[发明专利]一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统

说明书

本发明公开了一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统，属于光纤通信技术领域。该系统由信号发生模块、模式激发模块、信号传输模块、信号接收模块及信号分析模块构成，利用高速单模光模块在多模光纤中传输，实现了高速短距离通信，相较其他高速短距离通信系统，降低了通信的成本，且可实现大规模的覆盖。同时，对系统中的偏芯距设计提出一种方法，通过设计合理的偏芯距，得到了保证系统传输性能的最大偏芯距，使系统误码率低于2×10^‑4，为系统的实际搭建提供了基础，实现了系统的有效传输。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，具体为一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统。

背景技术

5G技术、云计算、大数据等新一代信息技术的发展和应用，推动数据流量向集中化发展。光模块作为实现数据中心内部及外部设备互联的功能性器件，随着数据中心规模的增长也得到了快速的发展。而数据流量和云服务的爆炸性需求，使得数据中心需要迁移到更高的传输速率，从而推动了光模块向高速率方向发展。

基于多模光纤的传输是数据中心内部光互连的一个重要手段，数据中心对高速的要求，使得高速多模光纤通信成为光通信的一个研究热点。另外，传统数据中心仍使用多模光纤进行光互连，如何利用这些已经铺设的多模光纤实现高速传输便是一项很有意义的工作。利用多模光纤实现高速信息传输需要使用高速多模光模块，目前高速的多模光模块还处于研发阶段，不是很成熟，现阶段投入商用的成熟的高速多模光模块的速率最大为25Gbit/s，要想实现更高的速率，则需要进行多路复用，这势必会造成成本的增加，而且重新为这部分多模组网架构多模光模块设备将会造成通信成本的增加；另一方面，高速单模光模块技术已趋于成熟，现阶段的最高速率可达400Gbit/s，且单模光模块可以在多模光纤中进行短距离传输。

在实际应用中，单模光模块的输出尾纤为单模，在与多模光纤连接时，无法严格保证单模光纤与多模光纤的中心对准，可能存在一定的偏芯。在用单模光纤进行接收时，多模光纤与单模光纤之间也不可避免的会产生一定的偏芯。另外，由于实际应用场景的复杂性，多模光纤传输链路中也不可避免的存在多个连接点，多模光纤之间也存在一定的偏芯距。这些偏芯距的存在会引起光纤连接处不同的模式激发和模式耦合，从而影响传输过程的模式间耦合及模式群时延情况。模式间耦合会导致传输过程中的多路信号之间发生能量交换，从而产生信道干扰；差分模式群时延的存在会使两路信号之间的耦合并不是同一时刻对应码元之间的耦合，而是一路信号某时刻码元与另一路信号其他多个时刻对应码元的叠加，从而产生码间干扰。可见，不同偏芯距导致的不同模式间耦合以及差分模式群时延会对信号产生不同的影响。

发明内容

本发明针对高速多模光模块技术的不成熟，以及短距离高速通信的要求，提出了一种基于高速单模光模块的多模光纤信号传输系统。本发明通过利用现有的大规模使用的高速单模光模块在多模光纤中传输来实现短距离高速通信，可以有效降低通信成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统，其系统框架如图1所示，包括信号发生模块1、模式激发模块2、信号传输模块3、信号接收模块4及信号分析模块5；其中，信号发生模块1的输出端口与模式激发模块2的输入端口相连，模式激发模块2的输出端口与信号传输模块3的输入端口相连，信号传输模块3的输出端口与信号接收模块4的输入端口相连，信号接收模块4的输出端口与信号分析模块5的输入端口相连。