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特别关注
式中， , 分别为横电场与磁场； 为z向单位矢量； 图25 长飞四模少模光纤
P为模式功率; 为狄拉克函数；当 时，其值为1，当 间光场耦合较强。芯间串音干扰较大，此类MCF称为强耦合MFC,
强耦合MFC需采用类似模式复用中方式来消除芯间串音干扰。作
时，其值为零。场的正交性决定了各模式可在光纤波导中 为实例,图26列出国外某光纤公司多芯光纤的技术规范。应当指
出，多芯光纤中的每一芯本身也可作为一根少模光纤实现模分
各自在独立通道中进行信息传输而相互不会干扰。 复用。也就是说,可将两者组合起来实现M芯MCF和N模FMF结合的
N×M个平行的传输通道。
2.少模光纤的模分复用(MDM,Mode Division 图26 多芯光纤的技术规范
Multiplexing)
在少模光纤中应用几个低阶模式进行模分复用，也即将每
个模式作为独立通道进行信息传输，其基础在于多模光纤中模
式的正交性，由于模式的正交性，在理想平直的光纤中，各模
式可独立传输而相互不干扰。
但当少模光纤在敷设时，不再是理性平直状态， 模式正
交性受到扰动，模式间会有串扰。为了在光纤中实现多模式，
需要让不同模式的信号在光通路横截面上的投影形状不同。某
一模式的信号由特定的激光发射器产生，经过接收器的光学和
电学处理，可以从多模式信号中分离出来。这样的分离技术，
早已在多输入/输出MIMO(Multi-in Multi-out)射频天线中得到
应用。FMF模分复用系统原理如图23所示。在FMF模式复分中，
相邻模式之间的传播常数β相差愈大，或有效折射率neff相差
（β=neffk）愈大，模间干扰愈小，反之亦然。从图22可见，低
阶模式之间的传播常数β相差较大，高阶模式之间的传播常数
β相差较小，因而在FMF模式复用中，主要采用几个低阶模式。
图24表示六个LP低阶模式的光强分布。作为FMF实例，图25为长
飞公司四模少模光纤规范。
图23 FMF模分复用系统
图24 六个LP模式的光强分布six LP mode intensity patterns SDM实现了多通道平行传输,因而其SE可远超非线性香农极
限,近年中一些公司R&D的英雄实验数据如图27所示。图中星号
为FMF的模分复用，圆黄点为多芯光纤的实验数据。由图可见
SDM的通信容量的扩展的潜力之巨大。
图27 SDM的SE远超NL Shannon Limit
3.多芯光纤(MCF)
在一根光纤中可以容纳多个光波导内芯的光纤。就像普
通光纤一样，多内芯光纤首先将光纤内芯材料放在一个圆柱形
的预制件中，然后加热，通过拉伸就可以形成又长又细的多芯
光纤。多芯光纤的外径为125μm。可分两种类型；一是芯数较
少，芯间距离较大，芯间光场耦合较小。芯间串音干扰较小，
此类MCF称为弱耦合MFC；另一类是芯数较多,芯间距离较小，芯
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