Tìm hiểu về sợi quang lõi rỗng (Hollow Core Fiber)

I. Giới thiệu

Sợi quang lõi rỗng (HCF – Hollow core fiber) là một công nghệ đột phá sẵn sàng cách mạng hóa ngành viễn thông. Với sợi lõi rỗng, ánh sáng truyền qua lõi trung tâm chứa đầy không khí, được bao quanh bởi lớp vỏ vi cấu trúc, thay vì truyền qua thủy tinh rắn.

Với những tiến bộ mới nhất trong công nghệ sợi không nút phản cộng hưởng lồng nhau (NANF - Nested Antiresonant Nodeless Fibe), các thách thức về độ suy hao của sợi băng thông quang truyền thống đã được khắc phục.

Hình 1: So sánh giữa sợi quang có khe hở băng tần (trái) và NANF (phải)

Ưu thế vượt trội của NANF:

- Độ trễ cực thấp: Ánh sáng truyền qua môi trường có chiết suất gần bằng 1.00, thấp hơn đáng kể so với mức 1.5 của sợi đơn mốt SMF-28 thông thường.

- Độ suy hao thấp kỷ lục: Các thử nghiệm thực tế đã đạt mức suy hao dưới 0.1~dB/km. Một số nghiên cứu dự đoán mức này có thể xuống tới 0.05~dB/km, biến nó thành lựa chọn tối ưu cho truyền dẫn khoảng cách xa.

- Hiệu ứng phi tuyến tính tối thiểu: Cho phép sử dụng các bộ thu phát công suất cao hơn.

- Tán sắc thấp: Độ tán sắc sắc độ (CD) và tán sắc chế độ phân cực (PMD) vốn dĩ thấp giúp mở rộng phạm vi truyền dẫn.

Các phân khúc ứng dụng chính:

HCF đang nhận được sự quan tâm lớn trong các lĩnh vực yêu cầu độ trễ cực thấp và tốc độ dữ liệu cao:

- Kết nối trung tâm dữ liệu (DCI).

- Điện toán hiệu năng cao.

- Giao dịch tài chính tần suất cao.

- Phân phối thời gian chính xác và ứng dụng cảm biến tiên tiến.

II. EXFO: Trung tâm của thử nghiệm HCF

EXFO cung cấp danh mục giải pháp thử nghiệm toàn diện được tối ưu hóa cho HCF, bao gồm:

1. Bộ thiết bị đo OTDR cho sợi lõi rỗng

HCF đặt ra hai thách thức chính cho OTDR:

- Tán xạ Rayleigh (RBS) thấp: HCF có mức RBS thấp hơn khoảng 15 dB so với sợi thủy tinh tiêu chuẩn. EXFO giải quyết vấn đề này bằng OTDR hai chiều có dải động (dynamic range) mạnh nhất ngành.

- Đánh giá mối nối và hiện tượng lấp đầy khí (GFE): Khi cắt sợi HCF, các khí từ môi trường lọt vào lõi rỗng tạo ra hiện tượng GFE kéo dài hàng km, gây khó khăn cho việc đo suy hao mối nối. EXFO đã phát triển một phương pháp đang chờ cấp bằng sáng chế để tách tín hiệu GFE khỏi vết sợi, cho phép đánh giá chính xác tổn thất mối nối.

Hình 2: So sánh giữa dấu vết RBS của mối hàn SMF (trái) và đoạn nối HCF (phải)

2. Máy phân tích tán sắc FTBx-570

Hỗ trợ đo CD và PMD trên HCF với phần mềm hỗ trợ chiết suất thấp tới 1.00.

3. Bộ kiểm tra suy hao quang (OLTS) MaxTester 945

Đo chiều dài sợi, tổng suy hao, độ phản xạ và xác nhận tính liên tục của sợi trong các nhiệm vụ xác minh tại hiện trường.

4. Giải pháp đo kiểm 1G-800G FTBx-88800

Trang bị ứng dụng EtherBERT để đo độ trễ chính xác, xác nhận hiệu suất trễ cực thấp của HCF.

5. Thông tin suy hao với CTP10 và quang phổ FTBx-5255

CTP10: Cung cấp kết quả kiểm tra suy hao quang phổ với độ phân giải siêu cao 0.02 pm.

FTBx-5255: Giải pháp thay thế tại hiện trường, hiển thị hồ sơ suy hao trong băng tần C+L với độ phân giải 0.035 nm.

III. Kết luận

EXFO tự hào cung cấp bộ giải pháp đầy đủ cho việc thử nghiệm và đặc tính hóa sợi quang lõi rỗng. Cho dù bạn đang ở giai đoạn R&D, triển khai hay xử lý sự cố, các công cụ của chúng tôi đã sẵn sàng để giúp bạn khai thác tối đa tiềm năng của công nghệ này