Conhecimento

A fibra-multicore (MCF) é um tipo de fibra óptica que integra vários núcleos independentes de transmissão-de luz em um único fio de revestimento, usando um princípio chamado multiplexação por divisão de espaço (SDM) para transmitir fluxos de dados paralelos simultaneamente. Na era atual de poder computacional explosivo de IA e de evolução acelerada da tecnologia 6G, a comunicação óptica - a "artéria da informação" da economia digital - enfrenta desafios de capacidade sem precedentes. Este artigo explora o que é fibra multi{7}}núcleo, o histórico de pesquisa e desenvolvimento por trás dela, suas principais vantagens e cenários de aplicação, desafios técnicos atuais, bem como o layout da Hengtong e as perspectivas futuras neste campo, ajudando você a entender essa tecnologia essencial que abre a comunicação óptica da próxima{8}}geração.
 

O que é fibra multi{0}}core e por que isso é importante agora?

Fibra multi{0}}núcleo refere-se a uma fibra óptica que contém dois ou mais núcleos separados dentro de um único revestimento de vidro - normalmente com o mesmo diâmetro externo padrão de 125 µm usado por fibra convencionalfibra-monomodo. Cada núcleo funciona como um canal de transmissão independente, permitindo que vários sinais ópticos viajem simultaneamente através de uma fibra. Um MCF de quatro{2}}núcleos, por exemplo, pode transportar aproximadamente quatro vezes os dados de uma fibra de-núcleo único dentro do mesmo espaço físico.

Com a-profunda popularização da inteligência artificial, big data e computação em nuvem, bem como a pré--pesquisa acelerada da tecnologia 6G, a demanda por transmissão de dados mostrou um crescimento exponencial, e as deficiências da fibra-monomodo tradicional tornaram-se cada vez mais proeminentes. A fibra-monomodo tradicional é limitada pelo limite não linear de Shannon, e sua capacidade de transmissão se aproximou do limite superior físico, dificultando o suporte à transmissão de dados no nível-EB e às necessidades de conexão de dispositivos no nível-de trilhões da era 6G, nem pode atender à demanda rígida por interconexão de alta-densidade em escala ultra-grande-centros de dados. Como confirmaram pesquisadores de instituições como o NICT e a Universidade de Tecnologia de Eindhoven, espera-se que as taxas de dados em redes ópticas cresçam além dos limites fundamentais das atuais redes de fibra monomodo-padrão atuais (Comunicações da Natureza, 2025).

Nesse contexto, a fibra multi-core surgiu como uma solução essencial para quebrar o gargalo de capacidade. Ao adicionar uma nova dimensão - espaço -, o MCF cria caminhos ópticos paralelos dentro de uma fibra, geralmente descritos como uma atualização de uma "pista-única" para uma "pista-múltipla".

Vantagens e características: mais que capacidade, competitividade abrangente

Em comparação com a fibra-monomodo tradicional, as principais vantagens do MCF da Hengtong se refletem em três aspectos.

Primeiro, a capacidade atinge um crescimento exponencial.Ao integrar vários núcleos independentes em uma única fibra, o MCF equivale a atualizar uma "pista-única" para uma "pista-múltipla". Sem aumentar o número de fibras ou instalar pipelines adicionais, a capacidade de transmissão pode ser aumentada várias vezes ou até dezenas de vezes, e a taxa de transmissão de fibra única-pode atingir o nível de Tbps, quebrando perfeitamente o gargalo de capacidade da fibra tradicional. Pesquisas recentes confirmaram ainda mais esse potencial - uma equipe de pesquisadores internacionais demonstrou transmissão de dados de classe de petabit-por{7}}segundo- usando um MCF de 19 núcleos com um diâmetro de revestimento padrão.

