CN109194439A - 一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统及方法，通过多通道模式复用器实现多通道高斯模式到弱导环形结构光纤中不同模式的转换和复用，通过多通道模式解复用器实现多通道弱导环形结构光纤中不同模式到高斯模式的转换和解复用，通过MIMO‑DSP减轻光纤中模群内部模式串扰的影响。本发明直接利用弱导环形结构光纤中的分为不同模群的径向一阶模式作为数据信息载体，将多个不同模群中的模式在弱导环形结构光纤中进行模群间低串扰复用和模群内小规模多进多出数字信号处理辅助复用传输，可以支持多通道数目的弱导环形结构光纤模式复用通信，兼容现有单模光纤通信，有效提高通信容量和频谱效率同时降低MIMO‑DSP复杂度。

Description

一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统及方法

技术领域

本发明属于光纤通信和导波光学领域，更具体地，涉及一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统及方法。

背景技术

当前光通信由于人们所熟知的光波维度资源(幅度、相位、频率/波长、时间、偏振)开发殆尽而显现“新容量危机”。为了进一步提高光通信系统的容量，空分复用技术用于解决未来光通信新容量危机的潜力吸引了越来越多的关注。

空分复用技术利用光子的空间维度，包括基于少模光纤、多模光纤及环形光纤等的模分复用(亦即模式复用)技术和基于多芯光纤的芯分复用技术。此外，还可以将两个技术相互结合进一步提高空间利用率和系统容量，例如少模多芯、环形多芯光纤等。在用少模光纤、多模光纤及环形光纤等进行模分复用时，采用的是线偏振模式(LP模)或轨道角动量模式(OAM模，亦称光涡旋)等模式基。随着光纤中传播的模式数目增多和传输距离增长，通常情况下任何扰动因素(光纤本身特性和缺陷及外界扰动)将导致模式之间的串扰难以避免，在接收端需采用复杂的多进多出数字信号处理(MIMO-DSP)技术进行恢复，从而导致系统复杂度和成本升高以及功耗增大。另外，传统少模光纤中支持模式数目极少，难以满足多通道模式复用有效提升通信容量的需求。传统多模光纤中可以支持很多模式数目，众多模式可以划分为相互分离的模群，可以采用模群间低串扰复用，不过，一个模群中的多个模式有效折射率相近，串扰严重，模群内的这些模式在模式复用时仍然需要辅助以MIMO-DSP技术，由于传统多模光纤模群内存在许多难以复用解复用的径向高阶模式，随着模群阶数增大，模群内的模式数目也越来越多，这导致模群内模式复用所需的MIMO-DSP复杂度急剧增长(即需要大规模MIMO-DSP技术)，这在很大程度上限制了传统多模光纤应用于多通道模式复用。环形光纤虽然普遍用于光涡旋模式复用通信，目前为了减小多个光涡旋模式间的串扰，主要采用高折射率差环形结构，这种设计由于高折射率差给光纤工艺拉制带来了很多挑战，制造出的环形光纤损耗很大，无法实现较长距离的传输。除此之外，对于本征模式(HE、EH、TE、TM)分离的保偏光纤，比如椭圆芯光纤，光纤中的本征模式也可以类似线偏振模式和光涡旋模式那样作为模式基，即可以直接使用光纤本征模式进行本征模复用通信，不过模式通道数目相对有限。鉴于此，可以将增加光纤中模式通道数目和不使用MIMO-DSP技术两个关键问题进行折中考虑，即既增加光纤中支持的模式数目又降低MIMO-DSP复杂度，这将为解决光通信新容量危机实现光通信可持续扩容提供新思路和新途径。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统及方法，由此解决传统光纤通信无法有效解决光通信新容量危机的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统，包括：依次连接的发射端100、多通道模式复用器200、弱导环形结构光纤300、多通道模式解复用器400、接收端500以及MIMO-DSP 600；

所述发射端100具有N个发射机，用于提供N个通道单模光纤光信号；

所述多通道模式复用器200具有N个输入端口和1个输出端口，用于将由N个输入端口输入的N个通道单模光纤光信号转换为N个弱导环形结构光纤模式，并将N个弱导环形结构光纤模式高效复用在一起由1个输出端口输出；

