本文關(guān)鍵詞： 光纖通信 少模光纖 模分復(fù)用 模分復(fù)用/解復(fù)用技術(shù) 光子燈籠　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速興起,網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求量呈現(xiàn)“井噴式增長(zhǎng)”的狀態(tài),網(wǎng)絡(luò)流量的激增給信息通信網(wǎng)絡(luò)帶來了巨大挑戰(zhàn)。光纖通信網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容技術(shù)將成為解決網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流劇增的關(guān)鍵所在。波分復(fù)用、正交頻分復(fù)用、電時(shí)分復(fù)用、偏振復(fù)用等現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容技術(shù)均以單模光纖作為傳輸媒質(zhì)。隨著這些技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,使得單模光纖的非線性效應(yīng)加劇,其容量逐漸接近非線性香農(nóng)極限。因此,基于單模光纖的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量日趨飽和�；谏倌９饫w的模分復(fù)用技術(shù)作為一種新型的多輸入多輸出光網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容技術(shù),被認(rèn)為是最具有潛力的光網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容方案。模分復(fù)用技術(shù)以少模光纖作為傳輸媒質(zhì),利用少模光纖中的有限個(gè)相互正交的模式作為獨(dú)立的信道進(jìn)行信息傳遞,既避免了高模間色散對(duì)于多模光纖的傳輸限制,又具有相對(duì)于單模光纖更大的非線性容限,是大幅度提升光網(wǎng)絡(luò)容量的有效方案。本文深入探究了基于少模光纖的模分復(fù)用通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),并搭建了基于少模光纖布拉格光柵的2×2模分復(fù)用實(shí)驗(yàn)傳輸系統(tǒng)以及基于光子燈籠的3×3模分復(fù)用實(shí)驗(yàn)傳輸系統(tǒng),分別實(shí)現(xiàn)了622Mb/s、1.25Gb/s、4.25 Gb/s不同速率偽隨機(jī)信號(hào)的模分復(fù)用傳輸實(shí)驗(yàn),并測(cè)試了兩種模分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的性能。本文的工作內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:首先,以麥克斯韋方程組為理論基礎(chǔ),對(duì)少模光纖中的模式傳輸特性進(jìn)行了理論分析。介紹了基于少模光纖的模分復(fù)用通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其擴(kuò)容原理,探究了基于少模光纖的模分復(fù)用通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),從少模光纖的設(shè)計(jì)、關(guān)鍵器件的設(shè)計(jì)與制備以及模分復(fù)用系統(tǒng)的損傷補(bǔ)償技術(shù)三個(gè)方面闡述了影響模分復(fù)用系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)。其次,對(duì)模分復(fù)用系統(tǒng)中的模分復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹,詳細(xì)闡述了現(xiàn)有的幾種模分復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)的結(jié)構(gòu)及工作原理,并客觀分析了每種復(fù)用/解復(fù)用器的性能特點(diǎn)。然后,利用少模光纖布拉格光柵的模式選擇特性,結(jié)合光環(huán)形器設(shè)計(jì)并制作了一種基于少模光纖布拉格光柵的全光纖型兩模式(LP01、LP11)模分復(fù)用/解復(fù)用器,并利用所設(shè)計(jì)的基于光纖布拉格光柵的模分復(fù)用器搭建了2×2模分復(fù)用傳輸系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了10km少模光纖、不同速率偽隨機(jī)信號(hào)的兩模式(LP01、LP11)模分復(fù)用傳輸實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試了不同速率下系統(tǒng)接收端接收信號(hào)的波形、眼圖及誤碼特性,驗(yàn)證了所搭建的模分復(fù)用通信系統(tǒng)的可行性,分析了該模分復(fù)用器的優(yōu)缺點(diǎn)。最后,利用模式選擇性光子燈籠作為模分復(fù)用/解復(fù)用器,搭建了基于少模光纖的3×3模分復(fù)用實(shí)驗(yàn)傳輸系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了10km少模光纖、不同速率偽隨機(jī)信號(hào)的3模式(LP01、LP11a、LP11b)模分復(fù)用傳輸實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試了不同速率下系統(tǒng)接收端接收信號(hào)的波形、眼圖,驗(yàn)證了所搭建的模分復(fù)用通信系統(tǒng)的可行性。并以3×4.25Gb/s模分復(fù)用通信系統(tǒng)為例,測(cè)試了系統(tǒng)背對(duì)背傳輸和10km傳輸?shù)恼`碼特性及穩(wěn)定性。
[Abstract]:With the rapid rise of Internet , cloud computing , large data center and Internet of Things application , the demand of network bandwidth presents a great challenge to information communication network . A 3 脳 3 - mode multiplex experiment transmission system based on few - mode optical fibers was constructed . The experiments were carried out for three modes ( LP01 , LP11a , LP11b ) of different rate pseudo - random signals . The experiment was conducted to test the waveform and eye diagram of the signal received at the receiving end at different rates , and the feasibility of the built - in multiplex communication system was tested . The error code characteristics and stability of the system back - to - back transmission and 10 km transmission were tested with a 3 脳 4.25Gb / s module - division multiplexing communication system .

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN929.11

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本文編號(hào)：1491825