), забезпечуючи значну гнучкість.
5. Високий поріг пошкодження лазером: Оскільки більша частина світлової енергії поширюється в повітрі, поглинання матеріалом є мінімальним, що підвищує стійкість до лазерів високої інтенсивності.
6. Велика апертура та гнучкість: порожнисті волокна мають більшу центральну апертуру, зберігаючи малий радіус вигину, полегшуючи інтеграцію з іншими пристроями та придатність для застосувань складної форми.
7. Низька дисперсія та площинність: порожнисті волокна зазвичай демонструють характеристики низької дисперсії та плоскі криві дисперсії, що особливо вигідно для високошвидкісної передачі даних на великі відстані.
8. Сильна адаптованість до навколишнього середовища: звіти показують, що спеціальні технічні заходи можуть ефективно запобігти проникненню вологи під час розгортання, забезпечуючи стабільність і надійність у різних середовищах.
У міру розвитку технологій волокна з порожнистими сердечниками поступово переходять до комерціалізації, особливо у з’єднаннях центрів обробки даних (DCI), підводний кабельсистем і областей, які потребують високопродуктивних мережевих з’єднань. Крім того, вони розглядаються як життєво важливий компонент комунікаційної інфраструктури наступного покоління з потенціалом істотно змінити глобальні методи передачі інформації в найближчі роки.
Час публікації: 13 грудня 2024 р