低模式交叉效应的FMF支持的级联波分复用与时分复用无源光网络

本文主要探讨了一种基于低模式交叉耦合光纤(Fiber Multi-Mode, FMF)的级联模式分复用(Mode-Division Multiplexing, MDM)和时间分复用(Time-Division Multiplexing, TDM)的无源光网络(Passive Optical Network, PON)设计。这种新型的PON架构旨在通过利用低模式交叉耦合效应来提高网络的信号传输效率和容量，同时减少串模噪声，从而实现高效的光信号传输。 在传统的单模光纤(Standard Single Mode Fiber)系统中，信号主要沿单一模式传播，而多模光纤可以同时支持多个模式的传输。FMF作为一种特殊的多模光纤类型，其设计允许在一定程度上控制不同模式之间的耦合，这对于降低模式交叉耦合噪声具有重要作用。模式分复用技术通过将不同波长的光信号分配到不同的光纤模式中，实现了在同一根光纤中同时传输多个通道的信息，从而显著提高了带宽利用率。 文章的核心组成部分包括对模式复用器(MUX, Multiplexer)和解复用器(DEMUX, Demultiplexer)的设计与实现。这些器件是实现MDM-TDM PON的关键组件，它们负责在发射端合并不同波长的光信号到FMF中，以及在接收端分离并恢复各个模式的信号。通过精确控制这些设备的工作原理，可以确保信号在传输过程中的质量，并且能够有效管理多路信号的同步和时隙分配。 作者们来自北京大学的先进光学通信系统与网络国家实验室，以及武汉邮电研究院，他们共同研究了这个新颖的PON系统在实际应用中的性能优化、网络架构设计以及可能面临的挑战。论文引用了DOI:10.1109/JPHOT.2015.2470098，表明其研究成果发表于2015年10月的《光电子学》期刊上，遵循IEEE的版权规定，仅限学术研究和个人使用，商业再发布或重印需获得IEEE许可。 这篇论文为无源光网络的未来发展提供了一个有前景的解决方案，特别是在寻求提高网络容量和信号质量，同时降低成本和复杂性方面。通过结合低模式交叉耦合和高效的模式/时间分复用技术，该设计有望推动光纤通信技术向更高密度和更大规模的网络应用迈进。