低差分模式群时延少模光纤的变分法分析及优化

基于少模光纤的模分复用技术可使传输容量增加数倍,是目前光纤通信系统的研究热点.当复用模式数量较多时,模式之间的串扰可在接收端采用多输入多输出数字信号处理算法解决.差分模式群时延(DMGD,DMGD)越大,算法复杂度越高,为了降低接收机的复杂度需要使用低DMGD的少模光纤.本文提出了使用变分法分析任意芯层折射率高于包层的少模光纤,推导出了这类光纤中基模的模斑尺寸、各个模式归一化传播常数、相对于基模的DMGD的解析表达式,以及它们与归一化频率和光纤制造参数的关系.在此基础上,以梯度型少模光纤为研究对象,优化了光纤参数,得到能够传输前6个LP模,在C和L波段|τ_(DMGD)|<15 ps/km的少模光纤的优化参数为:最大芯层折射率与包层折射率之差n_(1)-n_(2)=0.01,纤芯半径a=14μm,折射率分布指数α=1.975.最后讨论了光纤制造误差对DMGD的影响.

分析少模光纤模式差分群时延的设计与优化

光纤材料的发明,对世界光学以及通信事业领域的客观发展带来了深刻的影响,文章针对少模光纤模式差分群时延的设计与优化问题展开了简要的论述,其中包含了多个角度的技术特性内容,仅供参考。

少模光纤模式差分群时延的设计与优化

基于少模光纤(FMF)的模分复用(MDM)传输系统,模式差分群时延(MDGD)是影响系统设计的关键因素之一。考虑实际光纤制备工艺,数值分析了阶跃折射率(SI)光纤、渐变折射率(GI)光纤、带有外下陷包层的阶跃型光纤和带有外下陷包层的渐变型光纤中不同的MDGD特性。在支持四个导模条件下,优化设计得到两种不同折射率剖面分布的四模光纤,分别具有较大的MDGD(LP11,LP12,LP02与LP01的MDGD分别是4.65,10.02,11.73ps/m)和较小的MDGD(LP11,LP12,LP02与LP01的MDGD分别是-0.049,-0.258,-0.168ps/m)。制备了阶跃折射率分布的少模光纤,其实测基模的损耗为0.23dB/km(1550nm)和0.37dB/km(1310nm)测量及分析结果证明其能够支持MDM应用。

少模多芯光纤的纤芯排布方法

提出一种3模12芯光纤的纤芯排布优化方法.在分析芯间串扰、弯曲半径阈值和相对纤芯多重性因子等特性后,给出了单圆形结构和方点阵结构的纤芯排布方法及优化方案.对于单圆形结构,在波长为1 625nm的情况下很难找到合适纤芯排布以使芯间串扰小于-30dB/100km并且使光缆截至波长小于1 530nm.对于方点阵结构,在波长为1 625nm,且弯曲半径大于弯曲半径阈值时,可使芯间串扰小于-30dB/100km,最大光缆截至波长不大于1 530nm,纤芯多重性因子可达到~15,这表明方点阵结构是一种比单圆形结构更适合3模12芯光纤的纤芯排布结构.

大MDGD微结构少模光纤的设计与性能分析

针对模分复用系统中模式串扰问题,提出一种具有大模式差分群时延的微结构少模光纤,利用基于全矢量有限元分析法的Comsol计算其模场分布和有效折射率,同时分析光纤的模式差分群时延。仿真结果表明:该光纤在1.55μm波长处,LP_(11)、LP_(21)、LP_(02)与LP_(01)的模式差分群时延分别为8.45、19.28和23.25ps/m,与传统的少模光纤相比,该少模光纤具有良好的大模式差分群时延特性,能有效解决模间串扰问题,在模分复用系统中有着重要的应用。

一种基于光子晶体少模光纤模分复用系统的设计与分析

对模分复用(MDM)系统中传输容量和模式串扰问题进行了研究,在VPItransmissionMaker仿真平台设计并构建了一种新型6×6多输入多输出(MIMO)MDM系统。本文系统使用高模式差分群时延(MDGD)光子晶体少模光纤(PC-FMF),实现包括(LP01、LP11a、LP11b、LP21a、LP21b、LP02)在内六模式相对独立的传输,结合恒模算法(CMA)对输出信号解复用。仿真实验结果表明,在系统的光信噪比(OSNR)为22dB时,每个模式携带传输速率为40Gbit/s的4QAM调制信号,实现了在PC-FMF中稳定传输34km,保证了每个模式信号的误码率(BER)均在10-5量级以下,满足通信系统传输最低要求。与传统FMF的MDM系统相比,本文设计的基于PC-FMF的MDM系统可有效消除模式间串扰,提高MDM系统的容量,在高速大容量光传输系统中具有重要价值。