使用瑞利反向散射振幅同步测量FMF中的MDL和DMGD

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"这篇文章是关于在光纤中同时测量多模干扰(MDL)和模式群延迟差(DMGD)的研究论文,发表在2019年4月的《IEEE Photonics Journal》第11卷第2期。作者包括刘峰、胡桂军、陈伟城、陈粗光、宋丛丛和陈嘉科,均来自吉林大学通信工程学院。该研究利用瑞利反向散射振幅的分析来实现这一创新性的测量方法。" 在光纤通信领域,多模光纤(FMF, Multimode Fiber)由于其较高的数据传输带宽和较低的成本,被广泛应用于短距离通信系统。然而,FMF中存在的两个主要问题——多模干扰(MDL, Mode Division Crosstalk)和模式群延迟差(DMGD, Differential Mode Group Delay)——会严重影响信号质量,降低系统的性能。MDL是指不同模式之间的相互干扰,而DMGD则指的是不同模式在光纤中传播速度的差异导致的信号延迟。 本研究提出了一种新的方法,即通过分析瑞利反向散射振幅来同时测量MDL和DMGD。瑞利反向散射是光纤中的一种常见现象,当光在光纤中传播时,部分光能量会以散射的形式返回,形成可检测的信号。通过对这些返回信号的精细分析,可以揭示光纤内部模式的行为,从而获取MDL和DMGD的信息。 文章详细阐述了实验设置和数据处理步骤。首先,他们引入一个特定的光源进入FMF,产生包含多种模式的光脉冲。然后,利用光时域反射仪(OTDR, Optical Time-Domain Reflectometer)记录瑞利反向散射信号。通过分析这些信号的幅度变化和时间分布,研究人员能够区分不同模式的散射特性,进而计算出MDL和DMGD的值。 这种方法的优势在于,它不需要复杂的光学设备或复杂的信号处理技术,而是依赖于现有的OTDR技术,这使得在实际应用中实施起来更为便捷和经济。此外,通过同时测量MDL和DMGD,该方法有助于优化光纤系统设计,提高通信效率,降低误码率。 这篇研究论文为理解和解决多模光纤中的关键问题提供了一个实用的解决方案,并对光纤通信领域的理论研究和工程实践具有重要意义。该研究得到了相关科研基金的支持,并遵循了IEEE的版权政策,允许学术研究和个人用途的翻译和内容挖掘,但任何形式的重新发布和分发都需要获得IEEE的许可。