所述弱导环形结构光纤300，用于将复用在一起的N个弱导环形结构光纤模式传输至所述多通道模式解复用器400，其中，所述弱导环形结构光纤300支持多通道径向一阶模式且分为不同模群，第一个模群为2个模式，其余模群各为4个模式；

所述多通道模式解复用器400具有1个输入端口和N个输出端口，用于将由1个输入端口输入的复用在一起的N个弱导环形结构光纤模式高效解复用为N个通道单模光纤光信号，并由N个输出端口输出；

所述接收端500具有N个输入端口和N个输出端口，用于探测输入的N个通道单模光纤光信号并由N个输出端口输出；

所述MIMO-DSP 600具有N个输入端口，且分别与所述接收端500的N个输出端口连接，用于减轻所述弱导环形结构光纤300中模群内部模式串扰的影响，其中，第1到第6个输入端口连接6×6MIMO，对应所述弱导环形结构光纤300支持的第一个模群和第二个模群中的6个模式，后续每四个输入端口连接4×4MIMO，对应所述弱导环形结构光纤300支持的第三个模群到第G个模群中的4个模式，N和G均为正整数，且N＝4×G-2。

优选地，所述多通道模式复用器200的N个输入端口匹配单模光纤，能够和单模光纤直接对接，所述多通道模式复用器200的N个输入端口与所述发射端100中N个发射机依次对应连接，所述多通道模式复用器200的1个输出端口匹配所述弱导环形结构光纤300并与所述弱导环形结构光纤300的输入端连接。

优选地，所述弱导环形结构光纤300的环形纤芯与包层或中心区域的折射率差均不超过1％，且除了第一个模群与第二个模群之外，剩余各模群间的折射率差均大于10^-4。

优选地，所述多通道模式解复用器400的1个输入端口匹配所述弱导环形结构光纤300并与所述弱导环形结构光纤300的输出端连接，所述多通道模式解复用器400的N个输出端口匹配单模光纤，且N个输出端口与所述接收端500中的N个接收机依次对应连接。

优选地，所述系统还包括依次交替设置在所述弱导环形结构光纤300与所述多通道模式解复用器400之间的M个环形光纤光放大器700和M个弱导环形结构光纤800，M为非负整数；

其中，每一段弱导环形结构光纤为一个传输跨距，每一个环形光纤光放大器提供弱导环形结构光纤模式的中继光放大以补偿传输损耗。

按照本发明的另一方面，提供了一种利用上述任意一项所述的基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统的通信方法，包括：

通过多通道模式复用器200将发射端100的N个通道单模光纤光信号转换为N个弱导环形结构光纤模式，并将N个弱导环形结构光纤模式高效复用在一起后进入弱导环形结构光纤300进行传输，其中，弱导环形结构光纤300支持多通道径向一阶模式且分为不同模群，第一个模群为2个模式，其余模群各为4个模式；

通过多通道模式解复用器400将复用在一起的N个弱导环形结构光纤模式高效解复用为N个通道单模光纤光信号，并分别送入接收端500进行接收；

通过接收端500将接收到的N个通道单模光纤光信号传输至MIMO-DSP 600，以由MIMO-DSP 600减轻弱导环形结构光纤300中模群内部模式串扰的影响，其中，第1到第6个输入端口连接6×6MIMO，对应弱导环形结构光纤300支持的第一个模群和第二个模群中的6个模式，后续每四个输入端口连接4×4MIMO，对应弱导环形结构光纤300支持的第三个模群到第G个模群中的4个模式，N和G均为正整数，且N＝4×G-2。

优选地，所述方法还包括：

复用在一起的N个弱导环形结构光纤模式经过弱导环形结构光纤300传输后，通过环形光纤光放大器700进行中继放大，然后进入下一段弱导环形结构光纤800，其中，在弱导环形结构光纤300与多通道模式解复用器400之间依次交替设置有M个环形光纤光放大器700和M个弱导环形结构光纤800，M为非负整数。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明直接利用弱导环形结构光纤中的分为不同模群的径向一阶模式作为数据信息载体，这为光纤通信提供了一种全新思路和途径。