Em segundo lugar, baixas perdas, alta estabilidade e adaptação a cenários complexos.O MCF desenvolvido de forma independente pela Hengtong adota uma estrutura de núcleo de sílica pura e um design de grande área efetiva. A atenuação em 1550 nm pode ser controlada dentro de 0,17 dB/km, e a diafonia é menor ou igual a -50 dB. A perda é reduzida em mais de 20% em comparação com o MCF tradicional. Ao mesmo tempo, possui excelente resistência a altas e baixas temperaturas e resistência à vibração, e pode se adaptar a vários ambientes de aplicação complexos, como ambientes externos, fundos marinhos e data centers.

Terceiro, alta integração, alta adaptabilidade e custos de implantação reduzidos.O volume do MCF é equivalente ao da fibra-monomodo tradicional, mas pode alcançar transmissão de maior densidade, o que pode reduzir bastante o espaço e o custo decolocação de fibrae implantação de equipamentos, especialmente adequados para cenários com requisitos rígidos de espaço, como data centers e redes backbone. Ao mesmo tempo, é compatível com os sistemas de comunicação óptica existentes, realizando "plug{1}}and-play" e reduzindo o custo e o limite de operação e manutenção das atualizações de rede do cliente. Para fazer a interface do MCF com equipamentos padrão de{4}núcleo único, são usados ​​dispositivos fan-in/fan{6}}out (FIFO) especializados, que acoplam a luz de fibras individuais-de núcleo único em cada núcleo do MCF e vice-versa.

Fibra de vários{0}núcleos versus fibra de{2}modo único: principais diferenças

As vantagens descritas acima ficam mais claras ao comparar o MCF diretamente com a fibra-monomodo convencional nos principais parâmetros:

É importante observar que o MCF não substitui a fibra-de modo único em todos os cenários. Para muitas redes de acesso e metropolitanas existentes,fibra ópticapermanece perfeitamente adequado. MCF é mais atraente onde a densidade de capacidade - a quantidade de dados por unidade de espaço físico - é a restrição principal.
 

Principais cenários de aplicativos para fibra com vários{0}núcleos

As vantagens do crescimento exponencial da capacidade do MCF -, das baixas perdas, da adaptabilidade ambiental e dos custos de implantação reduzidos - o tornam especialmente adequado-para cenários onde alta densidade de capacidade e espaço físico limitado se cruzam.

Sistemas de cabos submarinosrepresentam o caso de uso comercial mais avançado, onde as propriedades de baixa-perda e adaptabilidade-do fundo marinho do MCF são particularmente valiosas. Em 2023, o Google e a NEC anunciaram a primeira implantação comercial de MCF no sistema de cabos submarinos de Taiwan-Filipinas-EUA (TPU), usando fibra de dois-núcleos para dobrar a capacidade por fio de fibra (Blog do Google Cloud). Paralelamente, a NEC e a NTT demonstraram um experimento de transmissão transoceânica-de classe de 7.280 km usando MCF de 12 núcleos em março de 2024, apresentado na OFC 2024 (Comunicado de imprensa da NEC). Esses marcos confirmam a viabilidade prática do MCF para operações de longo-curso e alta{2}}capacidadecabo de fibra óptica subaquáticoaplicações.

Interconexões de data centerssão outro aplicativo de alta-prioridade em que as vantagens de alta integração e economia de espaço-do MCF abordam diretamente as restrições-do mundo real. À medida que os clusters de treinamento de IA são dimensionados e o tráfego leste{4}}oeste entre os racks aumenta, as operadoras precisam ajustar mais largura de banda aos conduítes e bandejas existentes. Como o MCF atinge uma transmissão de maior densidade no mesmo volume de fibra que a fibra-monomodo tradicional, ele pode reduzir significativamente o espaço e o custo de implantação de equipamentos nesses ambientes-com espaço limitado. A NTT desenvolveu tecnologias de construção e manutenção especificamente para MCF de quatro{9}}núcleos em links entre-data centers (NTT, novembro de 2024).

