一种基于C-OTDR的少模光纤差分模式群时延测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于C

A measurement method of differential mode group delay of few mode fiber based on c-otdr

【技术实现步骤摘要】
一种基于C
‑
OTDR的少模光纤差分模式群时延测量方法


[0001]本专利技术属于光纤特性测量
，尤其涉及一种基于C
‑
OTDR的少模光纤差分模式群时延测量方法。

技术介绍

[0002]随着互联网科技的飞速发展，以单模光纤为传输媒介的光纤通信系统出现“带宽危机”，为寻求新的维度来增加传输容量，出现了一种基于少模光纤的模分复用技术。模分复用技术采用的少模光纤是一种可以支持有限个正交模式作为独立信道并行传输的新型光纤，可以成倍的提升光通信系统的传输容量。同时，少模光纤具有较传统单模光纤更大的有效模场面积，可有效的解决由于光纤的非线性效应引起的通信容量瓶颈问题，成为下一代光通信系统研究的重点。
[0003]而由于少模光纤存在模式耦合、差分模群时延和模式相关损耗等损伤，这些损伤是影响模分复用技术系统传输性能和传输距离的主要因素。目前大多数少模光纤传输实验采用MIMO均衡技术弥补模式耦合带来的影响，而MIMO均衡技术的复杂度取决于少模光纤的差分模式群时延。
[0004]该技术中至少存在如下问题：少模光纤中积累较大的差分模式群时延，将导致模分复用系统MIMO DSP均衡算法的复杂度大幅度提升，严重劣化了模分复用系统的传输性能、限制了模分复用系统的传输距离。因此，对少模光纤差分模式群时延特性的表征和优化变的尤为重要，方便、高效及精确的差分模群时延测量方法成为加快模分复用系统实用化进程的迫切需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中，不能方便、高效且精确测量差分模群时延，导致影响模分复用系统实用化进程的问题，而提出的一种基于C
‑
OTDR的少模光纤差分模式群时延测量方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种基于C
‑
OTDR的少模光纤差分模式群时延测量方法，包括以下步骤：
[0008]S1、光源发射连续波激光信号；
[0009]S2、对连续波激光信号进行调制；
[0010]S3、将光信号注入环形器；
[0011]S4、使用耦合器将环形器输出的光信号分成多束光信号；
[0012]S5、对多束光信号进行空间模式转换，输出应的受激模式；
[0013]S6、将不同受激模式的光信号输入待测光纤内；
[0014]S7、对待测少模光纤末端增加反射信号；
[0015]S8、对待测少模光纤沿路返回的信号使用模式解复用器完成混合模式的解复用过程；
[0016]S9、对反射信号进行光电转换，将功率变化转换为电流随时间的变化；
[0017]S10、通过示波器对变化的数据进行高速采集；
[0018]S11、对采集数据进行离线处理，将所得信号与传输序列互相关，并加入互补序列的相关结果；
[0019]S12、对来自不同模式的相关峰进行区分，并得到测试光纤各模式间的差分模式群时延。
[0020]作为进一步的优选方案，所述S1中，光源采用高性能窄线宽半导体激光器，中心波长为1550.16nm，输出功率为10mW，线宽为3MHz。
[0021]作为进一步的优选方案，所述S2中，在1550nm的连续波激光信号上，将2048位的格雷互补序列使用强度调制器进行调制。
[0022]作为进一步的优选方案，所述S3中，环形器包括1口、2口以及3口，且调制好的脉冲信号经环形器的1口进入，并由2口输出。
[0023]作为进一步的优选方案，所述S4中，耦合器将经由环形器输出的光信号分成两束。
[0024]作为进一步的优选方案，所述S5中，两束光信号经由光子灯笼进行空间模式转换，并输出相应的受激模式。
[0025]作为进一步的优选方案，所述S6中，将不同受激模式的光信号注入5km的待测少模光纤中。
[0026]作为进一步的优选方案，所述S7中，对光纤的末端用开放的光纤连接器连接以增加反射信号。
[0027]作为进一步的优选方案，所述S8中，待测少模光纤内沿路返回的光信号经环形器的2口进入，并由3口输出。
[0028]综上所述，本专利技术的技术效果和优点：
[0029]该基于C
‑
OTDR的少模光纤差分模式群时延测量方法，理论分析了基于C