(2)传统的少模光纤通信，模式数目较少且模式间存在串扰需要辅助以MIMO-DSP技术；传统多模光纤中可以支持很多模式但模群内模式复用所需的MIMO-DSP复杂度随着模群阶数增大会急剧增长；目前用于光涡旋模式复用通信的环形光纤主要采用高折射率差环形结构导致损耗极大。相比之下，弱导环形结构光纤既增加光纤中支持的模式数目又降低MIMO-DSP复杂度，且光纤工艺相对成熟，光纤损耗低。

(3)弱导环形结构光纤不支持径向高阶模式，仅支持多通道径向一阶模式且分为不同模群；第一个模群2个模式，其余模群各4个模式，除了前两个模群，其余模群均具有大折射率差(>10^-4)，可以采用模群间低串扰复用和模群内小规模MIMO-DSP辅助模式复用相结合的复用方式。该复用方式具有可扩展性，由于模群内始终是小规模MIMO-DSP辅助模式复用，不会像传统多模光纤那样随着模式数目增加需要使用复杂度急剧增加的大规模MIMO-DSP技术。

(4)弱导环形结构光纤可以使用线偏振模式、光涡旋模式或者光纤本征模式等模式基进行模群间复用和模群内复用，复用灵活。

(5)基于弱导环形结构光纤的模式复用通信与现有光纤通信技术相兼容，比如可以与先进高级调制格式、波分复用和时分复用等传统光纤通信技术相结合来更加高效提高光纤通信容量和频谱效率。同时，由于提供单模光纤接口，因此可以和现有单模光纤通信系统无缝融合，实现多个单模光纤通信系统与弱导环形结构光纤模式复用通信系统的对接。

附图说明

图1是本发明提供的基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统的结构示意图；

图2是本发明提供的基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统的一种改进结构示意图；

图3是本发明提供的基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统的另一种改进结构示意图；

图4是实施例中弱导环形结构光纤模式复用器和解复用器结构图；

图5是实施例中弱导环形结构光纤结构示意及参数，(a)一种弱导环形结构光纤的横截面图，(b)一种弱导环形结构光纤的折射率分布图，(c)一种弱导环形结构光纤支持的50个模式及模群划分示意图；模式基可以选择光纤本征模式、线偏振模式和光涡旋模式；

图6是实施例中弱导环形结构光纤支持的模式数目和模群间(忽略基模)最小有效折射率差随波长变化曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信方法和系统，其目的在于直接利用弱导环形结构光纤中的分为不同模群的径向一阶模式作为数据信息载体，将多个不同模群中的模式在弱导环形结构光纤中进行模群间低串扰复用和模群内小规模MIMO-DSP辅助复用传输。

本发明提供一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信方法和系统，旨在直接利用弱导环形结构光纤中的分为不同模群的径向一阶模式作为数据信息载体，提供实现多通道弱导环形结构光纤模式模群间低串扰复用和模群内小规模MIMO-DSP辅助复用通信的新方法以及基于该方法的本征模复用通信系统。目标是利用弱导环形结构光纤中的分为不同模群的径向一阶模式进行模群间低串扰复用和模群内小规模MIMO-DSP辅助复用通信，通过构建并组合多个发射机、多通道模式复用器、弱导环形结构光纤、环形光纤光放大器、多通道模式解复用器、多个接收机和MIMO-DSP实现弱导环形结构光纤模式复用通信系统，有效提高通信容量和频谱效率同时降低MIMO-DSP复杂度，以有效应对光通信新容量危机。

本发明提供一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信方法，具体实施方式如下：

直接利用弱导环形结构光纤中的分为不同模群的径向一阶模式作为数据信息载体，通过多通道模式复用器将发射端多个高斯模式转换为弱导环形结构光纤中不同模式并复用在一起，进入弱导环形结构光纤进行传输，传输后通过多通道模式解复用器将多个弱导环形结构光纤模式转换为多个高斯模式并分开送入接收端进行接收，然后使用MIMO-DSP减轻光纤中模群内部模式串扰的影响。该弱导环形结构光纤模式复用通信方法与单模光纤通信兼容，即发射端和接收端的多个高斯模式匹配单模光纤。