Redes terrestres de backbone e-de longa distânciarepresentam a próxima fronteira. À medida que a demanda de tráfego se aproxima do limite de capacidade da fibra-monomodo implantada, as operadoras precisarão de atualizações baseadas em SDM-paratransmissão de espinha dorsalinfraestrutura. A capacidade do MCF de aumentar a capacidade sem instalar pipelines adicionais torna-o um caminho de atualização eficiente para os corredores de backbone existentes.
 

Desafios técnicos atuais da fibra multi{0}}core

Apesar de suas claras vantagens em termos de capacidade e custo, o MCF ainda não é um substituto universal-para a fibra convencional. Vários desafios de engenharia devem ser abordados para uma adoção mais ampla.

Crosstalk entre-núcleosé a preocupação de design mais fundamental. Como vários núcleos compartilham o mesmo revestimento, a luz pode acoplar-se entre núcleos adjacentes, especialmente em longas distâncias. Os projetistas de fibra gerenciam isso por meio de espaçamento entre núcleos, perfis de índice de refração assistidos por trincheiras e geometria de revestimento otimizada. Conforme observado acima, o MCF da Hengtong atinge crosstalk menor ou igual a -50 dB por meio de sua estrutura de núcleo de sílica pura e design de grande área efetiva - um nível suficiente para muitas aplicações práticas. No entanto, manter esse desempenho de diafonia baixo de forma consistente em escala e ao longo de milhares de quilômetros continua sendo uma área ativa de pesquisa em toda a indústria.

Dispositivos fan{0}}in/fan{1}}out (FIFO)são necessários para fazer a interface do MCF com equipamentos-de núcleo único padrão. Embora um progresso significativo tenha sido feito, - dispositivos com perda de inserção abaixo de 1 dB por canal e crosstalk abaixo de -40 dB estão disponíveis, - alcançar desempenho FIFO consistente e de baixo-custo em altas contagens de núcleos ainda está sendo refinado. Este é um componente essencial para concretizar a compatibilidade "plug{8}}and-play" que torna o MCF prático para atualizações de rede.

Emenda e conectorizaçãoadicione complexidade. Ao contrário da fibra-de núcleo único, a emenda MCF requer alinhamento rotacional preciso de todos os núcleos simultaneamente. Máquinas de fusão especializadas foram desenvolvidas, mas o processo é mais complexo que o convencionalemenda e teste de fibra.

Amplificaçãoapresenta outro desafio. Amplificadores de fibra dopada com érbio-de múltiplos-núcleos (MC-EDFA) devem amplificar todos os núcleos uniformemente, o que é mais complexo do que amplificar um único núcleo. A entrega da bomba e a equalização de ganho entre núcleos são tópicos de pesquisa ativos.

Padronizaçãoestá em andamento, mas ainda não concluído. O ITU-T Study Group 15 publicou suplementos técnicos sobre fibra SDM, incluindo ITU-T G.Sup.87 (março de 2025), que aborda classificação de fibra SDM, métodos de teste e considerações de implantação. No entanto, padrões unificados para conectores MCF, cabos e procedimentos de instalação ainda estão em desenvolvimento.
 

P&D MCF e perspectivas futuras da Hengtong

A Hengtong Optoelectronics capturou com precisão as tendências da indústria e apresentou P&D de MCF com antecedência. Contando com o profundo acúmulo técnico da empresa nomateriais de fibra óptica e caboscampo, ela superou dificuldades técnicas essenciais, como baixa perda e baixa interferência, e alcançou com sucesso um avanço importante em fibra de quatro núcleos-de grande área efetiva, ultra{0}}baixa perda, estabelecendo uma base sólida para a industrialização de MCF.

Olhando para o futuro, a Hengtong planeja continuar se concentrando na tecnologia de multiplexação de divisão espacial 6G e em P&D de materiais com perda ultra{1}}baixa, otimizando ainda mais os indicadores de desempenho do MCF, rompendo o gargalo técnico de contagens de núcleos mais altas além de quatro núcleos e promovendo a atualização do produto para maior capacidade, menor perda e maior adaptabilidade. A empresa também pretende fortalecer a cooperação com fabricantes globais de equipamentos de comunicação, provedores de serviços em nuvem e operadoras para promover a aplicação em grande-escala do MCF em todo o mundo.

