一种通信系统技术方案

一种通信系统，用于解决现有技术中通信系统中传输的不同模群间的群延迟较大的问题。本申请中，通信系统可包括至少两个跨段的少模光纤和模式转换器，少模光纤用于传输接收到的M个模群，M个模群在少模光纤中传输的群延时呈中心对称分布；模式转换器用于接收来自少模光纤的M个模群，并将M个模群中的第一模群和第二模群进行模群交换，得到M个交换后的模群，将M个交换后的模群耦合至下一跨段的少模光纤，第一模群的群延时与第二模群的群延时关于中心对称。通过将群延迟关于中心对称的第一模群和第二模群交换模群后，耦合至下一跨段的少模光纤中传输，有助于减小接收端接收到的M个模群间的群延迟。间的群延迟。间的群延迟。

A communication system

【技术实现步骤摘要】
一种通信系统


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种通信系统。

技术介绍

[0002]随着光纤通信技术的发展，单模光纤通信系统已经无法满足日益增长的通信容量的需求。提出了多模光纤，多模光纤虽然可以满足通信容量的需求(可支持100-200个模式)，但是模式间色散严重，导致信号失真也比较严重。因此，少模光纤通信应用而生，少模光纤既可以减小模式间色散，又可以提升通信系统的容量，因此，被广泛应用在光纤通信系统中。
[0003]在光纤通信系统中，承载在不同模式上的信号在传输过程中会发生串扰，因此，接收端需要利用多入多出技术(multi-input-multi-output，MIMO)算法将不同模式上承载的信号进行解调，其中，MIMO算法的复杂度与各个模式的差分模式群延时(differential mode group delay，DMGD)差成正相关，即模式间的DMGD差越大，MIMO算法越复杂，导致接收端解调信号的时间越长，从而造成接收端解调信号的实时性较差。
[0004]为了降低接收端解调信号的复杂度，现有技术中，通常是在每个跨段的少模光纤后级联一段正负模式色散少模光纤来减少DMGD。然而，正负模式色散少模光纤的制备工艺复杂，而且少模光纤与正负模式色散少模光纤较难匹配，级联过程较困难。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种通信系统，用于减小不同模群到达接收端时的群延迟。
[0006]第一方面，本申请提供一种通信系统，该通信系统可包括至少两个跨段的少模光纤和模式转换器。少模光纤用于传输接收到的M个模群，M个模群在少模光纤中传输的群延时呈中心对称分布，M个模群的群延迟的中心为M个模群的群延迟的最大值与最小值之间的中间值，M个模群的每个模群上承载有信号，M为大于1的整数；模式转换器用于接收来自少模光纤的M个模群，并将M个模群中的第一模群和第二模群进行模群交换，得到M个交换后的模群，将M个交换后的模群耦合至下一跨段的少模光纤，第一模群的群延时与第二模群的群延时关于中心对称，其中，第一模群和第二模群为M个模群中的至少两个模群。
[0007]基于该方案，M个模群经少模光纤传输，在到达少模光纤的末端时，M个模群的群延迟呈中心对称分布，群延迟呈中心对称分布的M个模群进入模式转换器，模式转换器将呈中心对称的第一模群和第二模群的模群进行交换，例如，群延迟为最大值的模群与群延迟为最小值的模群发生了交换，群延迟为次大的模群与群延迟为次小的模群发生了交换，以此类推，再将交换后的M个模群耦合至下一跨少模光纤中传输。在下一跨少模光纤中传输时，群延迟为最大值的模群交换为了群延迟为最小值的模群，群延迟为最小值的模群交换为了群延迟为最大值的模群，以此类推，M个模群到达下一跨少模光纤末端时，M个模群的群延时为零。如此，有助于降低接收端的MIMO的算法的复杂度。
[0008]在一种可能的实现方式中，M个模群中的任意关于中心对称的第一模群的群延迟
与第二模群的群延迟之和相等。进一步，可选地，当M为偶数时，M个群延迟中包括M/2对关于中心对称的群延迟，即M个模群中包括M/2个第一模群和M/2个第二模群；当M为奇数时，M个群延迟中包括对关于中心对称的群延迟，即M个模群中包括个第一模群和个第二模群，以及1个单独的模群。
[0009]在一种可能的实现方式中，少模光纤从内向外依次包括纤芯、内包层、沟壑层和外包层。在该少模光纤中，M个模群的群折射率呈中心对称分布；其中，M个模群中的每个模群的群折射率是根据模群的有效折射率确定的，模群的有效折射率是根据少模光纤的纤芯的折射率、内包层的折射率、外包层的折射率、沟壑层的折射率、纤芯的半径、内包层的宽度、沟壑层的宽度以及外包层的宽度确定的。
