CN104660338A - 一种基于多模光纤的模分复用传输系统 - Google Patents

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李齐良
宋俊峰
陈心
李舒琴
胡淼
魏一振
周雪芳
卢旸
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Abstract

本发明公开了基于多模光纤的模分复用传输系统，具有n个信道，其信号源通过光功率分束器与n个光调制器相连，n个光调制器分别、n个偏振控制器、n个光隔离器、n个第一滤模器分别依次相连，n个第一滤模器分别将所在信道内的光发射到第一模复用器，第一模复用器将光复用到第一多模光纤，第一多模光纤与第一模解复用器连接，第一模解复用器将信号解复用到n个分插复用器；n个分插复用器分别通过n个第二滤模器将光发射到第二模复用器，第二模复用器将n路信号复用到掺铒光纤放大器，掺铒光纤放大器与第二多模光纤连接，第二多模光纤与第二模解复用器连接，第二模解复用器将光分别解复用到n个滤模器，n个滤模器分别与n个光接收机连接。

Description

一种基于多模光纤的模分复用传输系统
技术领域
本发明属于光信息技术领域，具体涉及一种基于多模光纤的模分复用传输系统。
背景技术
传统的单模光纤是骨干网实现高速率、大容量传输的最理想的物理媒质。随着波分复用(WDM)技术发展逐渐成熟，目前一根光纤中已经能够传输几百Gbit/s甚至Tbit/s的数字信息。然而，传输系统容量的快速增长为交换系统带来了较大的压力，其信噪比的要求限制了其进一步的利用。
为了克服单模光纤传输信号速率上的限制，本发明基于多模光纤的模分复用的多输入输出系统，能适应更高速率的传输。
发明内容
本发明提供了一种基于多模光纤的模分复用传输系统，本发明利用模分复用方法传输信号具有传输容量大、抗电磁干扰能力强等优点，特别适于光通信系统中的应用。
本发明采取以下技术方案：一种基于多模光纤的模分复用传输系统，具有n个信道，包括信号源(1)、光功率分束器(1-1)、n个光调制器、n个偏振控制器、n个光隔离器、n个第一滤模器、第一模复用器(6)、第一多模光纤(7)、第一模解复用器(8)、n个分插复用器、n个第二滤模器、第二模复用器(11)、掺铒光纤放大器(12)、第二多模光纤(13)、第二模解复用器(14)、n个第三滤模器、n个光接收机，信号源(1)与光功率分束器(1-1)相连，光功率分束器(1-1)与n个光调制器相连，n个光调制器分别与n个偏振控制器相连，n个偏振控制器分别与n个光隔离器，n个光隔离器分别与n个第一滤模器相连，n个第一滤模器分别将所在信道内的光发射到第一模复用器(6)，第一模复用器(6)将n个信道的光复用到第一多模光纤(7)链路，第一多模光纤(7)链路与第一模解复用器(8)连接，第一模解复用器(8)将信号解复用到n个分插复用器；n个分插复用器分别与n个第二滤模器相连，n个第二滤模器分别将所在信道内的光发射到第二模复用器(11)，第二模复用器(11)将n路信号复用到掺铒光纤放大器(12)，掺铒光纤放大器(12)与第二多模光纤(13)连接，第二多模光纤(13)与第二模解复用器(14)连接，第二模解复用器(14)将n个信道的光分别解复用到n个滤模器，n个滤模器分别与n个光接收机连接。
优选的，第一滤模选用具有端面发射功能滤模器。
优选的，第二滤模选用具有端面发射功能滤模器。
优选的，第一模复用器(6)选用熔锥光纤模复用器。
优选的，第二模复用器(11)选用熔锥光纤模复用器。
优选的，第一模解复用器(8)选用熔锥光纤模解复用器。
优选的，第二模解复用器(14)选用熔锥光纤模解复用器。
优选的，掺铒光纤放大器(12)选用多模掺铒光纤放大器。
优选的，以模数为24(即n＝24)的多模传输光纤系统为例：
优选的，光源所产生的信号波波长为1550nm。
优选的，多模光纤芯部折射率为1.48。
