一种支持多芯多信道信息传输的光纤通信系统

成果编号：39266

价格：面议

完成单位：淮阴工学院

单位类别：其他高校

完成时间：2023年

成熟程度：研制阶段

服务产业领域：电子信息

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发布人：allenwxh 离线

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近年来，随着大数据、云计算、人工智能和第五代通信技术的发展，现存的通信信道容量不再能满足新技术对信道容量爆炸式增长的需求。如果没有新的扩展信道容量的方法，那么信道在不久的将来必将遭遇其容量瓶颈。为了提高信道容量和频谱效率，在传统的光学物理领域，相位、偏振、时间、幅度、波长和频率等物理量已经被广泛地调查和研究。通过采用波分复用（WDM）、时分复用（TDM），频分复用（FDM）和偏振复用（PDM）等方法，信道容量已经被显著地提高。同时，无载波调制（CAP）、相移键控（PSK）、脉冲幅度调制（PAM）和正交幅度调制（QAM）等先进的调制技术也已经被广泛研究和应用于提高信道频谱效率的方案中。在自由空间通信（FSOC）和光纤通信（OFC）等领域，模式和空间被认为是物理领域仅存的还没有被充分研究和开发的领域。在光通信领域，大量的研究表明携带轨道角动量（OAM）的涡旋光具有巨大的潜力改善信道容量和频谱效率，因而基于OAM的涡旋光通信技术吸引了越来越多人的注意力，并逐渐成为光通信领域的研究热点。理论上，携带不同拓扑电荷的涡旋光是彼此相互正交的，且其值在理论上是无穷大的。因此，携带OAM的涡旋光为光通信复用技术的发展提供了一个新的复用领域，通过复用OAM模式可实现空分复用（SDM）。根据上述分析，SDM技术与其它复用技术一样都具有改善信道容量和频谱效率的较大潜力。然而，涡旋光信道间严重的信道串扰问题严重地制约了涡旋光远距离通信技术的发展和产业化。王安东等人提出一种利用低密度奇偶校验码（LDPC）的方法和少模光纤方法，降低信道间串扰，增加光纤传输距离。朱龙等人提出一种利用波分复用和OAM复用相结合的方法和具有较高模式组分离度的OAM光纤方法，实现了18公里的低串扰传输。陈思等人提出一种利用多输入多输出（MIMO）信道均衡方法，降低涡旋光信道间串扰。然而，由于受信道串扰影响，上述内容仅仅实现涡旋光在光纤中近距离的传输，不能满足现在光纤通信远距离传输的需求。因此，如何利用OAM空分复用实现涡旋光在光纤信道中低串扰和远距离传输，尚存在诸多难点和挑战。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术

合作方式：技术转让、技术开发、技术咨询、人才培养、共建载体

参与活动：第二届江苏产学研合作对接大会 2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 12 项
已授权专利,其中:发明专利 2 项

成果简介

成果概况

创新要点

创新点主要包括： 1、提出一种采用轨道角动量光纤和模式组复用的降低信道串扰方法； 2、提出一种基于全息图的多信道轨道角动量编解码方法； 3、提出一种基于传输矩阵逆变换的降低高阶OAM模式组内串扰方法； 4、设计一种高折射率双环微结构光纤； 5、设计一种使用伴随涡旋光抵消轨道角动量信道串扰的方法及验证装置； 6、设计一种混合结构的涡旋光光纤 7、提出一种基于频域均衡的降低涡旋光信号抖动方法； 8、提出一种补偿环形光纤因缺陷影响轨道角动量模式传输的方法； 9、提出一种补偿环形光纤内凹损伤破坏轨道角动量模式的方法； 10、提出一种减轻模式耦合的双环光子晶体光纤及其改进方法； 11、提出一种减少高阶径向模式出现的改进光子晶体光纤及其改进方法； 12、提出一种光子晶体光纤设计方法； 13、提出一种基于轨道角动量模式的光纤压力传感方法； 14、提出一种基于OAM不同叠加态和卷积神经网络的信息编解码方法

主要技术指标

设计的光纤及其传输系统的技术指标主要包括： 1、能够实现120Km无中继的低损耗多OAM模式组复用传输； 2、能够支持高达80信道传输; 3、信道间最小隔离度大于1E-4。 4、限制损耗小于2.2E10-7。

其他说明

完成人信息

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