基于格基约减的MDL损伤模分复用系统解复用技术研究
发布时间：2021-08-29 22:57
近年来,随着通信行业的迅速发展,5G技术、物联网、云计算、大数据等信息化带宽消耗型业务的不断涌现,全球网络带宽需求飞速增长。然而单模光纤由于固有的非线性效应,其传输容量已逼近香农极限。基于少模光纤的模分复用系统将少模光纤内多个正交的模式作为信号的载体,实现多路信号的同时传输,从而令通信系统的容量数倍提升。然而与单模光纤相比,少模光纤具有模式相关损耗、模式耦合以及差分模群时延等独有的损伤,这些损伤将会破坏模式之间的正交性,导致信号在传输过程中存在着严重的信道串扰和码间干扰,从而影响模分复用系统的通信质量。对于差分模式群时延、模式耦合等损伤对信号的影响,我们可以利用MIMO系统中的信号均衡算法对其进行有效补偿。但随着系统传输距离的增加,模式相关损耗将不断累积,当模式相关损耗积累到一定程度时,模分复用系统的信道传输矩阵正交性将会遭到严重破坏,这将导致传统信号均衡算法的性能急剧下降,甚至无法适用。因此,研究一种模式相关损耗损伤模分复用系统的解复用方法是本文的重点。本文的具体工作如下:首先,详细介绍了少模光纤的基本概念与结构,从数学的角度上对少模光纤的模式特性进行分析,并验证了空间模式之间的正交...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光纤通信系统演进过程
的自由度可以利用，即空间自由度。因此基于该自由度的空分复用[14-16]（SpaceDivisionMultiplexig,SDM）技术被提出。能够用于SDM系统传输的光纤大致分为两种：一种是多芯光纤[17]（MulticoreFiber,MCF），另一种是多模光纤[18]（MultimodeFiber,MMF）或少模光纤（FewModeFiber,FMF）。其中少模光纤由于具有低传输损耗、低色度色散以及低非线性效应等优势，可用于长距离的传输因此受到大家的青睐。因而，以少模光纤作为传输媒介的模分复用（ModeDivisionMultiplexig,MDM）通信已逐渐成了光通信领域的一个热门方向[19,20]。图1.2光纤通信系统扩容技术基于少模光纤的MDM系统，将少模光纤内多个相互正交的模式作为信号的载体，实现多路信号的同时传输，从而令通信系统的容量数倍提升[21]。然而由于少模光纤模场分布的差异以及少模光纤等光器件在制造过程中存在的缺陷。这些因素将导致MDM系统中产生模式耦合（ModeCoupling,MC）、差分模群时延（DifferentialModeGroupDelay,DMGD）和模式相关损耗（ModeDependentLoss,
第2章基于少模光纤的模分复用系统7第2章基于少模光纤的模分复用系统少模光纤相比于单模和多模光纤具有较好的模式特性优势而被众多学者关注，在未来的高速数据流量爆发的背景下，少模光纤将作为一种新型传输介质备受关注。本章首先对少模光纤的基本原理进行简要介绍，麦克斯韦方程组推导出光纤的基本模式理论，并利用Lorentz互易定理证明了空间模式之间的正交性。接下来MDM系统的结构进行详细介绍。着重地分析了少模光纤传输链路中的MC、DMGD以及MDL等独有的损伤的机制，以此为基础建立了少模链路传输模型，为后续设计MDM系统损伤补偿方法提供了理论基矗2.1少模光纤和模式2.1.1少模光纤光纤是一种用来传输光波的介质波导[54]，由于其具有频带宽、成本低、损耗低、重量轻、抗干扰能力强等显著的优势，目前已成为通信领域中最主要的传输媒质。光纤主要由涂覆层、包层、纤芯三大部分构成的，其中，涂覆层的作用是保护包层与纤芯，避免它们受到外界因素的损伤。包层和纤芯的主要构成成分为二氧化硅，可以利用掺杂不同浓度杂质的方式来调节折射率的大校为了使光波在光纤中传输不发生“泄露”，需要确保光波能够在纤芯与包层的边界上实现全反射，因此纤芯的折射率1n要高于包层的折射率2n。图2.1给出了光纤基本结构的示意图，其中，纤芯与包层的半径分别为a与b。图2.1光纤结构示意图光纤可根据纤芯支持的模式数量分为：单模光纤、少模光纤以及多模光纤。其中，单模光纤只能够承载基模也就是01LP模式的传输，并且纤芯直径也很小，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无约束频域均衡的模分复用系统解复用技术[J]. 黄成斌,胡贵军. 中国激光. 2017(06)