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OTDR的单端测量少模光纤差分模式群时延的可行性，搭建了一种基于光子灯笼结构的少模光纤差分模式群时延的测量系统，高效、精确地测量出5km少模光纤的差分模式时延；
[0030]且该方法对传输系统不具破坏性，简便易实现，可以应用在模分复用通信系统中光纤传输特性的检测方面，在少模光纤结构设计优化、模分复用系统损伤补偿研究等方面具有重要的辅助作用，并在少模光纤传输系统测量方面具有较好的应用前景。
附图说明
[0031]图1为本专利技术的少模光纤差分模群时延的单端测量示意图；
[0032]图2为本专利技术的实施例中一个长度为128的序列自相关函数示意图；
[0033]图3为本专利技术的实施例中另一个长度为128的序列自相关函数示意图；
[0034]图4为本专利技术的图2与图3中两个序列自相关函数的和的示意图；
[0035]图5为本专利技术的实施例中LP01(A)与LP11a(B)模式的两组格雷互补序列码响应曲线图；
[0036]图6为本专利技术的实施例中LP01(A)与LP11b(B)模式的两组格雷互补序列码响应曲线图；
[0037]图7为本专利技术的实施例中LP01(A)与LP21a(B)模式的两组格雷互补序列码响应曲
线图；
[0038]图8为本专利技术的实施例中LP01(A)与LP21b(B)模式的两组格雷互补序列码响应曲线图；
[0039]图9为本专利技术的实施例中LP01(A)与LP02(B)模式的两组格雷互补序列码响应曲线图；
[0040]图10为本专利技术的实施例中LP01(A)与LP11a(B)的差分模群时延测量结果的脉冲峰值时间坐标图；
[0041]图11为本专利技术的实施例中LP01(A)与LP11b(B)的差分模群时延测量结果的脉冲峰值时间坐标图；
[0042]图12为本专利技术的实施例中LP01(A)与LP21a(B)的差分模群时延测量结果的脉冲峰值时间坐标图；
[0043]图13为本专利技术的实施例中LP01(A)与LP21b(B)的差分模群时延测量结果的脉冲峰值时间坐标图；
[0044]图14为本专利技术的实施例中LP01(A)与LP02(B)的差分模群时延测量结果的脉冲峰值时间坐标图；
[0045]图15为本专利技术的实施例中数据处理后两端光纤的反射标记脉冲峰值时间坐标图。
[0046]图中：1、窄线宽半导体激光器；2、强度调制器；3、A/D转换器；4、环形器；5、50\50耦合器；6、光子灯笼；7、被测光纤；8、光电探测器；9示波器。
具体实施方式
[0047]下面将结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于C
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OTDR的少模光纤差分模式群时延测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、光源发射连续波激光信号；S2、对连续波激光信号进行调制；S3、将光信号注入环形器；S4、使用耦合器将环形器输出的光信号分成多束光信号；S5、对多束光信号进行空间模式转换，输出应的受激模式；S6、将不同受激模式的光信号输入待测光纤内；S7、对待测少模光纤末端增加反射信号；S8、对待测少模光纤沿路返回的信号使用模式解复用器完成混合模式的解复用过程；S9、对反射信号进行光电转换，将功率变化转换为电流随时间的变化；S10、通过示波器对变化的数据进行高速采集；S11、对采集数据进行离线处理，将所得信号与传输序列互相关，并加入互补序列的相关结果；S12、对来自不同模式的相关峰进行区分，并得到测试光纤各模式间的差分模式群时延。2.根据权利要求1所述的一种基于C
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OTDR的少模光纤差分模式群时延测量方法，其特征在于，所述S1中，光源采用高性能窄线宽半导体激光器，中心波长为1550.16nm，输出功率为10mW，线宽为3MHz。3.根据权利要求2所述的一种基于C
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OTDR的少模光纤差分模式群时延测量方法，其特征在于，所述S2中，在1550nm的连续波激光信号上，将2048位的格雷互补序列使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：金琳淇，胡贵军，王勇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：