0 引言
       随着光纤通信网络规模不断扩大、容量快速增长和业务日益丰富,新型高速大容量光传输机理成为未来光通信网络面临的重大挑战。伴随着时分复用（TDM）[1]、波分复用 （WDM）[2]、偏振复用 （PDM）[3]和多维多阶调制[4]等技术的广泛使用，单模光纤的传输容量已经接近其香农极限。从信号复用维度上来看，基于多芯光纤的空分复用 （SDM） 技术[5]和基于少模光纤（FMF）的模分复用技术 [6-9] 具有很大的潜力,被广泛研究。模分复用技术是利用光纤各个模式间的正交性，将每一个模式视为独立的信道加载信号，形成多输入多输出（MIMO）通道，以提高系统传输容量和频谱效率。
       目前，关于模分复用的研究大多集中在长距离传输方面。2014年，Gnauck A等学者提出使用低损耗的光子灯笼作为耦合器，以相干检测的方式，在1500km FMF上实现了3路单波长信号的复用传输[6]；2015年，Ref等人使用６个模式搭建了最大速率为71Tb/s、光纤长度为179km的传输系统[7]；2016年，Esmaeelpour等人在1050km的FMF上实现了3路信号的复用传输[8]。近年来，关于模分复用在短距离接入网方面也出现较多的报道。2016年，Jiawei Luo等人采用模分复用技术在200m的多模光纤上实现了2路40Gb/s正交频分复用（OFDM）信号传输[9]；2017年，Fang Ren等人使用级联模式选择耦合器在12km的FMF上完成了3路信号的复用传输[10]。2014年，贝尔实验室制作出了基于光子灯笼的模式复用/解复用器，通过将纤芯尺寸相同的单模光纤阵列放在一个具有较低折射率的毛细玻璃管中，进行处理后使得其管道半径渐进收缩，通过渐进收缩形成的FMF有效地避免了模式间相互串扰所带来的损耗。在之后的研究中，通过使用纤芯尺寸不相同的单模光纤来制作光子灯笼可以获得不同的高阶模式，这样的模式复用/解复用器我们称之为模式选择光子灯笼，它具有更好的实用性和灵活性。2017年，Jiake Chen等人采用强度调制-直接检测（IM-DD）的方式，通过使用光子灯笼作为耦合器实现了在10km的FMF上3×4.25Gb/s 伪随机信号的复用传输[11]。Jian Chen等人采用IM-DD系统，通过使用光子灯笼在50m OM4多模光纤上实现了2×3.6Gb/s自适应比特加载的OFDM信号传输[12]。但是，大部分研究都集中在使用外调制器和FMF，造成较高的实施成本限制了其广泛应用。 因此，本文利用模间串扰较低的模式选择性光子灯笼作为模式复用/解复用器和低成本的IM-DD系统，为短距离大容量数据传输场景提供解决方案。

3 结束语
       本文基于模式选择性光子灯笼型模式复用/解复用器建立了2×2 PAM4信号的模分复用通信系统，给出了系统框图和工作原理。利用LP01与LP11模式作为独立传输信道，采用IM-DD 系统，在50m的FMF 的传输条件下实现了2×20Gb/s PAM4信号的传输。实验结果表明：在采用DFE均衡的情况下，当发送光功率分别为 -13.9dBm和-10.7dBm时，模式LP01和模式LP11的误码率均可以达到HD-FEC门限值（3.8×10-3）；与非归零码（NRZ）等调制格式相比较，PAM4 高阶调制格式大大提升了系统容量，且在增加激光器带宽的情况下，可以使该系统的传输速率得到进一步提升。