[0010]为了实现将M个模群中的群延迟关于中心对称的第一模群与第二模群进行交换，模式转换器可包括个不同周期的光纤光栅，一个周期对应一个第一模群和一个第二模群，表示向下取整；个不同周期中的每个周期是根据通信波长、对应的第一模群的有效折射率和对应的第二模群的有效折射率确定的。
[0011]进一步，可选地，所述光栅周期对应的第一模群的有效折射率与第二模群的有效折射率之差乘以所述光栅周期等于通信波长。
[0012]在一种可能的实现方式中，个不同周期的光纤光栅可为级联结构，也可为叠栅结构。当个不同周期的光纤光栅为叠栅结构时，有助于避免不同区域的光纤光栅的横截面对相位不匹配的其它模群的耦合造成影响。
[0013]在一种可能的实现方式中，模式转换器可包括反射式相位板或透射式相位板。
[0014]本申请中，通信系统还包括放大器。模式转换器可位于少模光纤与放大器之间；或者，模式转换器可集成于放大器内。通过将模式转换器集成于放大器内，可以弥补模式转换器引入的插损且可不恶化传输信号的信噪比。
附图说明
[0015]图1为本申请提供的一种呈中心对称分布的值的示意图；
[0016]图2为本申请提供的一种通信系统的架构示意图；
[0017]图3为本申请提供的一种少模光纤的横截面的结构示意图；
[0018]图4a为本申请提供的一种阶跃型少模光纤的结构示意图；
[0019]图4b为本申请提供的一种阶跃型少模光纤的群折射率分布示意图；
[0020]图4c为本申请提供的另一种阶跃型少模光纤的群折射率分布示意图；
[0021]图5a为本申请提供的一种渐变型少模光纤的结构示意图；
[0022]图5b为本申请提供的一种渐变型少模光纤的群折射率分布示意图；
[0023]图5c为本申请提供的另一种渐变型少模光纤的群折射率分布示意图；
[0024]图6a为本申请提供的一种光纤光栅的级联结构示意图；
[0025]图6b为本申请提供的一种光纤光栅的叠栅结构示意图；
[0026]图7a为本申请提供的一种基于相位板的模式转换器进行模群转换的示意图；
[0027]图7b为本申请提供的另一种基于相位板的模式转换器进行模群转换的结构示意图；
[0028]图7c为本申请提供的一种模式转换器为反射式相位板的结构示意图；
[0029]图7d为本申请提供的一种模式转换器为透射式相位板的结构示意图；
[0030]图8a为本申请提供的一种模式转换器在通信系统的位置示意图；
[0031]图8b为本申请提供的另一种模式转换器在通信系统的位置示意图；
[0032]图8c为本申请提供的又一种模式转换器在通信系统的位置示意图；
[0033]图9为本申请提供的另一种通信系统的架构示意图。
具体实施方式
[0034]以下，对本申请中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解本专利技术。
[0035]一、少模光纤(few mode fiber，FMF)
[0036]FMF是一种单芯光纤，具有较大的模场面积，允许多个独立的模式并行传输信号。一般情况下，少模光纤可支持2至50个模式。也就是说，少模光纤是一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通信系统，其特征在于，包括：至少两个跨段的少模光纤，以及模式转换器；其中，所述少模光纤，用于传输接收到的M个模群，所述M个模群在所述少模光纤中传输的群延时呈中心对称分布，所述M个模群的群延迟的中心为所述M个模群的群延迟的最大值与最小值之间的中间值，所述M个模群的每个模群上承载有信号，所述M为大于1的整数；所述模式转换器，用于接收来自所述少模光纤的M个模群，并将所述M个模群中的第一模群和第二模群进行模群交换，得到M个交换后的模群，将所述M个交换后的模群耦合至下一跨段的所述少模光纤，所述第一模群的群延时与所述第二模群的群延时关于所述中心对称，其中，所述第一模群和所述第二模群为所述M个模群中的至少两个模群。2.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述M个模群中的任意关于所述中心对称的第一模群的群延迟与所述第二模群的群延迟之和相等。3.如权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于，所述少模光纤从内向外依次包括纤芯、内包层、沟壑层和外包层；在所述少模光纤中，所述M个模群的群折射率呈中心对称分布；其中，所述M个模群中的每个模群的群折射率是根据所述模群的有效折射...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭强，周锐，杨志群，张林，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：