[发明专利]一种低模式串扰的少模光纤传输系统

说明书

本发明公开了一种低模式串扰的少模光纤传输系统，涉及光传输技术领域，解决了在传输过程中不同模式之间会存在模式混叠和模式串扰，严重影响模分复用传输的信号传输质量的技术问题，通过利用满足不同偏振态或者波段的子载波组合对应少模光纤中的正交模式信道，提出了一种分偏振与分波段的少模光纤传输系统架构，降低不同模式间存在的相干串扰，从而极大降低模式间串扰的整体水平，利用不满足相干条件的光载波分别对应少模光纤的多个正交模式进行传输，使得少模光纤中不同空间模式信道的光信号具有大的隔离度，实现降低不同模式间存在的相干串扰功能。

技术领域

本发明涉及光传输技术领域，具体的是一种低模式串扰的少模光纤传输系统。

背景技术

随着各种新型互联网业务的快速发展，人们对于信息容量和传输速率的要求不断激增。各种复用技术譬如波分复用、偏分复用、时分复用是增大信息传输容量的有效方式，然而，经过近几十年的发展，这些复用维度的叠加对单模光纤传输容量的提升已经接近极限，单模光纤已经不足以承受人们对更高传输容量的要求。空间维度作为光纤传输系统目前为止最后一个尚未得到充分利用的维度，空分复用技术可极大限度地提升单根光纤的信息传输容量，基于空分复用技术的多模光纤、多芯光纤以及少模光纤成为当前光通信领域的热点研究领域，以多模光纤与少模光纤为信息传输链路的实验研究正在大量进行中，目前已有传输容量可达到P比特级的多芯少模传输架构。所以，基于多模光纤、少模光纤的模分复用技术是一个能够成数量级增加信道容量且同时降低单位带宽的传输成本的技术方案；相比于多芯光纤和多模光纤，少模光纤在制作工艺、连接难度、铺设难度上有巨大优势，并且针对少模光纤系统的发射机、模式复用器、少模放大器和模式解复用器都发展得较为成熟。除此之外，少模光纤相比于单模光纤可以使用更多模式进行信息传输，可以成倍扩展空间信道数目。而承载更多模式数目需要更大的纤芯直径，使得少模光纤有更大的有效截面面积，因此在相同发射功率下，少模光纤中的非线性效应比单模光纤要弱得多，可有效减少非线性损耗。其次，相比于多模光纤，少模光纤可选择模式数少，更容易使用模式选择性激发与模式转换技术，也更容易使用模式复用器将多个模式进行耦合，减少系统复杂度与成本，并且因为模式数目较少，在传输时，少模光纤不会遇见多模光纤中极度复杂的模式色散与模式间交叉串扰作用。简单来说，少模光纤是目前空分复用技术中最受关注的研究课题，是目前最有希望大规模商用化的空分技术。

尽管基于少模光纤的空分复用技术可以通过增加模式使用数目来增大传输容量，但在少模光纤中，由于制作工艺与随机因素的限制，在传输过程中不同模式之间会存在模式混叠和模式串扰，这会严重影响模分复用传输的信号传输质量，最终可能会使得接收端信号恢复的压力过大，解调困难，若在强耦合情况下，接收端甚至可能无法模式解复用；为此，现在提出一种低模式串扰的少模光纤传输系统。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种低模式串扰的少模光纤传输系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种低模式串扰的少模光纤传输系统，包括数据发射模块、数据传输模块和数据解调模块，所述数据发射模块用于发射信号光源，并且将信号光源分为第一水平偏振光、第二水平偏振光、第一垂直偏振光和第二垂直偏振光，然后将第一水平偏振光、第二水平偏振光、第一垂直偏振光和第二垂直偏振光发送至数据传输模块进行传输；

数据传输模块在接收到第一水平偏振光、第二水平偏振光、第一垂直偏振光和第二垂直偏振光后，通过调制、模式转换以及模式复用，然后四个信号光分别进入对应的空间模式信道进行信号传输，最终发送至数据解调模块进行解调；

数据解调模块在接收到数据传输模块发送的四个信号光之后，对四个信号光进行解调，从而恢复原始数据。

进一步地，所述数据发射模块发射信号光源的过程包括以下步骤：

步骤S1：采用工作范围为1530nm至1565nm的C波段激光器作为信号光源；

步骤S2：将C波段激光器发射出的圆偏振态的高斯光束经过光分束器一分为二；