优选的，多模光纤芯部折射率和包层相对折射率差为0.3％。
优选的，多模光纤的芯部半径为51μm。
优选的，多模光纤放大器的增益为30dB。
本发明利用多模光纤的模分复用系统实现多路信号的透明传输，由半导体激光器产生相干光，经过光分束器，均分到n个信道，通过n个电光调制器，对n个信道内的光进行调制，分别经过偏振控制器、隔离器，由具有端面发射功能的滤模器，分别将信号传输到熔锥多模光纤复用器上，再耦合到多模光纤进行传输，传输到一定距离，通过解复用器，将信号解复用，在本地进行业务的上下话路分插复用，再由模复用器将信号复用到多模光纤放大器，而后耦合到下一级多模光纤，传输到目的地后，由解复用器将信号解复用到具有接收端面的滤膜器上，最后各路信号传输到相应的接收机，由下一级电路对信号进行处理。
本发明利用模分复用的方法来实现多路信号的传输，较单模光纤传输系统，传输的容量得到显著的提高，其具有串扰小、抗电磁干扰能力强等优点，特别适用于高容量光通信系统。
附图说明
图1为基于多模光纤模分复用系统的结构示意图。
图2为不同芯部半径对应的传输容量曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选实施例作详细说明。
如图1所示，本实施例基于多模光纤的模分复用传输系统，传输的模数假定为n(n是大于等于2的整数)，那么有n个信道。基于多模光纤的模分复用传输系统包括信号源1、光功率分束器1-1，第一信道内，包括：第一光调制器2-1、第一偏振控制器3-1、第一光隔离器4-1、第一端面发射功能滤模器5-1；…；第n个信道内，包括：第n光调制器2-n、第n偏振控制器3-n、第n光隔离器4-n、第n具有端面发射功能滤模器滤模器5-n；第一熔锥光纤模复用器6、第一多模光纤7、第一熔锥光纤模解复用器8，第一信道内，第一分插复用器9-1、…、第n+1个具有端面发射功能滤模器10-1、…；第n信道内，第n个分插复用器9-n、…、第2n个具有端面发射功能滤模器10-n；滤波器第二熔锥光纤模复用器11、多模掺铒光纤放大器12、第二多模光纤13、第二熔锥光纤模解复用器14；第一信道内，滤模器15-1、…；第n信道内，滤模器15-n；第一信道内，光接收机16-1、…；第n信道内，光接收机16-n。
信号源1与光功率分束器1-1的第一端口B连接，对于第一信道，光功率分束器1-1的第二端口C1与光调制器2-1的第一个端口a1连接，光调制器2-1的第二个端口b1与第一偏振控制器3-1的第一个端口c1连接，第一偏振控制器3-1的第二端口d1与第一光隔离器4-1第一端口e1连接，第一光隔离器4-1第二端口f1与第一具有端面发射功能滤模器5-1的第一端口g1连接，滤模器5-1将第一信道内的光发射到第一模复用器6，…，对于第n信道，光功率分束器1-1的第n+1端口Cn与光调制器2-n的第一个端口an连接，光调制器2-n的第二个端口bn与第n偏振控制器3-n的第一个端口cn连接，第n偏振控制器3-n的第二端口dn与第n光隔离器4-n第一端口en连接，第n光隔离器4-n第二端口fn与第n具有端面发射功能滤模器5-n的第一端口gn连接，滤模器5-n将第n信道内的光发射到第一模复用器6。
模复用器6将n个信道的光复用到多模光纤7链路，多模光纤7链路与第一模解复用器8连接，模解复用器8将信号分别解复用到第一分插复用器9-1第一端口i1，…，第n分插复用器9-n第一端口in。第一信道内，第一分插复用器9-1第二端口j1与具有端面发射功能的第n+1滤模器10-1第一端口k1连接，…，第n信道内，第一分插复用器9-n第二端口jn与具有端面发射功能的第2n个滤模器10-n第一端口kn连接，滤模器10-1，…，10-n将n路信道内的光发射到第二模复用器11上，第二模复用器11将n路信号复用到多模掺铒光纤放大器12第一端口m，多模掺铒光纤放大器12第二端口n与第二多模光纤13连接，第二多模光纤13末端与第二模解复用器14第一端口连接，第二模解复用器14将n个信道的光分别解复用到第n+1滤模器15-1第一端口o1，…，第2n滤模器15-n第一端口on，第n+1滤模器15-1第二端口p1与第一接收机16-1连接，…，第2n滤模器15-n第二端口pn与第一接收机16-n连接。