Espera-se que o mercado de MCF cresça significativamente nos próximos anos. De acordo com a pesquisa de mercado da Market Growth Reports, o mercado global de MCF foi avaliado em aproximadamente US$ 16,9 milhões em 2025 e deverá crescer a uma taxa composta de crescimento anual de mais de 34% durante a próxima década, impulsionado pela crescente demanda por transmissão óptica de alta{4}}capacidade em cabos submarinos, data centers e redes de próxima-geração. Com investimento contínuo em P&D e industrialização, a Hengtong pretende ser um contribuidor chave para este campo em rápida evolução. Os leitores interessados ​​nas capacidades mais amplas da Hengtong podem explorar os recursos da empresagama de produtos de cabos ópticosecases de projetos de sucesso.

Perguntas frequentes sobre fibra-multicore

O que é fibra-multicore?

A fibra-multicore é uma fibra óptica que contém dois ou mais núcleos independentes de transmissão-de luz em um único revestimento de vidro. Cada núcleo pode transportar um fluxo de dados separado, permitindo que a fibra transmita vários sinais em paralelo usando multiplexação por divisão de espaço (SDM). Isso permite taxas de transmissão de{4}fibra única no nível de Tbps.

Como o MCF difere da fibra multimodo?

Estes são conceitos diferentes. A fibra multimodo possui um único núcleo com diâmetro maior que suporta vários modos de propagação de luz. A fibra com vários-núcleos tem vários núcleos separados, cada um operando normalmente em modo-único. O MCF multiplica a capacidade adicionando canais espaciais (núcleos), enquanto a fibra multimodo utiliza diferentes modos de luz dentro de um núcleo. Para uma comparação detalhada dos tipos de fibra, consulte esteguia para fibra-monomodo vs. fibra multimodo.

A fibra multi{0}}core é compatível com redes ópticas existentes?

O MCF pode fazer interface com equipamentos de fibra de{0}modo único existentes por meio de dispositivos fan-in/fan{2}}out (FIFO). O MCF da Hengtong foi projetado para ser compatível com os sistemas de comunicação óptica existentes, reduzindo o limite para atualizações de rede do cliente. No entanto, a integração total também pode exigir equipamentos de emenda especializados e sistemas de amplificação modificados, dependendo da arquitetura de rede específica.

Onde o MCF está sendo implantado comercialmente?

A implantação comercial mais notável é o sistema de cabos submarinos dos EUA Google/NEC Taiwan-Filipinas-que usa MCF de dois{4}}núcleos. Espera-se que as interconexões dos data centers e as atualizações da rede de backbone venham em seguida. A capacidade do MCF de alcançar transmissão de maior densidade no mesmo volume de fibra o torna especialmente atraente para data centers-com espaço limitado e ambientes submarinos.

Quais são as principais barreiras à adoção generalizada do MCF?

As principais barreiras incluem a complexidade e o custo da emenda e da conectorização, a necessidade de amplificadores especializados, a padronização incompleta e o atual preço premium dos componentes MCF em comparação com a fibra convencional. Espera-se que estas barreiras diminuam à medida que as escalas e os padrões de produção se solidificam.

Quantos núcleos uma fibra com vários-núcleos pode ter?

Os pesquisadores demonstraram fibras com até 19 núcleos dentro de um diâmetro de revestimento padrão de 125 µm, e existem projetos experimentais com contagens de núcleos ainda maiores. O MCF disponível comercialmente geralmente usa de dois a quatro núcleos, com sete{3}}núcleos e designs superiores em desenvolvimento ativo. O roteiro atual da Hengtong inclui progressão além dos projetos de quatro{5}}núcleos em direção a contagens de núcleos ainda maiores.