[发明专利]一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法

说明书

本发明公开了一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法，重定义耦合模理论的耦合模方程，假设相位函数的其余随机部分是平稳的，且统计平均为零，计算平均功率，对平均功率转换变量并进行改写，得到纵向变化的功率耦合系数，求得平均功率耦合系数，根据耦合模返程得到串扰，检测时实时检测串扰公式模型的已知量并通过串扰公式计算得到光纤的串扰。本发明从耦合模理论出发，重新确定加入弯曲和扭转信息后的耦合模方程，更加符合实际扰动情况，在此基础上和现有技术的的串扰推导公式重新推导功率耦合系数，从而获得了更加准确的串扰检测模型，通过该模型检测光纤串扰更加准确。

技术领域

本发明涉及一种串扰检测方法，特别是一种基于耦合功率理论的 多芯光纤串扰检测方法，属于光纤制造领域。

背景技术

随着网络和宽带业务的快速发展，互联网流量从2000年以来以 每10年约100倍的速度增长，常规的单模单芯光纤(Single-Mode Single-Core Fiber，SM-SCF)的传输容量在先进技术发展下也呈指 数级增长，已达到100Tb/s的香农传输极限。因此，在单芯光纤传输容量达到瓶颈时，多芯光纤技术应运而生。

多芯光纤自发展以来就受到国外相关机构的重视，其中主要以美 国OFS和日本NICT和Sumitomo公司为主。在对多芯光纤研究中，研 究工作者通常都是建立多芯光纤模型，以双芯光纤为例，假设光功率 从其中一个纤芯输入，根据前人推导的耦合模方程，求解后得到双芯 光纤的归一化模式振幅解析解，然后可以得出相应的归一化传输功率， 进而得出芯间串扰公式。这是从耦合模理论的角度得出的多芯光纤串 扰公式计算。然而在实际情况下，由于铺设以及使用过程中存在弯曲 和扭转等不确定因素，使得光纤传输不再呈现耦合模理论的波动形式， 在这种情况下，耦合功率理论则更加有效和精准。

现有的功率耦合理论得出的方程是将弯曲半径和扭转率都当做 随机项，当成平稳随机过程进行处理，而在传播常数的相位中没有弯 曲和扭转率的关系式，在实验中这样会与实际情况不相符合，最后得 出的串扰结果和实际串扰误差较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于耦合功率理论的多 芯光纤串扰检测方法，更加符合实际扰动情况，提高串扰检测的准确 度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法，其特征在于包 含以下步骤：

步骤一：重定义耦合模理论的耦合模方程；

步骤二：假设相位函数的其余随机部分是平稳的，且统计平均为 零，计算平均功率；

步骤三：对平均功率转换变量并进行改写；

步骤四：得到纵向变化的功率耦合系数；

步骤五：求得平均功率耦合系数；

步骤六：根据耦合模返程得到串扰，检测时实时检测串扰公式模 型的已知量并通过串扰公式计算得到光纤的串扰。

2、按照权利要求1所述的一种基于耦合功率理论的多芯光纤串 扰检测方法，其特征在于：所述步骤一具体为

由已知的耦合功率方程知

式中，P为纤芯m的平均功率，h_mn为功率耦合系数；为了表示纵 向变化，定义本地传播常数差△β'_mn，

△β_mn＝β_m-β_n (28- 3)