本实施例中，以模数为12(即n＝12)的多模传输光纤系统为例，光源所产生的信号波波长为1550nm，多模光纤芯部折射率为1.48，多模光纤芯部折射率和包层相对折射率差为0.3％，多模光纤的芯部半径为11μm，多模光纤放大器的增益为30dB。
本实施例基于多模光纤模分复用系统传输的工作过程(以模数n＝12为例)：
1、利用光分束器将激光器产生的光信号分成12路。
2、每一信道利用光调制器对光信号进行调制。
3、利用熔锥光纤模复用器将12路信号复用到多模光纤系统进行传输。
4、利用分插复用器对业务进行上/下分插复用。
本发明构造了基于多模光纤的模分复用传输系统，其利用光调制器、模复用器、多模光纤、分插复用器、解复用器使得多路信号传输得以实现。
以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于多模光纤的模分复用传输系统，其特征是具有n个信道，包括信号源(1)、光功率分束器(1-1)、n个光调制器、n个偏振控制器、n个光隔离器、n个第一滤模器、第一模复用器(6)、第一多模光纤(7)、第一模解复用器(8)、n个分插复用器、n个第二滤模器、第二模复用器(11)、掺铒光纤放大器(12)、第二多模光纤(13)、第二模解复用器(14)、n个第三滤模器、n个光接收机，信号源(1)与光功率分束器(1-1)相连，光功率分束器(1-1)与n个光调制器相连，n个光调制器分别与n个偏振控制器相连，n个偏振控制器分别与n个光隔离器，n个光隔离器分别与n个第一滤模器相连，n个第一滤模器分别将所在信道内的光发射到第一模复用器(6)，第一模复用器(6)将n个信道的光复用到第一多模光纤(7)链路，第一多模光纤(7)链路与第一模解复用器(8)连接，第一模解复用器(8)将信号解复用到n个分插复用器；n个分插复用器分别与n个第二滤模器相连，n个第二滤模器分别将所在信道内的光发射到第二模复用器(11)，第二模复用器(11)将n路信号复用到掺铒光纤放大器(12)，掺铒光纤放大器(12)与第二多模光纤(13)连接，第二多模光纤(13)与第二模解复用器(14)连接，第二模解复用器(14)将n个信道的光分别解复用到n个滤模器，n个滤模器分别与n个光接收机连接。
2.如权利要求1所述基于多模光纤的模分复用传输系统，其特征在于：第一滤模选用具有端面发射功能滤模器；第二滤模选用具有端面发射功能滤模器。
3.如权利要求1所述基于多模光纤的模分复用传输系统，其特征在于：第一模复用器(6)选用熔锥光纤模复用器；第二模复用器(11)选用熔锥光纤模复用器。
4.如权利要求1所述基于多模光纤的模分复用传输系统，其特征在于：第一模解复用器(8)选用熔锥光纤模解复用器；第二模解复用器(14)选用熔锥光纤模解复用器。
5.如权利要求1所述基于多模光纤的模分复用传输系统，其特征在于：掺铒光纤放大器(12)选用多模掺铒光纤放大器。
6.如权利要求1-5任一项所述基于多模光纤的模分复用传输系统，其特征在于：所述的信道具有24个。
7.如权利要求6所述基于多模光纤的模分复用传输系统，其特征在于：信号源(1)产生的信号波波长为1550nm。
8.如权利要求6所述基于多模光纤的模分复用传输系统，其特征在于：第一多模光纤(7)和第二多模光纤(13)的芯部折射率为1.48，或芯部折射率和包层相对折射率差为0.3％。
9.如权利要求6所述基于多模光纤的模分复用传输系统，其特征在于：第一多模光纤(7)和第二多模光纤(13)的芯部半径为51μm。
10.如权利要求6所述基于多模光纤的模分复用传输系统，其特征在于：掺铒光纤放大器(12)的增益为30dB。
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