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几种光纤的长距离传输
法提赫压蔓，柏能，朱本缘，王婷，李桂芳
光学和光子学/吕宋和即，中佛罗里达大学，4000佛罗里达中央大道，
奥兰多32816-2700，佛罗里达州，美国
OFS实验室，19校舍路，萨默塞特郡08873，新泽西、美国
NEC实验室美国公司，4个独立的路，套房200，普林斯顿08540，新泽西，美国
摘要：使用多模光纤长途传输的建议和实验证明。特别是少模光纤（FMFs）被证明是一个很好的妥协，因为他们有足够的抗耦合模式比较标准的多模光纤，但他们仍然可以有大芯径比单模光纤。其结果是，这些纤维可以具有显着较少的非线性和在同一时间，他们可以有相同的性能，作为单模光纤的色散和损耗方面。在模式耦合的情况下，它是可以使用这些纤维在单模操作中，所有的数据是在只有一个的空间模式在整个光纤。实验表明，单模操作简单的拼接的单模光纤中的35公里长的双模光纤的两端在1310 nm的实现。在35公里的传输，没有模态的色散或多余的损失进行了观察。最后同样的光纤放置在一个循环回路和3 WDM信道各携带6 Gb / s的BPSK数据传输穿过1050公里的少模光纤没有模式色散。
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长距离光传输系统的容量已经超过了穆尔定律的速度增加。然而，对带宽的需求也越来越快。光纤的容量可以增加通过降低光纤损耗，或提高信噪比，减小信道间隔，增加低损耗窗口来适应更多的WDM信道，或更好地利用现有的窗口采用高阶调制格式[ 1 ]。所有这些选择都面临着几个技术问题，一个共同的基本限制是光纤非线性。缓解ASE噪声以及使用更高的调制格式如M-QAM需要更高的信噪比，这又需要更高的信号功率，因此导致较高的非线性。减小信道间隔，增加低损耗窗口增加信道间的非线性。很显然，减少了光纤的非线性将允许增加光纤容量在几个方面，这取决于在技术上更可行的方法。针对光纤非线性效应一个有前途的方法是增加光纤芯径和作为一个结果，减少光纤非线性[2,3]。事实上，最近的破纪录的传输系统中的大多数使用更大和更大的有效面积光纤传输[4,10]。然而，随着光纤芯直径的增加，光纤的多模。到目前为止，所有的大型核心区纤维被设计为单模式，因此其芯径仍由单模条件限制。在本文中，我们提出并证明了光纤的芯直径可以增加超过限制的单模条件的第一次，它们可以用于长途传输，即使他们可以支持几种空间模式。它也表现出与实验，这可以实现没有惩罚，由于模式的色散或多余的损失，提供单模光纤的低非线性的优点的多模光纤的性能。
光纤非线性的限制显然早就与WDM [ 11 ]的介绍和有降低的努力，减轻或消除非线性处罚之后。利用色散图[ 12 ]，更抗非线性调制格式如DPSK [13,14]，或放大方案如拉曼放大[ 14 ]，设计具有大有效面积[2,3]，近年来补偿非线性损伤纤维，采用数字信号处理（DSP）技术[15,16]是其中所采用的方法。所有这些方法都是有限的，在一定程度上，它们可以减少非线性损伤。采用大色散光纤和信道间的非线性映射帮助但最终他们增加信道内非线性[17,18]。DSP技术需要大量的计算和非线性损伤完全不能补偿由于ASE噪声耦合通过非线性[ 16 ]。另一方面增加的芯尺寸可以直接和显着减少的光纤的非线性。它也可以被用于与上述缓解技术，以减少非线性损伤，甚至进一步。
在七十年代末，多模光纤是光纤的选择，因为耦合发光二极管的易用性，也因为他们更宽容的连接和拼接损失[ 19 ]。利用多模光纤进行长距离传输，由于在不同空间模式下的大时延引起的模态色散。然而，模态分散只发生在不同的空间模式，如果在不同的空间模式。如果只有一个模式是兴奋的，所有的信号功率保持在这种模式下，没有模式的分散。这只利用单模多模光纤的原理，也被称为单模操作，由几组已经实现的能力超出带宽距离产品[20,21]。然而，这样的努力已经被限制在短距离。此外，光正交频分复用（OFDM）已建议作为一种模态色散[ 22 ]提供公差。OFDM方法传输的多模光纤固有的假设模态色散将出现在所有的多模光纤无论由纤维[23]。
单一的操作模式是基于刺激通常由剪接单模光纤的多模光纤和单模光纤拼接一个最后只收
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