一种适用于少模模式复用系统的色散补偿方法
【专利摘要】本发明涉及一种适用于少模模式复用系统的色散补偿方法，该方法通过基于具有特殊设计的渐变型少模光纤，采用分段级联的结构，实现传输模式间的色散补偿。所述的两种少模光纤段对于在C波段内传输的除了基本模式之外，可呈现相反的色散和和色散斜率，通过选取两种少模光纤跨段的长度比值实现模间色散补偿。采用本发明的方法可有效补偿少模模式复用系统节点或线路终端处传输累积的模间色散，实用性与灵活性高，高效适应于模分复用系统以及系统终端信号处理。
【专利说明】 一种适用于少模模式复用系统的色散补偿方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于少模模式复用系统的色散补偿方法，尤其涉及一种基于渐变型少模光纤的模间色散补偿方法。
技术背景
[0002]为解决在高速光传输系统中传输容量将面临的瓶颈，利用多芯光纤以及通过新型设计的多模光纤如少模光纤中不同传输模式的模式复用技术作为新兴方案逐渐成为各科研机构的研究热点。模式复用技术是一种基于光纤波导传输模式，采用除了基本传输模式外还包括更高阶模式作为载波，进行模分复用，实现更高容量，更高传输速率的新型光通信技术。
[0003]但另一方面,少模模式复用光传输系统是利用光传输不同模式在少模光纤中传输信号，在实际通信系统中光传输模式不可避免的受到实际光纤的制作工艺如机械压力，变形，微弯以及光纤跨段失配等因素的严重影响，造成传输模式间的正交性受到破坏，同时基模与高阶模式在纤芯中能量集中分布不同，进一步造成不同模式的群速率不同，产生模间群延迟色散，在传输终端光信号将受到严重干扰。
[0004]现阶段研究的模式复用光传输系统中多是通过多输入多输出数字信号处理技术在终端来均衡和补偿传输累积的模间色散或采用多阶跃型少模光纤在光信道中均衡色散。这些技术虽然在一定程度上可以降低模间色散值，但却都相应地受到实际环境，解码复杂度，操作困难等因素的制约。
【发明内容】
[0005]为克服少模模式复用系统中不同模式间传输群速率差的干扰对通信性能产生的严重影响，本发明提供了一种基于渐变型少模光纤的模间色散补偿方法。
[0006]本发明还提供了一种上述模间色散补偿方法采用的基于少模光纤的光传输系统实例。
[0007]本发明还提供了一种上述少模光纤传输线路中累积色散补偿结构一采用具有正负色散少模光纤交叉级联的结构。
[0008]本发明解决技术问题的技术方案是:提供了一种基于渐变型少模光纤对模式复用系统传输链路中累积的模间色散进行补偿的方法。该方法通过交叉级联具有正负色散的少模光纤段实现模间色散补偿。
[0009]本发明还提供了一种上述模间色散补偿方法采用的基于少模光纤的光传输系统
实例。包括光发射机模块，光接收模块和一段上述的光传输线路段，该光发射模块包括信号
发生模块、模式激发、模式转换和模式复用；光接收模块包括信号接收模块、模式滤除、模式
转换和模式解复用。所述的光传输线路段在光传输终端可实现传输链路累积的模间色散补m
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[0010]与现有技术相比，本发明的基于少模光纤的模式复用系统中的模间色散补偿方 法，不需要终端复杂的数字信号处理技术，无需改变模式复用系统的基本传输结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明所采用的基于少模光纤的光传输系统实例。
[0012]图2是本发明所采用的少模光纤的折射率分布示意图
【具体实施方式】
[0013]请参阅图1，是本发明所采用的基于少模光纤的光传输系统实例。该模分复用光传输系统包括光发射模块，光接收模块和一段光传输线路段。光发射机包括了信号发生模块，模式激发模块，模式转换模块，模式复用模块；光接收机包括信号接收模式，模式转换模块，模式解复用模块；传输所用的光纤线路段由具有正负色散的少模光纤分段交叉级联组成，对光纤传输除了基本模式外包括其他高阶模式进行模间色散的实时补偿。
