利用模式群分集复用提升多模光纤通信系统

"多模光纤模式群分集复用系统是一种光通信技术，旨在克服多模光纤中的模间色散限制，提升传输能力。通过利用多模光纤中的不同模式群作为独立信道进行多路信号传输，实现了多模光纤性能的显著提升。此技术在75米的梯度型多模光纤上建立了直接检测的两路MGDM通信系统，采用选择模式激发来激发不同模式群，并利用偏置连接器和多模耦合器完成模式群的复用与解复用，成功传输了模拟视频信号和非归零码(NRZ)数字信号。" 多模光纤(MMF)由于其良好的带宽和低成本，在短距离通信中有着广泛的应用，特别是在“最后一千米”场景下。然而，模间色散是MMF的主要问题，它会随着距离增加导致信号质量快速下降。为了应对这一挑战，模式群分集复用(MGDM)技术应运而生。MGDM是一种基于光路的MIMO技术，它利用多模光纤内多个模式群的独立性，将它们作为单独的传输通道，从而实现多路信号的同时传输，极大地提高了多模光纤的传输容量。 在实际应用中，研究者设计并实现了一个基于75米梯度型多模光纤(GI-MMF)的MGDM通信系统。梯度型多模光纤因其特殊的折射率分布，可以有效减小模间色散的影响。在该系统中，通过选择模式激发技术来激活不同的模式群，确保每个模式群独立传输数据。为了完成模式群的复用和解复用，研究人员采用了偏置连接器和多模耦合器，这些组件能够将不同的模式群有效地合在一起并分开，使得信号能够在光纤中双向传输。 实验结果表明，这个系统不仅能够处理模拟视频信号，还能够处理NRZ数字信号，这拓宽了MGDM技术的应用领域。模拟视频信号的传输验证了系统在连续信号处理上的能力，而NRZ数字信号的传输则证明了其在高速数据通信中的潜力。 多模光纤模式群分集复用系统通过创新性的模式利用和复用技术，克服了模间色散的限制，提升了多模光纤的传输效率，为短距离通信提供了更高效、可靠的解决方案。这一技术的发展对于未来数据中心、局域网以及家庭宽带等应用场景具有重要的意义。