一种测量差分模式群时延DMGD的系统技术方案

本申请提供了一种测量差分模式群时延DMGD的系统，该系统包括：发端装置，用于产生至少三束光信号，所述三束光信号包括第一波长的第一模式信号，第一波长的第二模式信号，和第二波长的第一模式信号。收端装置，用于测量闲频光的光功率，并根据所述闲频光的光功率计算DMGD，其中，所述闲频光包括第二波长的第二模式信号。本申请提供的测量DMGD的系统，结构简单，根据波长与模式的约束关系不仅可以实现0附近的DMGD的连续测量，且可以区分DMGD的正负号，提升了测量的精确性。提升了测量的精确性。提升了测量的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种测量差分模式群时延DMGD的系统


[0001]本申请涉及半导体领域，具体地，涉及一种测量差分模式群时延DMGD的系统。

技术介绍

[0002]随着互联网和移动通信等信息技术的不断发展，对于光纤通信系统的传输容量的需求与日俱增，为了提高单模光纤通信系统的通信容量，以模分复用技术为主导的下一代光传输系统以其多信道和大容量的传输的优良特性被广泛而深入地研究。模分复用技术所采用的少模光纤(few mode fiber，FMF)具有多个正交的空间模式信道，能同时支持多个模式信道共同传输，进而可以显著提升光纤的传输容量。
[0003]在少模光纤中，各个模式信道之间的联系可通过模间参数差分模式群时延(differential mode group delay，DMGD)来表征。在同样的光纤长度下，该参数越大，表示不同模式的信息到达接收端的时延越大，导致在接收端多输入多输出(multi
‑
input multi
‑
output，MIMO)算法的抽头数目增大，从而使接收端数字信号处理的复杂程度增加，因此，需要对DMGD进行测量以指导少模光传输系统的设计工作。DMGD与模式相关、信号波长相关，且根据两模式传输的快慢有正负号的分别。目前，现有DMGD的测量方案多数存在精度不足、设备性能要求高、不具备波长选择性、DMGD接近0时很难精确测量、DMGD无法区分正负号、只能测量基模与高阶模之间的DMGD等缺陷。如何实现适用于不同待测模式之间，不同波长下DMGD的灵活测量，且DMGD值接近于0时的精确测量，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种测量DMGD的系统，结构简单，根据波长与模式的约束关系不仅可以实现0附近的DMGD的连续测量，且可以区分DMGD的正负号。
[0005]第一方面，提供了一种测量差分模式群时延DMGD的系统，该系统包括：发端装置，用于产生至少三束光信号，该三束光信号包括第一波长的第一模式信号，第一波长的第二模式信号，和第二波长的第一模式信号。收端装置，用于测量闲频光的光功率，并根据该闲频光的光功率计算DMGD，其中，该闲频光包括第二波长的第二模式信号。
[0006]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该发端装置，包括：第一激光器，用于发射第一波长信号；第二激光器，用于发射第二波长信号；耦合器，用于将该第一波长信号分成两束功率相等的信号。
[0007]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该发端装置，包括：两个第一激光器，用于发射两束第一波长信号；第二激光器，用于发射第二波长信号。
[0008]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该收端装置，包括：
[0009]光功率计，用于测量该闲频光的光功率。
[0010]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该发端装置还包括：波分复用模块，用于复用该第一波长信号和该第二波长信号得到第一复用波长信号，并将该第一复用波长信号输入至模式复用模块的第一模式中，还用于复用该第一波长信号得到第二复用波
长信号，并将该第二复用波长信号输入至该模式复用模块的第二模式中；该模式复用模块，用于复用该第一复用波长信号与该第二复用波长信号得到第一复用模式信号，并将该第一复用模式信号输入至传输介质中。该收端装置还包括：模式解复用模块，用于接收该传输介质输出的该第一复用模式信号，并进行解复用得到该第一复用波长信号与该第二复用波长信号；波分解复用模块，用于接收该模式解复用模块输出的该第二复用波长信号，并进行解复用得到该闲频光。
[0011]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该波分解复用模块包括带通滤波器。
[0012]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该发端装置包括：第一激光器，用于发射第一波长信号；第二激光器，用于发射第二波长信号；空间光调制器，用于接收该第一波长信号和该第二波长信号，并通过相位分布得到该第一波长的第一模式信号，该第一波长的第二模式信号，和该第二波长的第一模式信号，复用该第一波长的第一模式信号，该第一波长的第二模式信号，和该第二波长的第一模式信号得到第一复用模式信号，并将该第一复用模式信号输入至传输介质中。该收端装置包括：空间光调制器，用于接收该传输介质输出的该第一复用模式信号，并进行解复用得到第二模式的信号，并将该第二模式的信号输入至光谱仪，其中，该光谱仪，用于测量该第二模式中的该闲频光的光功率。
