安立与KDDI综合研究所成功实现全球首次多芯光纤海缆远程诊断

1、背景

随着人工智能和物联网技术的快速发展，全球数据流量预计将继续大幅增加，这将推动对支持国际通信的海底光缆的更大容量的需求。目前，海底光缆系统使用单模光纤，每根光纤包含一条光路（以下称“芯”）。然而，由于使用单芯增加容量存在空间限制，近年来人们对多芯光纤越来越感兴趣，多芯光纤在单根光纤中包含多个独立的芯。这种方法能够显著提高每根光纤的传输容量。

随着多芯光纤引入的进一步探索，系统运行和维护也需要新的技术进步。目前，使用单模光纤的海底光缆系统的运行和维护依赖于C-OTDR技术来定位光纤断裂和测量损耗，从而确保光路质量。然而，在多芯光纤中，有一种独特的劣化因素，称为芯间串扰⁷，在使用C-OTDR时，这可能会影响测量⁸的准确性。迄今为止，使用C-OTDR测量采用多芯光纤的海底光缆系统中的光路特性一直是一个重大挑战⁹。

2、成果

在该项试验中，我们研究了是否可以使用C-OTDR以与单模光纤相同的方式测量多芯光纤的光路特性。

KDDI 综合研究所利用其在海底光缆方面的丰富研究经验和专业知识，新设计了一种传输系统，即使使用多芯光纤，也能使用C-OTDR进行测量，并为使用多芯光缆的海底光缆系统构建了一个模拟环境。在这个模拟环境中，安立公司C-OTDR MW90010B传输的测量光通过多芯光纤传播。然后，每个纤芯内产生的反射和散射光被返回C-OTDR进行接收和分析，从而能够测量光路特性。

作为这项试验的结果，我们在世界上首次成功证实C-OTDR可用于检测采用多芯光纤的海底光缆系统中的故障和测量光纤损耗分布。此外，通过利用C-OTDR的测量结果，还证实了可以测量沿光纤（包括通过中继器）的芯间串扰分布。这标志着世界上首次成功实现了长距离内芯间串扰的可视化。

这一成果证明了传统C-OTDR在多芯光纤中的实用性，有望加快多芯光纤在海底光缆系统中的应用，同时确保高通信质量。

＜芯间串扰：C-OTDR测量值与理论值的比较＞

安立公司和KDDI 综合研究所将继续在研发方面进行合作，以进一步提高海底光缆的容量，确保稳定的国际通信。

(注1)一种具有多个光路（芯）的光纤，旨在抑制芯之间的光信号干扰。

(注2)截至2025年9月，这是世界上首次使用相干OTDR对采用多芯光纤的海底光缆系统的光路特性进行测量（根据两家公司的研究）。

(注3)当光信号通过光纤和中继器等传输路径传输时，会出现各种属性和特征，如光纤损耗。

(注4)一种利用相干（光外差）检测技术的光脉冲测试仪器。它使用相干检测技术接收并分析相干OTDR发送的探测信号的返回光。它非常适合测量海底电缆中光纤的特性，这些光纤被光学中继器反复放大。

(注5)  C-OTDR MW90010B

(注6)  ECOC2025（Bella Center）演讲信息: 

September 29, 2025, 16:00–16:15 

Session：M.03.08 Fiber-Optic Sensing SC 8: Sensing and microwave photonics

Title：Impact of Inter-Core Crosstalk on Coherent Optical Time-DomainReflectometry in Repeatered Multicore Fibre Systems

(注7)在多芯光纤的特定纤芯中传播的光信号泄漏到相邻纤芯中并干扰该纤芯中的光信号的现象。随着串扰的增加，信噪比恶化，导致通信质量降低。

(注8)海底光缆内发生的光纤损耗分布和反射。

(注9)根据两家公司的研究，截至2025年9月。