光子灯笼正交频分/模分复用多模光纤传输系统

"本文提出了一种基于光子灯笼的正交频分/模分复用(IM-DD)多模光纤传输系统的实现方法，该系统利用2个模式选择性光子灯笼进行模式复用与解复用，选择LP01模与LP11b模式作为传输模式，并采用自适应比特加载的OFDM调制技术，在50米长的OM4多模光纤上成功实现了7.2 Gb/s的高速传输。实验结果显示，通过调整两路信号的偏振态，当LP01模式的输入光功率比LP11b模式低约4 dB时，两路信号在接收端的光功率可保持均衡。即使接收光功率降低到-13 dBm，两路信号的误码率仍分别维持在1.3×10^-3和3.2×10^-3，均低于HD-FEC的纠错阈值，显示了系统的可靠性和有效性。此系统为低成本、短距离及大容量数据传输提供了新的解决方案。" 该文章详细阐述了一个基于光子灯笼的新型多模光纤传输系统，主要涉及以下几个关键技术点： 1. **光子灯笼**：光子灯笼是一种特殊的光纤结构，具有模式选择性，可用于模式复用和解复用。在这项研究中，光子灯笼被用于将数据信号编码到不同的模式上，以增加传输容量。 2. **正交频分复用(OFDM)**：OFDM是一种高效的数字调制技术，它将高数据速率的信号分解成多个较低数据速率的子载波，这些子载波在频域上是正交的，从而提高了频谱利用率和抗干扰能力。 3. **模分复用(MDM)**：MDM是利用多模光纤的不同传播模式来传输多个独立的数据流，进一步提升了光纤的传输能力。在这里，研究选择了LP01和LP11b两种模式作为传输通道。 4. **自适应比特加载**：这是一种优化传输效率的技术，根据信道条件动态分配每个子载波上的信息比特数量，以最大化系统性能。 5. **OM4多模光纤**：OM4是一种高性能的多模光纤，适用于高速数据中心和局域网应用，其较长的衰减长度和宽带宽特性适合高速传输。 6. **误码率(BER)**：实验数据显示，即使在低接收光功率下，系统的误码率仍低于硬判决前向纠错(HD-FEC)的门限，这表明系统具有良好的错误纠正能力。 7. **偏振态调整**：为了确保不同模式信号的均衡接收，实验中调整了信号的偏振态，使得LP01和LP11b模式的光功率在接收端保持一致，从而优化了系统性能。 这项工作为短距离、大容量的数据传输提供了一种创新的解决方案，特别适合于数据中心内部或局域网环境，其中对成本和传输速度有较高要求。通过结合光子灯笼、OFDM和MDM技术，该系统能够有效地提高光纤通信的传输速率和可靠性，对于推动未来光通信技术的发展具有重要意义。