模分复用光通信技.ppt

模分复用光通信技术及解决方案目录1.模分复用光通信技术研究的意义MDM系统之所以受到特别的关注,是因为它可以大大增加每根光纤纤芯传输信号的数量。模分复用传输系统以不同模式为信息载体，以少模光纤为传输链路，采用多输入多输出结构，尚有许多关键的科学问题函需研究解决，诸如少模光纤传输链路中的随机模式藕合对发送信号和系统性能的影响以及各种关键设备(模式转换器、模式复用器和解复用器、少模光纤放大器等)的内在机理及设计等。
2.模分复用传输系统LP模的简介
线极化(LinearlyPolarizedLP)模是D.Glogy在1971年提出来的光纤传输模式。。LP模具有横向场(x,y)极化方向不变的特点，可以认为它是线性偏振模，用LPmn来表示，下标m,n的值表示各模式的场型特征，其中，m表示沿圆周方向上模斑点数的一半，n表示沿半径方向除了i=0处的模斑的个数。这里，模斑的个数其实就是光场的极值个数。LPmn模式的传播常数为
下表给出了较低阶的LP模和其对应的矢量模的名称、简并

度和截止及远离截止两种情况下横向参数U的值。
模分复用传输系统的组成模式转换器下面阐述一下目前采用的几种主要方法:

机械压力光栅(MechanicalPressureGrating,MPG)法

长周期光纤布拉格光栅法

相位板法
1、机械压力光栅(MechanicalPressureGrating,MPG)法2011年，NTT公司和北海道大学采用长周期光纤布拉格光栅实现基模LP01模向第一高阶模LP11的转换。该方法通过设计光栅的周期n，使基模LP01,模通过光栅后可以激发出第一高阶模LP11模。如图2011年，Alcatel-LucentBell实验室和Prysmian/Draka首次实现了五个模式的模分复用传输，其中模式转换，是通过相位板实现的.1.多芯光纤结构模分复用器一个相位控制器和一个模式耦合器来模拟m=2与m=3的场分布,由TX1将光信号分别注入不同的两光纤芯,其中一路有一个180°的相位延时器,在MMF中就可以激发出LP11a与LP11b两个相应的模式,来作为两个不同信道传输信号此外,还可以釆用FMF来代替MMF,减少不需要的高阶模式的激发。
2.模式组结构模式耦合器1.相位波片结构模分复用器2.SLM(SpatialLightModulator)结构模式耦合器常用的模式复用/解复用器有以下几种实现方案：
1、自由空间光学(Free-SpaceOptics,FSO)法
2、基于硅基液晶(LiquidCrystalonSilicon,LCOS)的可重新编程的自由空间模式复用和解复用器
3、“光子灯笼”法
4、基于结构定向耦合器的模式复用器
5、基于相位控制器和单模光纤组的模式复用和解复用器
6、基于定向祸合器和波长不敏感耦合器的模式复用器

4.总结与展望模式组结构模式耦合器通过激发模式组来实现模分复用,增加不同的藕合位置可以增加激发的模式组数目;SLM结构模式耦合器利用模式转换来实现模分复用,这2类解决方案既可以应用在多种模分复用系统之中,也适用于少量模分复用系统。