發(fā)布時間：2020-07-03 14:42

【摘要】：隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,各種帶寬消耗型業(yè)務(wù)如雨后春筍般不斷翻新,網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求量迅速從100Gb/s飆升至100Tb/s。當(dāng)前單模光纖通信系統(tǒng)容量已接近其香濃極限,急需突破性的新技術(shù)打破容量危機(jī)�；谏倌９饫w的模分復(fù)用技術(shù)利用模式之間的正交性,將不同的模式作為獨立信道同時傳輸信息,使通信系統(tǒng)容量成倍提升,從而解決了單模光纖的容量極限的問題,成為通信系統(tǒng)擴(kuò)容的熱點方案之一。然而,模分復(fù)用技術(shù)雖然在光通信網(wǎng)絡(luò)容量提升方面優(yōu)勢突出,但其自身也存在著缺點,其中一部分較為明顯的問題是少模光纖帶來的。少模光纖的模式耦合、模式相關(guān)損耗、差分模式群時延等損傷破壞了模式之間的正交性,使得模分復(fù)用系統(tǒng)的傳輸性能難以達(dá)到預(yù)想的效果。為了深入地研究少模光纖的優(yōu)化方案,補償模分復(fù)用系統(tǒng)的信號損傷,首先要做的就是對少模光纖的傳輸特性進(jìn)行細(xì)致、準(zhǔn)確、全面的測量分析,明確各種損傷發(fā)生的具體過程及其分布情況,因此少模光纖傳輸特性測量技術(shù)研究成為學(xué)術(shù)界研究的熱點。背向瑞利散射測量技術(shù)利用光脈沖在光纖中傳輸時產(chǎn)生的背向瑞利散射效應(yīng)來直觀展現(xiàn)光纖的傳輸特性,發(fā)射和接收操作在被測光纖的同一端即可完成,實現(xiàn)較為簡單,且測量結(jié)果準(zhǔn)確。本文主要研究基于背向瑞利散射的少模光纖傳輸特性測量技術(shù),從理論分析和實驗測量兩方面展開對少模光纖的模式耦合和模式相關(guān)損耗的測量研究。首先,利用光波導(dǎo)理論和麥克斯韋方程組對少模光纖的模式理論進(jìn)行了較為全面的闡述;使用洛倫茲互易定理對模式之間的正交性進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了少模光纖的模式耦合和模式相關(guān)損耗特性及其描述方法;深入剖析了模式耦合和模式相關(guān)損耗的存在對模分復(fù)用系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。其次,依據(jù)背向瑞利散射捕獲理論建立了少模光纖背向瑞利散射功率的數(shù)學(xué)模型,并以功率耦合方程為基礎(chǔ)闡述了基于背向瑞利散射原理測量少模光纖模式相關(guān)損耗的基本原理;基于此原理設(shè)計并搭建了少模光纖背向瑞利散射測量的實驗系統(tǒng),對器件自身引入的影響和脈沖參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了分析;使用搭建的實驗系統(tǒng)測量了9.75 km三模光纖和4km六模光纖的模式相關(guān)損耗;與傳統(tǒng)的傳輸測量實驗進(jìn)行對比,并給出結(jié)論。接著,在功率耦合方程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡述了基于背向瑞利散射原理測量少模光纖模式耦合的基本原理;使用搭建的背向瑞利散射測量系統(tǒng)分別對9.75 km三模光纖和4 km六模光纖的模式耦合系數(shù)及其分布情況進(jìn)行測量;與傳統(tǒng)的傳輸測量實驗進(jìn)行了對比,并給出結(jié)論。最后,對全文的主要工作進(jìn)行總結(jié),對基于背向瑞利散射原理測量少模光纖傳輸特性的方法進(jìn)行客觀的評價,并對背向瑞利散射法在模分復(fù)用系統(tǒng)性能監(jiān)測、多種損傷同時測量等方面進(jìn)行了展望。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.11
【圖文】：

光纖結(jié)構(gòu)示意圖

各低階模的模場分布

【參考文獻(xiàn)】

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1 袁超偉;張金波;姚建波;;三網(wǎng)融合的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報;2010年06期

2 廖建新;移動智能網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀及未來發(fā)展[J];電子學(xué)報;2003年11期

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本文編號：2739800