Page 27 - 网络电信2017年3月刊下

特别关注
（少模光纤）、MCF（多芯光纤）以及OAM（轨道角动量）光纤
等新型光纤的基础研究。
在OAM光纤技术方面，B.Ung等人研究了一种抛物线环形少模
OAM光纤［１］，该光纤能够在整个C波段传输OAM（±1，1）模式，
传输长度1.1km，光纤中的模式群折射率差达到1.9×10-4以上，
从而实现了OAM模式的有效分离与独立传输，如图1和图2所示。
图2 OAM不同模式输出强度分布
美国科学家S.Ramachandran设计了一种环形光纤［２］，该
光纤由内芯和外芯组成，其支持的OAM（±1,1）光纤也可以传
输1km以上，光纤的折射率及模式折射率结构如图3所示。
图3 OAM光纤的折射率结构及其模式折射率
加拿大科学家Charles Brunet设计了一种环形OAM光纤
［３］，该光纤可以支持OAM（±1,1）和OAM（±2,1），具体如
图4所示。
图4 一种环形芯OAM光纤及其模式分布
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加拿大科学家Charles Brunet等还研究了一种九阶OAM光纤
［４］，该光纤可以支撑36个模态的传输，创造了OAM光纤传输模
态的最高记录。该光纤的端面结构及OAM不同模式的有效折射率
如图５所示。
图5 九阶OAM光纤端面及不同OAM模式的折射率
在MCF技术方面，Jun Sakaguchi等于2011年利用长16.8km
的7芯光纤实现了97路100GHz间隔的WDM（波分复用）通道、2路
PDM（偏分复用）传输86Gbit/s的QPSK（正交相移键控）信号，
总速率达到109Tbit/s［５］。7芯光纤传输串扰很低，可以忽略
不计。该实验首次突破了以往100Tbit/s的单纤传输容量的限
制，打破了原有的世界纪录，显现出了作为未来大容量传输媒
质的MCF的巨大潜力。2012年，该小组更进一步用19芯光纤传输
了高达305Tbit/s的信号。
在FMF技术方面，Koebele等利用PDM-QPSK调制技术，且采
用模式复用，成功地用5模通道在40km的具有低模耦合的FMF中
传输100Gbit/s的数据，通过低复杂度2×2或4×4MIMO（多输入
多输出）数字信号处理技术实现数据的接收，并成功恢复了信
号。Randel则研究了超过33km的FMF的模式时分复用。6×6MIMO
的处理几乎可以完全补偿由系统中的模式耦合所产生的串扰和
符号间干扰，该系统可以在6个空间和偏振模式上传输由一种新
的FMF支持的不相关的28GBaud QPSK的信号。
三、结论与展望
光纤是宽带信息化建设的关键基础材料，也是光信息的
传输载体与基石，因此，我国光纤光缆行业在国家宽带信息
化建设中扮演着重要角色，为国家的信息化基础设施建设
做出了重要贡献。我国在高端光纤方面的研究取得了显著突
破，为我国的高端光电子器件及物联网的发展奠定了一定的
技术基础，也将为我国的大数据、云计算和互联网＋的发展
做出新的贡献。