[發(fā)明專利]一種基于光電融合的差分模式群時(shí)延補(bǔ)償方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110317191.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112702119B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛雅亞;劉博;忻向軍;任建新;劉軒領(lǐng);王瑞春;沈磊;吳泳鋒;孫婷婷;趙立龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/079
• 分類號(hào): H04B10/079;H04J3/06
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳月菊

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于光電融合的差分模式群時(shí)延補(bǔ)償方法，包括：計(jì)算得到少模光纖中不同模式與基模之間的時(shí)延差，在發(fā)送端針對(duì)不同模式對(duì)應(yīng)的待傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)，進(jìn)行不同數(shù)據(jù)量的冗余數(shù)據(jù)添加，對(duì)少模光纖的差分模式群時(shí)延進(jìn)行第一次補(bǔ)償，使處理后的每個(gè)模式對(duì)應(yīng)的光信號(hào)在理論上同時(shí)到達(dá)光纖終端；將不同模式對(duì)應(yīng)的基模信號(hào)一一對(duì)應(yīng)地導(dǎo)入不同的微環(huán)諧振器，通過(guò)改變微環(huán)諧振器的半徑對(duì)光速進(jìn)行再次控制，對(duì)少模光纖的差分模式群時(shí)延進(jìn)行第二次補(bǔ)償，使所有微環(huán)諧振器輸出的光信號(hào)同時(shí)到達(dá)光電探測(cè)器。本發(fā)明能夠降低差分模式群時(shí)延對(duì)少模光纖系統(tǒng)的影響，提升少模光纖通信系統(tǒng)的傳輸能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種基于光電融合的差分模式群時(shí)延補(bǔ)償方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì)，社會(huì)的信息化程度逐步提高，人們對(duì)信息的需求量迅速增加。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)的爆發(fā)式發(fā)展、5G技術(shù)逐漸落地并投入商用，人工智能技術(shù)方興未艾，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)傳輸中的帶寬需求與日俱增，給目前的光網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的巨大的壓力。為了應(yīng)對(duì)這種單模光纖傳輸系統(tǒng)不能滿足日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量需求的情況，空間被認(rèn)為是最后一種可以用來(lái)提高光纖傳輸系統(tǒng)容量的維度。基于多芯或少模光纖空間自由度的空分復(fù)用技術(shù)作為突破單模光纖信道容量的有效解決方案，正在受到相關(guān)研究人員的廣泛關(guān)注。

少模光纖可以在同一根纖芯內(nèi)支持多個(gè)相互獨(dú)立的模式，每個(gè)模式作為一個(gè)獨(dú)立的信道進(jìn)行傳輸。少模光纖比單模光纖支持的模式數(shù)量多，這就為系統(tǒng)提供了更多的信道，成倍地增加了信道容量。而且少模光纖的制備相較于多芯光纖更加簡(jiǎn)單，且因?yàn)槔w芯半徑的增加，相對(duì)于單模光纖，少模光纖的非線性容限更佳。然而，基于少模光纖的模分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用化依然面臨著許多挑戰(zhàn)。少模光纖中存在差分模式群時(shí)延也就是模間色散,模間色散是由于在同一根少模光纖中,不同的模式具有不同的傳輸群速度,導(dǎo)致不同的模式之間有著不同的時(shí)延,最后導(dǎo)致接收信號(hào)脈沖展寬，傳輸距離過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致不同模式到達(dá)接收端的時(shí)間不同，造成誤碼。目前，存在降低差分模式群時(shí)延對(duì)接收端影響的幾種方法。第一種是通過(guò)算法進(jìn)行補(bǔ)償，例如采用頻域均衡算法。但是頻域均衡的算法復(fù)雜度隨差分模式群時(shí)延的增大而呈對(duì)數(shù)式增長(zhǎng)，采用這種方法會(huì)導(dǎo)致接收端的復(fù)雜度非常的高。還有一種方案是設(shè)計(jì)并制造低差分模式群時(shí)延的光纖，雖然可支持六個(gè)LP模式傳輸?shù)墓饫w已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但是支持更多模式的低差分模式群時(shí)延光纖卻很難實(shí)現(xiàn)。如何不增加系統(tǒng)接收端的復(fù)雜度，以最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)差分模式群時(shí)延的降低成為一個(gè)新的研究的話題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于光電融合的差分模式群時(shí)延補(bǔ)償方法和系統(tǒng)，通過(guò)在電域進(jìn)行冗余添加和微環(huán)諧振器對(duì)光速的控制作用，對(duì)少模光纖中的差分模式群時(shí)延進(jìn)行雙重補(bǔ)償，通過(guò)這種光電融合的補(bǔ)償方式去降低差分模式群時(shí)延對(duì)少模光纖系統(tǒng)的影響，提升少模光纖通信系統(tǒng)的傳輸能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于光電融合的差分模式群時(shí)延補(bǔ)償方法，所述補(bǔ)償方法包括：

計(jì)算得到少模光纖中不同模式與基模之間的時(shí)延差，在發(fā)送端針對(duì)不同模式對(duì)應(yīng)的待傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)，進(jìn)行不同數(shù)據(jù)量的冗余數(shù)據(jù)添加，對(duì)少模光纖的差分模式群時(shí)延進(jìn)行第一次補(bǔ)償，使處理后的每個(gè)模式對(duì)應(yīng)的光信號(hào)在理論上同時(shí)到達(dá)光纖終端；

在接收端對(duì)接收到的光信號(hào)依次進(jìn)行解復(fù)用和模式轉(zhuǎn)換后，恢復(fù)成多個(gè)基模信號(hào)，基模信號(hào)和傳輸模式一一對(duì)應(yīng)；

將不同模式對(duì)應(yīng)的基模信號(hào)一一對(duì)應(yīng)地導(dǎo)入不同的微環(huán)諧振器，通過(guò)改變微環(huán)諧振器的半徑對(duì)光速進(jìn)行再次控制，對(duì)少模光纖的差分模式群時(shí)延進(jìn)行第二次補(bǔ)償，使所有微環(huán)諧振器輸出的光信號(hào)同時(shí)到達(dá)光電探測(cè)器。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償方法還包括：

采用光電探測(cè)器接收所有微環(huán)諧振器輸出的光信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，去除電信號(hào)中后添加的冗余數(shù)據(jù)。