如图1所示，为本发明提供的一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统的结构示意图。

本发明提供一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统，具体实施方式如下：

发射端100有N个发射机，N为正整数，提供N个通道单模光纤光信号；多通道模式复用器200具有N个输入端口和1个输出端口，可以将由N个输入端口输入的N个通道单模光纤光信号转换为N个弱导环形结构光纤模式并高效复用在一起由1个输出端口输出，N个输入端口匹配单模光纤，可以和单模光纤直接对接，N个输入端口与发射端100中N个发射机依次对应连接，1个输出端口匹配弱导环形结构光纤300并与其输入端连接；弱导环形结构光纤300环形纤芯与包层或中心区域折射率差均不超过1％，支持多通道弱导环形结构光纤模式，且不支持径向高阶模式，仅支持多通道径向一阶模式且分为不同模群；第一个模群2个模式，其余模群各4个模式，除了前两个模群，其余模群间的折射率差均大于10^-4；多通道模式解复用器400具有1个输入端口和N个输出端口，用于将由1个输入端口输入的复用在一起的N个通道弱导环形结构光纤模式高效解复用为N个通道单模光纤光信号并由N个输出端口输出，1个输入端口匹配弱导环形结构光纤300并与其输出端连接，N个输出端口匹配单模光纤，N个输出端口与接收端500中N个接收机依次对应连接；接收端500具有N个输入端口和N个输出端口，用于探测输入的N个通道光信号并由N个输出端口输出，N个输出端口连接MIMO-DSP 600；所述MIMO-DSP 600具有N个输入端口，用于减轻光纤中模群内部模式串扰的影响，第1到第6个输入端口连接6×6MIMO，对应弱导环形结构光纤300支持的第一和第二两个模群中的6个模式，后续每四个输入端口连接4×4MIMO，对应弱导环形结构光纤300支持的第三到第G个模群中的4个模式，G为正整数，且N＝4×G-2；

如图2所示，为本发明提供的一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信改进系统。

本发明提供一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信的改进方法，具体实施方式如下：

多个弱导环形结构光纤模式经过一段弱导环形结构光纤传输之后，由于传输链路损耗信号变得微弱，不利于接收端接收信号。通过环形光纤光放大器将经过传输的多个弱导环形结构光纤模式进行中继放大，再耦合进入另一段弱导环形结构光纤进行传输。

本发明还提供一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统的改进方案，具体实施方式如下：

该系统不仅包括图1中的发射端100，多通道模式复用器200，弱导环形结构光纤300，多通道模式解复用器400，接收端500和MIMO-DSP600，还在弱导环形结构光纤300和多通道模式解复用器400之间加入了环形光纤光放大器700和另一段弱导环形结构光纤800。经过第一段弱导环形结构光纤300传输之后，信号变得微弱，不利于第二段弱导环形结构光纤800继续传输。发射端100的N个发射机提供的N个通道高斯模式光信号由多通道模式复用器200高效复用为N个通道弱导环形结构光纤模式，经过第一段弱导环形结构光纤300传输之后的N个通道弱导环形结构光纤模式微弱信号经过环形光纤光放大器700进行中继放大，然后再进入第二段弱导环形结构光纤800继续传输，传输后再进入多通道多通道模式解复用器400将N个通道弱导环形结构光纤模式高效解复用为N个通道高斯模式信号并分开送入接收端500进行接收，然后使用MIMO-DSP600减轻光纤中模群内部模式串扰的影响。

如图3所示，为本发明提供的一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信的另一种改进系统。

本发明提供一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信的进一步改进方法，具体实施方式如下：

上述方案多个弱导环形结构光纤模式经过多段弱导环形结构光纤传输时，需要多次中继放大，每经过一段弱导环形结构光纤传输，对应使用一个环形光纤光放大器中继放大多个弱导环形结构光纤模式，再进入下一段弱导环形结构光纤传输，弱导环形结构光纤和环形光纤光放大器交替使用。

