基于群时延补偿和模式置换的模式分配复用系统统计闭式解与设计
光学
2025-05-13 v1
摘要
过度积累的群时延（GD） spread 会增加计算复杂度并影响基于接收器的多输入多输出信号处理的跟踪，这对多模光纤（MMF）中的长程模式分配复用构成了挑战。群时延补偿涉及在具有较低和较高 GD 的模式之间定期交换传播信号，从而可能减少 GD spread。本文研究了两种群时延补偿方案：常规补偿方案交替使用具有相反 GD 排序的光纤类型；自补偿方案采用单一光纤类型并定期插入模式置换器。我们提供了任意 MMF 类型和模式置换器的 GD 统计的解析表达式，考虑随机的群间耦合、模式混乱和折射指数误差。为了提高 C 波段内群时延补偿的有效性，我们提出了优化的梯度索引压低衬层 MMF，其指数轮廓针对控制模式相关色散进行优化。我们还分析了光纤制造误差的影响并探讨了基于 GD 特征和排序的缓解策略。设计实例和数值仿真表明系统性能得到改进，突显了补偿有效性、系统复杂度和传输损耗之间的权衡。
引用
@article{arxiv.2505.06773,
title = {Closed-Form Statistics and Design of Mode-Division-Multiplexing Systems Employing Group-Delay Compensation and Mode Permutation},
author = {Anirudh Vijay and Nika Zahedi and Oleksiy Krutko and Rebecca Refaee and Joseph M. Kahn},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.06773},
year = {2025}
}