引用本文:
张强,韩伟,熊振,等. 基于少模光纤的3×34 Gb/s PDM-QPSK信号模分复用实验[J]. 光通信技术,2022,46(1):77-80.
张 强,韩 伟,熊 振,李新强
(中国人民解放军61905部队)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为了成倍地提高通信系统的传输容量,采用10 km少模光纤构建3×3模分复用实验平台,模式的转换及复用通过模式选择性光子灯笼实现,以相位调制-相干接收方式完成光信号的调制与检测,最终实现3×34 Gb/s偏振复用—正交相移键控(PDM-QPSK)信号的有效传输。研究结果表明:如果保持LP01、LP11和LP21的接收功率不低于-25.32 dBm,可以使误码率始终低于10-3。
关键词:复用通信;误码率;少模光纤
中图分类号:TN929;O436 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2022)01-0077-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2022.01.016
0 引言
近年来,随着5G、物联网、云计算和大数据等各类业务的兴起,对光纤通信网络的大带宽需求愈加急迫。光纤通信系统已经相继使用了单模光纤中关于光波的各个自由度来提高传输容量,包含频率、极化、幅度和相位等,但受激光光源、调制器件的物理特性限制,速率提升和波道扩展达到了瓶颈期。于是,基于空间维度的空分复用技术应运而生并被广泛研究。基于少模光纤的模分复用技术是空分复用中的一种,因其具有更易实现光功率放大的特性,逐步成为了研究热点。2017年,陈嘉轲等人[1]使用低模串扰少模光纤和基于光子灯笼的模式复用器,通过强度调制和直接检测(IMDD)的方式实现了3个模式4.25 Gb/s速率的复用传输。2018年,HU T等人[3]采用IMDD方式,在10 km的少模光纤上实现了4个模式10 Gb/s的可靠传输。2019年,RADEMACHER G等人[2]利用三模渐变光纤和C+L频段的348个波分复用(WDM)波道,实现了24.5 Gbaud 基于偏振复用的16阶正交振幅调制(PDM-16QAM)信号的1045 km传输,使系统传输容量达到了159 Tb/s;同年,2019年,WAKAYAMA Y等人[4]首次使用6模的掺铒光纤放大器(EDFA),实现了对6个模式和580个WDM波道的放大,传输距离超过90.4 km,总容量和谱效率分别达到266.1 Tb/s和36.7 b/(s·Hz-1);同年,GE D W等人[5]设计了一种双环型的少模光纤,采用6个模式和4个WDM波道,无需任何数字信号处理,实现了71 km的可靠传输。2020年,SHIBAHARA K等人[6]通过循环模式置换技术抑制了差分模式时延引起的脉冲展宽,将少模光纤的差分模式时延控制在了33.7~44.3 ps/km之间,实现了3060 km的三模式多路复用全C波段传输,除去纠错开销,传输容量达到了40.2 Tb/s。现阶段,国内模分复用领域的研究还处于追赶阶段,且多采用IMDD方式,更适用于短距离通信场景。
本文采用相位调制-相干检测的方式,对基于少模光纤的3×34 Gb/s 偏振复用—正交相移键控(PDM-QPSK)信号进行模分复用传输实验,为大容量长距离的传输需求提供解决方案。
3 结束语
本文搭建了基于少模光纤的模分复用通信系统,使用PBS、PBC得到了34 Gb/s的PDM-QPSK信号,测试了3×34 Gb/s传输速率下相应信号的星座图,然后借助离线DSP技术,得到了误码特性曲线;验证了PDM-QPSK信号模分复用通信系统的可行性,为模分复用系统能实现更长的通信距离、更大的传输容量奠定了基础。