發(fā)布時間：2020-07-03 14:42

【摘要】：隨著信息技術的飛速發(fā)展,各種帶寬消耗型業(yè)務如雨后春筍般不斷翻新,網絡帶寬的需求量迅速從100Gb/s飆升至100Tb/s。當前單模光纖通信系統(tǒng)容量已接近其香濃極限,急需突破性的新技術打破容量危機�；谏倌９饫w的模分復用技術利用模式之間的正交性,將不同的模式作為獨立信道同時傳輸信息,使通信系統(tǒng)容量成倍提升,從而解決了單模光纖的容量極限的問題,成為通信系統(tǒng)擴容的熱點方案之一。然而,模分復用技術雖然在光通信網絡容量提升方面優(yōu)勢突出,但其自身也存在著缺點,其中一部分較為明顯的問題是少模光纖帶來的。少模光纖的模式耦合、模式相關損耗、差分模式群時延等損傷破壞了模式之間的正交性,使得模分復用系統(tǒng)的傳輸性能難以達到預想的效果。為了深入地研究少模光纖的優(yōu)化方案,補償模分復用系統(tǒng)的信號損傷,首先要做的就是對少模光纖的傳輸特性進行細致、準確、全面的測量分析,明確各種損傷發(fā)生的具體過程及其分布情況,因此少模光纖傳輸特性測量技術研究成為學術界研究的熱點。背向瑞利散射測量技術利用光脈沖在光纖中傳輸時產生的背向瑞利散射效應來直觀展現光纖的傳輸特性,發(fā)射和接收操作在被測光纖的同一端即可完成,實現較為簡單,且測量結果準確。本文主要研究基于背向瑞利散射的少模光纖傳輸特性測量技術,從理論分析和實驗測量兩方面展開對少模光纖的模式耦合和模式相關損耗的測量研究。首先,利用光波導理論和麥克斯韋方程組對少模光纖的模式理論進行了較為全面的闡述;使用洛倫茲互易定理對模式之間的正交性進行了詳細的推導,并在此基礎上進一步分析了少模光纖的模式耦合和模式相關損耗特性及其描述方法;深入剖析了模式耦合和模式相關損耗的存在對模分復用系統(tǒng)產生的影響。其次,依據背向瑞利散射捕獲理論建立了少模光纖背向瑞利散射功率的數學模型,并以功率耦合方程為基礎闡述了基于背向瑞利散射原理測量少模光纖模式相關損耗的基本原理;基于此原理設計并搭建了少模光纖背向瑞利散射測量的實驗系統(tǒng),對器件自身引入的影響和脈沖參數設置進行了分析;使用搭建的實驗系統(tǒng)測量了9.75 km三模光纖和4km六模光纖的模式相關損耗;與傳統(tǒng)的傳輸測量實驗進行對比,并給出結論。接著,在功率耦合方程的基礎上進一步闡述了基于背向瑞利散射原理測量少模光纖模式耦合的基本原理;使用搭建的背向瑞利散射測量系統(tǒng)分別對9.75 km三模光纖和4 km六模光纖的模式耦合系數及其分布情況進行測量;與傳統(tǒng)的傳輸測量實驗進行了對比,并給出結論。最后,對全文的主要工作進行總結,對基于背向瑞利散射原理測量少模光纖傳輸特性的方法進行客觀的評價,并對背向瑞利散射法在模分復用系統(tǒng)性能監(jiān)測、多種損傷同時測量等方面進行了展望。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.11
【圖文】：

光纖結構示意圖

各低階模的模場分布

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

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相關博士學位論文 前1條

1 胡濤;三網融合視角下我國廣電運營商的TIMES融合運營模式研究[D];上海交通大學;2011年

本文編號：2739800