[0014]请参阅图2，是本发明采用的少模光纤的折射率分布示意图。设计采用掺90%的SiO2少模光纤，并合理选取少模光纤的纤芯半径IV包层半径r，利用弱波导限制下纤芯和包层之间的相对折射率Λ = (ηι-η2)/ηι极小的条件，选取正色散光纤的折射率分布指数α为2.1，具有负色散光纤的折射率指数α为1.8。采用本发明的传输线路结构，正负色散光纤跨段的长度比值为1:1.2。传输系统总距离达100km,总色散值可控制在_6ps/nm/km?5ps/nm/km 范围内。
[0015]所述的光系统包络的至少两个光信号发射机，旨在产生预定光谱波段-C波段中的光信号。一个发射机产生发送的信号以基本模式LPOl传播，另一个发射机产生发送的信号在以基本模式LPOl传播后需经过一个模式转换模块，转换为高阶模式例如LPl I。模式转换模块可使用任何已有技术例如长周期光栅或空间光调制器得到。获得两种模式经过模式复用模块对准少模光纤沿光传输线路段传播。如以前定义，传输线路段包括至少一段具有正色散和正色散斜率的光纤和一段具有负色散和负色散斜率的光纤。光系统的传输节点可包括光放大器。在光接收机节点处，光信号必须具有接近零的传输累积色散。输出信号再依次经过模式解复用、模式转换、模式滤除、信号处理模块分别解码得到两路复用的基本模式LPOl和高阶模式例如LPll的两路信号。
[0016]本发明的色散补偿方法旨在用于少模模分复用系统中具有多个传输线路段的长距离、传输包络除了基本传输模式外更高阶模式的多种传输模式的高比特速率的传输系统中的模间色散模块中。
【权利要求】
1.一种少模模式系统的色散补偿方法，提供多光纤跨段级联的结构，至少包括一个具有正色散和正色散斜率的渐变型少模光纤段、和一个具有负色散和负色散斜率的渐变型少模光纤段。
2.如权利要求1所述的色散补偿方法，其特征在于:所述两种光纤段交叉级联。
3.一种基于上述少模光纤的光传输系统，包括光发射模块和光接收模块，至少一段如权利要求1和2所述的传输线路段。
4.如权利要求3所述，光传输系统的发射模块，其特征在于:包含至少两个信号发生模块，模式激发模块，模式转换模块以及模式复用模块，两个信号发生模块与模式激发模块相连，同时激发基本传输模式LPtll，其中一路与模式转换模块相连，将基本传输模式LPtll转换为高阶模式，例如LP11 ;两路信号的承载传播模式包含基本传输模式和高阶模式后同时接入模式复用模块，将两路信号进行复用。
5.如权利要求3所述，光传输系统的光接收模块，其特征在于:包含至少两个信号接收模块，模式解复用模块，模式转换模块，模式滤除模块以及信号处理模块；光发射模块传送的信号经上述传输线路段后，经过模式解复用模块得到两路包含基本模式和高级模式的光信号，其中高阶模式再经过模式转换模块转换为基本模式，并进一步经过模式滤除模块，滤除高阶模式，使转换获得基本传输模式更为纯净；这样的两路信号在经过终端信号处理模块进行信息解码。
6.一种少模模式复用系统的模间色散补偿方法，其特征在于包含如下步骤: 提供光发射模块，产生适于如权利要求1和2所述的传输线路段的包含至少两种传输模式； 提供光接收模块，接收经过模间色散补偿后的两种传模式； 光发射模块产生包含至少两种传输模式后，与权利要求1和2要求所述的传输线路段相连，经过一定传输线路长度后，与光接收模块相连。
7.如权利要求6所述的少模模式复用光系统的模间色散补偿方法，其特征在于:补偿光传输系统中基本传输模式和高阶模式间的色散。
【文档编号】H04B10/2525GK103731211SQ201310358861
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】刘博 , 忻向军, 张丽佳, 张琦, 王拥军, 尹霄丽, 蔡璐, 胡善亭, 田清华 申请人:北京邮电大学