[0013]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该第一波长光信号的功率大于该第二波长光信号的功率。
[0014]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该DMGD满足如下关系：
[0015][0016][0017]κ＝(γ
bb
‑
γ
aa
)P+Δβ
a模内
+Δβ
模间
[0018][0019][0020]式中，P
i
为该闲频光的输出功率，P2为该第二波长的第一模式信号的输入功率，P为该第一波长的第一模式信号或该第一波长的第二模式信号的功率，L为传输介质的长度，γ
aa
表示为该第二模式的模内非线性系数，γ
ab
为该第一模式与该第二模式间的非线性系数，κ为非线性相移，ω1和ω2分别对应该第一波长和该第二波长的入射光的角频率，为该第二模式在频率ω1处的2阶色散。
[0021]本申请的测量系统中，基于模间FWM理论，所测得闲频光功率当DMGD在0附近时连续，可以实现对多模传输介质的任意两模式之间、任意波长处的DMGD测量。测量系统结构简单，不受器件仪器带宽、时域精度等参数限制，成本低、运行稳定且不需要进行额外的数字信号处理，便于实施、实用性强。
附图说明
[0022]图1示出了一种基于时域脉冲法测量DMGD的系统示意图。
[0023]图2示出了基于时域脉冲法测量DMGD的脉冲响应测量结果。
[0024]图3示出了一种基于相干光频域反射仪的背向散射的测量DMGD的原理图。
[0025]图4示出了一种基于空间光谱解析成像技术的测量DMGD的系统示意图。
[0026]图5示出了基于空间光谱解析成像技术的测量DMGD的测量结果。
[0027]图6示出了一种基于微波干涉技术的测量DMGD的系统示意图。
[0028]图7示出了基于微波干涉技术的测量DMGD的测量结果。
[0029]图8示出了基于模间四波混频的少模光纤链路色散监控方案所采用的波长及模式的示意图。
[0030]图9示出了一种基于模间四波混频的少模光纤链路色散监控方案的测量DMGD的系统示意图。
[0031]图10示出了四波混频原理的示意图。
[0032]图11示出了本申请提供的一种双波长测量方案所基于的模间四波混频过程的示意图。
[0033]图12示出了本申请实施例提供的一种测量DMGD的方法1200的示意性流程图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量差分模式群时延DMGD的系统，其特征在于，所述系统包括：发端装置，用于产生至少三束光信号，所述三束光信号包括第一波长的第一模式信号，第一波长的第二模式信号，和第二波长的第一模式信号；收端装置，用于测量闲频光的光功率，并根据所述闲频光的光功率计算DMGD，其中，所述闲频光包括第二波长的第二模式信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发端装置，包括：第一激光器，用于发射第一波长信号；第二激光器，用于发射第二波长信号；耦合器，用于将所述第一波长信号分成两束功率相等的信号。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发端装置，包括：两个第一激光器，用于发射两束第一波长信号；第二激光器，用于发射第二波长信号。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述收端装置，包括：光功率计，用于测量所述闲频光的光功率。5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述发端装置还包括：波分复用模块，用于复用所述第一波长信号和所述第二波长信号得到第一复用波长信号，并将所述第一复用波长信号输入至模式复用模块的第一模式中，还用于复用所述第一波长信号得到第二复用波长信号，并将所述第二复用波长信号输入至所述模式复用模块的第二模式中；所述模式复用模块，用于复用所述第一复用波长信号与所述第二复用波长信号得到第一复用模式信号，并将所述第一复用模式信号输入至传输介质中；所述收端装置还包括：模式解复用模块，用于接收所述传输介质输出的所述第一复用模式信号，并进行解复用得到所述第一复用波长信号与所述第二复用波长信号；波分解复用模块，用于接收所述模式解复用模块输出的所述第二复用波长信号，并进行解复用得到所述闲频光。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述波分解复用模块包括带通滤波器。7.根据权利要求1所述的系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：高继韬，付松年，甘霖，罗海鹏，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：