[2]基于少模光纤的模分复用光传输技术[J]. 付松年,于大伟. 科技导报. 2016(16)
[3]基于格基约减辅助的低复杂度MIMO信号检测算法[J]. 王明月,周围,景小荣. 电讯技术. 2015(08)
本文编号：3371533
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光纤通信系统演进过程
的自由度可以利用，即空间自由度。因此基于该自由度的空分复用[14-16]（SpaceDivisionMultiplexig,SDM）技术被提出。能够用于SDM系统传输的光纤大致分为两种：一种是多芯光纤[17]（MulticoreFiber,MCF），另一种是多模光纤[18]（MultimodeFiber,MMF）或少模光纤（FewModeFiber,FMF）。其中少模光纤由于具有低传输损耗、低色度色散以及低非线性效应等优势，可用于长距离的传输因此受到大家的青睐。因而，以少模光纤作为传输媒介的模分复用（ModeDivisionMultiplexig,MDM）通信已逐渐成了光通信领域的一个热门方向[19,20]。图1.2光纤通信系统扩容技术基于少模光纤的MDM系统，将少模光纤内多个相互正交的模式作为信号的载体，实现多路信号的同时传输，从而令通信系统的容量数倍提升[21]。然而由于少模光纤模场分布的差异以及少模光纤等光器件在制造过程中存在的缺陷。这些因素将导致MDM系统中产生模式耦合（ModeCoupling,MC）、差分模群时延（DifferentialModeGroupDelay,DMGD）和模式相关损耗（ModeDependentLoss,
第2章基于少模光纤的模分复用系统7第2章基于少模光纤的模分复用系统少模光纤相比于单模和多模光纤具有较好的模式特性优势而被众多学者关注，在未来的高速数据流量爆发的背景下，少模光纤将作为一种新型传输介质备受关注。本章首先对少模光纤的基本原理进行简要介绍，麦克斯韦方程组推导出光纤的基本模式理论，并利用Lorentz互易定理证明了空间模式之间的正交性。接下来MDM系统的结构进行详细介绍。着重地分析了少模光纤传输链路中的MC、DMGD以及MDL等独有的损伤的机制，以此为基础建立了少模链路传输模型，为后续设计MDM系统损伤补偿方法提供了理论基矗2.1少模光纤和模式2.1.1少模光纤光纤是一种用来传输光波的介质波导[54]，由于其具有频带宽、成本低、损耗低、重量轻、抗干扰能力强等显著的优势，目前已成为通信领域中最主要的传输媒质。光纤主要由涂覆层、包层、纤芯三大部分构成的，其中，涂覆层的作用是保护包层与纤芯，避免它们受到外界因素的损伤。包层和纤芯的主要构成成分为二氧化硅，可以利用掺杂不同浓度杂质的方式来调节折射率的大校为了使光波在光纤中传输不发生“泄露”，需要确保光波能够在纤芯与包层的边界上实现全反射，因此纤芯的折射率1n要高于包层的折射率2n。图2.1给出了光纤基本结构的示意图，其中，纤芯与包层的半径分别为a与b。图2.1光纤结构示意图光纤可根据纤芯支持的模式数量分为：单模光纤、少模光纤以及多模光纤。其中，单模光纤只能够承载基模也就是01LP模式的传输，并且纤芯直径也很小，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无约束频域均衡的模分复用系统解复用技术[J]. 黄成斌,胡贵军. 中国激光. 2017(06)
[2]基于少模光纤的模分复用光传输技术[J]. 付松年,于大伟. 科技导报. 2016(16)
[3]基于格基约减辅助的低复杂度MIMO信号检测算法[J]. 王明月,周围,景小荣. 电讯技术. 2015(08)
本文编号：3371533
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