本发明还提供一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统的进一步改进方案，具体实施方式如下：

多通道模式复用器200和多通道模式解复用器400之间有M+1段弱导环形结构光纤300和M个环形光纤光放大器700，M为非负整数(M＝0，1，2，…)，弱导环形结构光纤和环形光纤光放大器依次交替连接，每一段弱导环形结构光纤为一个传输跨距，每一个环形光纤光放大器提供弱导环形结构光纤模式的中继光放大以补偿传输损耗。

下面介绍本发明提供的基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统的一个具体实施例，以举例说明图1所示的弱导环形结构光纤模式复用通信系统，其中，多通道模式复用器和解复用器基于空间光调制器与合束器来实现，一种弱导环形结构光纤总共支持50个模式，可划分为13个模群。实施例弱导环形结构光纤模式复用通信系统具体结构如下：

如图4所示是一种多通道模式复用/解复用器结构图。从左向右为复用器，从右向左为解复用器。这里以复用器进行说明。输入端口1，2分别输入高斯模式光信号。输入端口1的高斯模式光信号经过第一偏振控制器3进行偏振状态调节，之后通过第一准直器5形成自由空间准直高斯光，自由空间高斯光经过第一起偏器7后入射到第一空间光调制器9产生第一个模群模式；输入端口2的高斯模式光信号经过第二偏振控制器4进行偏振状态调节，之后通过第二准直器6形成自由空间准直高斯光，自由空间高斯光经过第二起偏器8后入射到第二空间光调制器10产生第二个模群模式；两个不同的模群模式通过合束器11合束传播，分别经过第一透镜12和第二透镜13后经过物镜14耦合到弱导环形结构光纤15输出,从而激发弱导环形结构光纤中的相应模式进行复用传输。另一方面，也可利用模式选择器等器件实现复用和解复用，可以直接分离并解调复用多路模式，具有损耗小和可扩展性等优点(特别针对多路信号)。

如图5所示是弱导环形结构光纤结构示意及参数。(a)为一种弱导环形结构光纤的横截面图。光纤环形纤芯内外环半径分别为20.8μm和25μm，即环宽为4.2μm，包层半径为62.5μm。(b)为一种弱导环形结构光纤的折射率分布图，横轴表示光纤的尺寸，纵轴表示折射率。光纤环形纤芯和包层间相对折射率差为0.7％。(c)为一种弱导环形结构光纤支持的50个模式及模群划分示意图，模式基可以选择光纤本征模式、线偏振模式和光涡旋模式。仿真波长为1550nm时，光纤中共支持50个本征模式(HE、EH、TE和TM模式)，通过适当线性叠加可以对应合成50个线偏振模式以及50个径向一阶的光涡旋模式。这50个模式可以分为13个模群，第一个模群2个模式，其余模群各4个模式，除了前两个模群，其余模群间均具有大折射率差(>10^-4)，这样可以前两个模群组合使用6x6MIMO-DSP辅助模式复用，其余每个模群内使用4x4MIMO-DSP辅助模式复用，模群间低串扰复用，亦即采用模群间低串扰复用和模群内小规模MIMO-DSP辅助模式复用相结合的复用方式。该复用方式具有可扩展性，由于模群内始终是小规模MIMO-DSP辅助模式复用，不会像传统多模光纤那样随着模式数目增加需要使用复杂度急剧增加的大规模MIMO-DSP技术。

如图6所示是弱导环形结构光纤支持的模式数目和模群间(忽略基模)最小有效折射率差随波长变化曲线。可以看到，在整个C+L波段(1530nm到1625nm)均可以实现模群间有效折射率差大于10^-4，且总模式数目大于46。这样，一方面可以实现模群间低串扰复用与模群内小规模MIMO-DSP辅助模式复用相结合的复用方式，另一方面由于C+L波段宽带特性可以与波分复用技术相结合以更有效提高光通信容量。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统，其特征在于，包括：依次连接的发射端(100)、多通道模式复用器(200)、弱导环形结构光纤(300)、多通道模式解复用器(400)、接收端(500)以及MIMO-DSP(600)；

所述发射端(100)具有N个发射机，用于提供N个通道单模光纤光信号；

所述多通道模式复用器(200)具有N个输入端口和1个输出端口，用于将由N个输入端口输入的N个通道单模光纤光信号转换为N个弱导环形结构光纤模式，并将N个弱导环形结构光纤模式高效复用在一起由1个输出端口输出；

