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专利号: 2021110628534
申请人: 吉林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统,其特征在于,包括信号发生模块(1)、模式激发模块(2)、信号传输模块(3)、信号接收模块(4)及信号分析模块(5);其中,信号发生模块(1)的输出端口与模式激发模块(2)的输入端口相连,模式激发模块(2)的输出端口与信号传输模块(3)的输入端口相连,信号传输模块(3)的输出端口与信号接收模块(4)的输入端口相连,信号接收模块(4)的输出端口与信号分析模块(5)的输入端口相连;

所述的信号发生模块(1)由信号发生器(11)、激光器(12)及光电调制器(13)组成;所述的模式激发模块(2)由第一单模光纤(21)及第一偏芯模式激发模块(22)组成;所述的信号传输模块(3)由第一多模光纤(31)、第二偏芯模式激发模块(32)及第二多模光纤(33)组成;

所述的信号接收模块(4)由偏芯模式耦合(41)及第二单模光纤(42)组成;上述信号发生器(11)的输出端口与光电调制器(13)的第一输入端口(131)相连,激光器(12)的输出端口与光电调制器(13)的第二输入端口(132)相连;光电调制器(13)的输出端口与第一单模光纤(21)的输入端口相连,第一单模光纤(21)的输出端口与第一偏芯模式激发模块(22)的输入端口相连;第一偏芯模式激发模块(22)的输出端口与第一多模光纤(31)的输入端口相连,第一多模光纤(31)的输出端口与第二偏芯模式激发模块(32)的输入端口相连,第二偏芯模式激发模块(32)的输出端口与第二多模光纤(33)的输入端口相连;第二多模光纤(33)的输出端口与偏芯模式耦合(41)的输入端口相连,偏芯模式耦合(41)的输出端口与第二单模光纤(42)的输入端口相连;第二单模光纤(42)的输出端口与信号分析模块(5)的输入端口相连。

2.如权利要求1所述的一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统,其特征在于,第一单模光纤(21)与第一多模光纤(31)连接时纤芯之间偏移的距离为第一段偏芯距,第一多模光纤(31)与第二多模光纤(32)连接时纤芯之间偏移的距离为第二段偏芯距,第二多模光纤(32)与第二单模光纤(42)连接时纤芯之间偏移的距离为第三段偏芯距。

3.如权利要求2所述的一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统,其特征在于,所述第一段偏芯 距、第二段偏芯 距及第三段偏芯 距不超过10um。

4.如权利要求2所述的一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统,其特征在于,上述偏芯距的设计方法,具体步骤如下:

第一步,利用Rsoft软件仿真不同偏芯距下光从第一单模光纤入射第一多模光纤的模式激发情况,得到不同偏芯距下LP01在第一多模光纤中激发的模式种类、数量以及功率占比;

第二步,根据不同偏芯距下第一单模光纤入射第一多模光纤的模式激发情况对系统中第一偏芯模式激发模块中的衰减器的数量、衰减系数、时延器的数量和时延数值进行修改,通过输入不同偏芯距下的模式激发情况,得到不同模式耦合及不同差分模式群时延干扰下的系统误码率;

第三步,利用Rsoft软件仿真不同偏芯距下经过模式耦合的光从第一多模光纤输入射第二多模光纤时的模式激发情况,得到不同偏芯距下第一多模光纤中不同模式在第二多模光纤中激发的模式种类、数量以及功率占比;

第四步,根据上述的仿真结果对系统中第一偏芯模式激发模块和第二偏芯模式激发模块进行修改,其中,对第一偏芯模式激发模块的修改与步骤二的修改一致,然后,根据不同偏芯距下第一多模光纤入射第二多模光纤的模式激发情况对系统中第二偏芯模式激发模块中的衰减器的数量和衰减系数以及时延器的数量和时延数值进行修改,通过输入不同偏芯距下的模式激发情况,得到不同偏芯距下不同模式耦合及不同差分模式群时延干扰下的系统误码率;

第五步,利用Rsoft软件仿真不同偏芯距下经过模式耦合之后的光从第二多模光纤入射第二单模光纤时向LP01的耦合的情况,得到不同偏芯距下第二多模光纤中不同模式向LP01模式耦合的功率比;

第六步,根据仿真结果对系统中的第一偏芯模式激发模块、第二偏芯模式激发模块以及偏芯模式耦合模块进行修改,其中,第一偏芯模式激发模块和第二偏芯模式激发模块的修改和步骤四中的修改一致;然后,根据不同偏芯距下第二多模光纤入射第二单模光纤时不同模式向LP01的耦合情况对系统中偏芯模式耦合模块中的衰减器的数量和衰减系数、耦合器的数量和耦合比以及时延器的数量和时延数值进行修改,通过输入不同偏芯距下的模式激发和模式耦合情况,得到不同偏芯距下的系统误码率;

第七步,首先根据不同偏芯距下第一单模光纤入射第一多模光纤时系统的误码率情况,得到极限FEC下第一单模光纤与第一多模光纤间的可偏芯的最大范围;然后,根据第一单模光纤与第一多模光纤连接处和第一多模光纤与第二多模光纤连接处分别在不同偏芯距下的系统误码率情况,得到第一单模光纤与第一多模光纤间偏芯距确定时,极限FEC下第一多模光纤与第二多模光纤间可偏芯的最大范围;最后,根据第一单模光纤与第一多模光纤连接处、第一多模光纤与第二多模光纤连接处以及第二多模光纤与第二单模光纤分别在不同偏芯距下的系统误码率情况,得到第一单模光纤与第一多模光纤间偏芯距和第一多模光纤与第二多模光纤间偏芯距确定时,极限FEC下第二多模光纤与第一单模光纤间可偏芯的最大范围;即可得到系统可以有效传输的三段偏芯距的最大范围。

5.如权利要求4所述的一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统,其特征在于,第二步中所述的衰减器的数量为第一单模光纤入射第一多模光纤时激发模式的数量,不同衰减器的衰减系数为第一单模光纤入射第一多模光纤时激发的不同模式的功率占比,时延器的数量为第一单模光纤入射第一多模光纤时激发的模式数量减一,时延数值为不同模式和LP01之间的时延差。

6.如权利要求4所述的一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统,其特征在于,第四步中所述的第二偏芯模式激发模块中的衰减器的数量为第一多模光纤入射第二多模光纤时激发模式的数量,不同衰减器的衰减系数为第一多模光纤入射第二多模光纤时激发的不同模式的功率占比,时延器的数量为第一多模光纤入射第二多模光纤的模式数量减一,时延数值为不同模式和基模LP01之间的时延差。

7.如权利要求4所述的一种基于高速单模光模块的多模光纤传输系统,其特征在于,第六步所述的衰减器的数量为第二多模光纤中传输模式的数量,不同衰减器的衰减系数为第二多模光纤中传输模式的功率占比,耦合器数量为第二多模光纤中传输模式的数量减一,不同耦合器的耦合比为第二多模光纤入射第二单模光纤时不同模式向LP01模式耦合的耦合比。