姚殊畅 付松年 张敏明 唐明 沈平 刘德明

(华中科技大学，下一代互联网接入系统国家工程实验室，武汉 430074)

(2013年1月4日收到;2013年3月28日收到修改稿)

1 引言

随着波分复用(WDM)、偏振复用(PDM)、相干接收和多维多阶调制等技术的广泛使用[1-3]，单模光纤的传输容量已经快速地接近其香农极限.随着光纤通信网络规模不断扩展、容量快速增长、业务日益丰富，寻求新型高速大容量光传输机理已成为未来光通信网络面临的重大挑战.从信号复用维度上来看，基于多芯光纤的空分复用(SDM)技术和基于少模光纤的模分复用(MDM)技术具有很大的潜力，值得深入研究[4-7].MDM技术是利用光纤各个模式间的正交性，将每一个模式视为独立的信道加载信号，形成多输入多输出(MIMO)通道，以提高系统传输容量和频谱效率.少模光纤，顾名思义，通过合理设计光纤，只有有限个模式被激励并传输.这样，相比于单模光纤，可以采用MDM技术扩充单根光纤传输容量;相比于多模光纤，可以控制模式个数，优化模式色散和串扰.2011年，美国贝尔实验室提出采用低模式差分群延时(MDGD)的少模光纤，配合接收端的MIMO算法对几乎同时到达的各模式信号进行解调均衡，消除各模式信道间串扰[8].但这种方案中少模光纤的模式耦合不可预测，长距离传输时MIMO均衡算法的复杂度及可靠性都难以确定.与此相反，具有高MDGD的少模光纤，其模式串扰低，各个模式信道传输相对独立，但各个模式信道的传输时延限制了MIMO均衡算……