本文關(guān)鍵詞：兩輸入兩輸出模式復(fù)用通信技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)及其“帶寬消耗”型(如大型數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、高清視頻業(yè)務(wù)、多媒體實時業(yè)務(wù)等)業(yè)務(wù)的迅速普及,網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求量以近60%的比例逐年劇增,容量從100Mb/s快速增長到100Tb/s。而未來,隨著以“大數(shù)據(jù)”為科技引領(lǐng)的智能型社會的全面發(fā)展,對光網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求必將超過以往的任何時期。為了應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的迅猛需求,人們紛紛致力于光網(wǎng)絡(luò)擴容技術(shù)的研究。目前,在擴容技術(shù)層面上,常用的技術(shù)有電域時分復(fù)用、波分復(fù)用、碼分復(fù)用、偏振復(fù)用、正交頻分復(fù)用以及多維多階調(diào)制技術(shù)等等,但是這些技術(shù)均是以單模光纖為傳輸媒質(zhì)。而受到單模光纖非線性效應(yīng)以及放大器自發(fā)輻射噪聲的影響,使得以單模光纖為傳輸介質(zhì)的光網(wǎng)絡(luò)容量愈來愈趨近其容量極限。在這種背景下,模式復(fù)用傳輸技術(shù)引起了人們的關(guān)注。模式復(fù)用技術(shù)是以少模光纖中為數(shù)不多且彼此正交的模式作為獨立的信道來傳遞信息,使得在單纖上成倍擴充系統(tǒng)的容量成為了可能。本文深入細致地探究了模式復(fù)用傳輸技術(shù),闡述了模式復(fù)用傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù),并提出一種基于少模光纖布拉格光柵及光纖環(huán)行器的模式復(fù)用/解復(fù)用器,建立了兩輸入兩輸出的模式復(fù)用通信實驗系統(tǒng),完成了不同速率偽隨機信號的背對背及10km同時傳輸實驗。本文主要工作如下:首先,以Maxwell方程為理論依據(jù),對少模光纖中的模式進行詳細推導(dǎo),仿真分析了兩模光纖中LP01模和LP11模的電場分布。然后詳細闡述了模式復(fù)用傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù),重點分析了模式的復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)。其次,理論推導(dǎo)了少模光纖布拉格光柵的耦合模方程,并對其相位匹配條件(布拉格條件)進行了詳細分析。闡述了少模光纖布拉格光柵實現(xiàn)模式復(fù)用/解復(fù)用的原理,并通過分析了不同偏芯熔接距離下少模光纖輸出端模式光場分布,確定了有效激發(fā)LP11模式的偏芯距離。此外,通過相位掩模技術(shù)制備了實驗用的少模光纖布拉格光柵,并且特殊制備高階模式能順利傳輸?shù)墓饫w環(huán)行器,以此制成了少模光纖布拉格光柵型的模式復(fù)用/解復(fù)用器,實驗測試了其性能,給出了其插入損耗值。最后,建立了基于少模光纖布拉格光柵的模式復(fù)用通信的實驗系統(tǒng)。分別以LP01和LP11模作為傳輸信道,實現(xiàn)了1.25Gb/s和622Mb/s、1.25Gb/s和10Gb/s、4.25Gb/s和10Gb/s、以及兩路10Gb/s偽隨機信號背對背傳輸和10km傳輸,并分析了兩路10Gb/s傳輸系統(tǒng)誤碼性能。文章最后對全文的主要工作進行總結(jié),對基于少模光纖布拉格光柵的模式復(fù)用技術(shù)進行了評價,指出存在的問題,并對基于少模光纖的模式復(fù)用技術(shù)的發(fā)展進行了展望。
【關(guān)鍵詞】：光纖通信 模式復(fù)用 少模光纖 模式復(fù)用/解復(fù)用器 少模光纖布拉格光柵
【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】：2016
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景及意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)16-17
• 第2章 模式復(fù)用通信系統(tǒng)的基本理論與關(guān)鍵技術(shù)17-33
• 2.1 模式復(fù)用通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)17
• 2.2 少模光纖支持的模式分析17-24
• 2.2.1 模式理論17-23
• 2.2.2 模式仿真23-24
• 2.3 模式復(fù)用關(guān)鍵技術(shù)24-31
• 2.3.1 少模光纖的設(shè)計24-25
• 2.3.2 模式的復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)25-30
• 2.3.3 少模光纖放大器30
• 2.3.4 模式復(fù)用系統(tǒng)的數(shù)字信號處理技術(shù)30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第3章 基于少模光纖布拉格光柵的模式復(fù)用/解復(fù)用器33-47
• 3.1 少模光纖布拉格光柵的基本理論33-39
• 3.1.1 耦合模理論33-37
• 3.1.2 少模光纖布拉格光柵的相位匹配條件37-39
• 3.2 少模光纖布拉格光柵實現(xiàn)模式復(fù)用/解復(fù)用的原理39-41
• 3.3 LP11模式的激發(fā)41-42
• 3.4 基于少模光纖光柵的模式復(fù)用/解復(fù)用器的制備與測試42-45
• 3.4.1 少模光纖布拉格光柵的制備42-43
• 3.4.2 光纖環(huán)行器的制備43
• 3.4.3 模式復(fù)用/解復(fù)用器的性能測試43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第4章 基于少模光纖布拉格光柵的模式復(fù)用系統(tǒng)實驗研究47-61
• 4.1 模式復(fù)用系統(tǒng)組成47-51
• 4.1.1 實驗系統(tǒng)的光源47-49
• 4.1.2 實驗用的電光調(diào)制器49-50
• 4.1.3 實驗用的少模光纖50-51
• 4.2 1.25Gb/s和 622Mb/s信號模式復(fù)用傳輸實驗51-53
• 4.3 1.25Gb/s和 10Gb/s信號模式復(fù)用傳輸實驗53-55
• 4.4 4.25Gb/s和 10Gb/s信號模式復(fù)用傳輸實驗55-56
• 4.5 兩路 10Gb/s信號模式復(fù)用傳輸實驗56-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第5章 總結(jié)和展望61-63
• 5.1 總結(jié)61-62
• 5.2 展望62-63
• 參考文獻63-69
• 作者簡介及在攻讀碩士期間取得的科研成果69-70
• 致謝70

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本文編號：354843