Anritsu oraz KDDI Research po raz pierwszy na świecie zaprojektowały system zdalnego monitorowania kabli podmorskich nowej generacji wykorzystujących światłowody wielożyłowe [1] i pomyślnie przeprowadziły pomiar charakterystyki ścieżki optycznej [2] w środowisku testowym [3].

Środowisko testowe dla kabli podmorskich

Na podstawie doświadczenia KDDI Research stworzone zostało środowisko testowe dla systemu kabli podmorskich zawierającego obwód optyczny, który umożliwia zdalne monitorowanie za pomocą wielożyłowego światłowodu. Wykorzystano tester impulsów optycznych Anritsu „Coherent OTDR (Coherent Optical Time Domain Reflectometer) [4] MW90010B” [5] w celu potwierdzenia możliwości pomiaru charakterystyki ścieżki optycznej, takiej jak lokalizacja uszkodzeń i profil strat światłowodu, co jest niezbędne do eksploatacji i konserwacji kabli podmorskich.

Osiągnięcie to umożliwia zdalne wizualizowanie jakości i uszkodzeń wielożyłowego światłowodu, co dotychczas było trudne, znacznie zwiększając niezawodność i wydajność operacyjną optycznych kabli podmorskich.

Kontekst badania

Wraz z szybkim rozwojem technologii AI i IoT oczekuje się, że globalny ruch danych będzie nadal gwałtownie wzrastał, co spowoduje zapotrzebowanie na jeszcze większą przepustowość światłowodowych kabli podmorskich obsługujących komunikację międzynarodową. Obecnie w podmorskich systemach kablowych wykorzystuje się światłowody jednomodowe, które zawierają jedną ścieżkę optyczną (zwaną dalej „rdzeniem”) na światłowód. Jednak ze względu na ograniczenia przestrzenne związane ze zwiększaniem przepustowości przy użyciu pojedynczego rdzenia, w ostatnich latach rośnie zainteresowanie światłowodami wielordzeniowymi, które zawierają wiele niezależnych rdzeni w jednym światłowodzie. Takie podejście umożliwia znaczne zwiększenie przepustowości transmisji na światłowód.

Wraz z dalszym rozwojem technologii światłowodów wielordzeniowych pojawia się również potrzeba nowych osiągnięć technologicznych w zakresie eksploatacji i konserwacji systemów. Obecnie eksploatacja i konserwacja systemów światłowodowych kabli podmorskich wykorzystujących światłowody jednomodowe opiera się na spójnej technologii OTDR, która pozwala zlokalizować przerwy w światłowodach i zmierzyć straty, zapewniając w ten sposób jakość ścieżki optycznej. Jednak w światłowodach wielordzeniowych występuje specyficzny czynnik degradacji znany jako przesłuch międzyrdzeniowy [6], który może wpływać na dokładność pomiarów [7] przy użyciu spójnego OTDR. Do tej pory pomiar charakterystyki ścieżki optycznej w systemach podmorskich kabli optycznych wykorzystujących światłowody wielordzeniowe przy użyciu spójnego OTDR stanowił poważne wyzwanie.[8]

Osiągnięcia – nowy system transmisji i symulacja środowiskowa

Badanie sprawdziło, czy charakterystykę ścieżki optycznej światłowodu wielożyłowego można zmierzyć za pomocą spójnego OTDR, tak samo jak w przypadku światłowodu jednomodowego.

Firma KDDI Research zaprojektowała nowy system transmisji, który umożliwia pomiary za pomocą spójnego OTDR nawet w przypadku światłowodu wielożyłowego, oraz stworzyła symulowane środowisko dla podmorskiego systemu kabli optycznych wykorzystującego światłowody wielożyłowe. W tym symulowanym środowisku światło pomiarowe transmitowane z urządzenia „Coherent OTDR MW90010B” firmy Anritsu propagowane są przez światłowód wielożyłowy. Światło odbite i rozproszone generowane w każdym rdzeniu jest następnie zwracane do spójnego OTDR w celu odbioru i analizy, umożliwiając pomiar charakterystyki ścieżki optycznej.

OTDR do wykrywania usterek i pomiaru profilu strat światłowodu

W wyniku tych badań po raz pierwszy na świecie udało się potwierdzić, że spójny OTDR może być wykorzystywany do wykrywania usterek i pomiaru profilu strat światłowodu w systemach podmorskich kabli światłowodowych wykorzystujących światłowody wielożyłowe. Ponadto, na podstawie wyników pomiarów spójnego OTDR, potwierdzono również, że można mierzyć rozkład przesłuchów między rdzeniami wzdłuż światłowodu, w tym przez repeatery.

Osiągnięcie to pokazuje praktyczne zastosowanie konwencjonalnego spójnego OTDR w światłowodach wielordzeniowych i powinno przyspieszyć ich wdrażanie w podmorskich systemach kablowych, zapewniając jednocześnie wysoką jakość komunikacji.

Anritsu i KDDI Research będą kontynuować współpracę w zakresie badań i rozwoju, aby jeszcze bardziej zwiększyć przepustowość podmorskich kabli światłowodowych i zapewnić stabilną komunikację międzynarodową.

Źródło: informacje prasowe

---

[1] Rodzaj światłowodu z wieloma ścieżkami optycznymi (rdzeniami), zaprojektowany w celu tłumienia zakłóceń sygnałów optycznych między rdzeniami.

[2] Różne właściwości i cechy, które występują podczas przesyłania sygnałów optycznych przez ścieżki transmisyjne, takie jak światłowody i repeatery.

[3] Według informacji z września 2025 r., jest to pierwszy na świecie pomiar charakterystyki ścieżki optycznej w systemie podmorskich kabli światłowodowych wykorzystujących światłowód wielordzeniowy za pomocą spójnego OTDR (badania przeprowadzone przez obie firmy).

[4] Optyczny przyrząd do testowania impulsów wykorzystujący technologię detekcji koherentnej (heterodynowej). Odbiera i analizuje światło zwrotne sygnału sondy wysłanego przez koherentny OTDR przy użyciu technik detekcji koherentnej. Doskonale nadaje się do pomiaru charakterystyki światłowodów w kablach podmorskich, które są wielokrotnie wzmacniane przez repeatery optyczne.

[5] Koherentny OTDR MW90010B

[6] Zjawisko, w którym sygnał optyczny propagujący się w określonym rdzeniu światłowodu wielordzeniowego przedostaje się do sąsiedniego rdzenia i zakłóca sygnał optyczny w tym rdzeniu. Wraz ze wzrostem przesłuchu pogarsza się stosunek sygnału do szumu, co powoduje obniżenie jakości komunikacji.

[7] Profil strat światłowodu i odbicia występujące w podwodnych kablach światłowodowych.

[8] Stan na wrzesień 2025 r., zgodnie z badaniami przeprowadzonymi przez obie firmy.