所述弱导环形结构光纤(300)，用于将复用在一起的N个弱导环形结构光纤模式传输至所述多通道模式解复用器(400)，其中，所述弱导环形结构光纤(300)支持多通道径向一阶模式且分为不同模群，第一个模群为2个模式，其余模群各为4个模式；

所述多通道模式解复用器(400)具有1个输入端口和N个输出端口，用于将由1个输入端口输入的复用在一起的N个弱导环形结构光纤模式高效解复用为N个通道单模光纤光信号，并由N个输出端口输出；

所述接收端(500)具有N个输入端口和N个输出端口，用于探测输入的N个通道单模光纤光信号并由N个输出端口输出；

所述MIMO-DSP(600)具有N个输入端口，且分别与所述接收端(500)的N个输出端口连接，用于减轻所述弱导环形结构光纤(300)中模群内部模式串扰的影响，其中，第1到第6个输入端口连接6×6MIMO，对应所述弱导环形结构光纤(300)支持的第一个模群和第二个模群中的6个模式，后续每四个输入端口连接4×4MIMO，对应所述弱导环形结构光纤(300)支持的第三个模群到第G个模群中的4个模式，N和G均为正整数，且N＝4×G-2。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多通道模式复用器(200)的N个输入端口匹配单模光纤，能够和单模光纤直接对接，所述多通道模式复用器(200)的N个输入端口与所述发射端(100)中N个发射机依次对应连接，所述多通道模式复用器(200)的1个输出端口匹配所述弱导环形结构光纤(300)并与所述弱导环形结构光纤(300)的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述弱导环形结构光纤(300)的环形纤芯与包层或中心区域的折射率差均不超过1％，且除了第一个模群与第二个模群之外，剩余各模群间的折射率差均大于10^-4。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的系统，其特征在于，所述多通道模式解复用器(400)的1个输入端口匹配所述弱导环形结构光纤(300)并与所述弱导环形结构光纤(300)的输出端连接，所述多通道模式解复用器(400)的N个输出端口匹配单模光纤，且N个输出端口与所述接收端(500)中的N个接收机依次对应连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括依次交替设置在所述弱导环形结构光纤(300)与所述多通道模式解复用器(400)之间的M个环形光纤光放大器(700)和M个弱导环形结构光纤(800)，M为非负整数；

其中，每一段弱导环形结构光纤为一个传输跨距，每一个环形光纤光放大器提供弱导环形结构光纤模式的中继光放大以补偿传输损耗。

6.一种利用权利要求1至5任意一项所述的基于弱导环形结构光纤的模式复用通信系统的通信方法，其特征在于，包括：

通过多通道模式复用器(200)将发射端(100)的N个通道单模光纤光信号转换为N个弱导环形结构光纤模式，并将N个弱导环形结构光纤模式高效复用在一起后进入弱导环形结构光纤(300)进行传输，其中，弱导环形结构光纤(300)支持多通道径向一阶模式且分为不同模群，第一个模群为2个模式，其余模群各为4个模式；

通过多通道模式解复用器(400)将复用在一起的N个弱导环形结构光纤模式高效解复用为N个通道单模光纤光信号，并分别送入接收端(500)进行接收；

通过接收端(500)将接收到的N个通道单模光纤光信号传输至MIMO-DSP(600)，以由MIMO-DSP(600)减轻弱导环形结构光纤(300)中模群内部模式串扰的影响，其中，第1到第6个输入端口连接6×6MIMO，对应弱导环形结构光纤(300)支持的第一个模群和第二个模群中的6个模式，后续每四个输入端口连接4×4MIMO，对应弱导环形结构光纤(300)支持的第三个模群到第G个模群中的4个模式，N和G均为正整数，且N＝4×G-2。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

复用在一起的N个弱导环形结构光纤模式经过弱导环形结构光纤(300)传输后，通过环形光纤光放大器(700)进行中继放大，然后进入下一段弱导环形结构光纤(800)，其中，在弱导环形结构光纤(300)与多通道模式解复用器(400)之间依次交替设置有M个环形光纤光放大器(700)和M个弱导环形结构光纤(800)，M为非负整数。