[发明专利]一种基于可调谐电时延的模间参数测量装置及方法

说明书

本发明提出一种基于可调谐电时延的模间参数测量装置及方法，涉及光通信测量的技术领域，解决了当前少模光纤差分群时延测量方法存在无法区分负数值的差分群时延DMGD的问题，发射端产生两束基模光信号，其中一束基模光信号上被加载有可调谐电时延Δτ₁，两束基模光信号经第一光子灯笼转换成不同空间模式光信号并传输至待测少模光纤，然后被第二光子灯笼再次转换成基模信号，分析模块获取基模光信号的光谱，记录光谱中+1阶与‑1阶边带之间的绝对功率差，基于绝对功率差确定可调谐电时延Δτ₁的值，基于可调谐电时延Δτ₁的值得出待测少模光纤的差分群时延DMGD，实现了正数值或负数值的差分群时延DMGD的区分，拓宽差分群时延DMGD测量的范围。

技术领域

本发明涉及光通信测量的技术领域，特别涉及一种基于可调谐电时延的模间参数测量装置及方法。

背景技术

随着5G、物联网、大数据、互联网+以及云计算等技术对于带宽需求的迅猛增长，人们对光纤通信系统的传输容量需求呈现指数增长。为了提高单模光纤通信系统的最大传输容量，人们已经采用时分复用、波分复用、偏振复用和正交幅度调制技术。虽然这些扩容技术得到了充分挖掘，并使得单模光纤通信系统的传输容量已经非常逼近非线性香农极限，却仍然无法满足日益增长的系统容量需求，因此，基于少模光纤的模分复用技术成为大幅度提升长距离光通信系统传输容量的有效方案。

模分复用技术所采用的少模光纤利用有限个相互正交的空间模式承载信号，在单芯光纤中提供多个独立传输的信道，从而显著提高光纤通信系统的传输容量。然而，由于模式数量的增加，少模光纤中特有的模间参数在很大程度上会影响模分复用系统的传输性能，如差分群时延(Differential Modal Group Delay，DMGD)，差分群时延指单位长度少模光纤中任意两个模式之间的传输时间差，单位通常为ps/m，是少模光纤中特有的模间参数，能够评估模分复用传输系统的功耗。在光纤长度相同的情况下，DMGD数值越大，不同空间模式所承载的信号到达接收端的传输时间差也越大，这将会增加接收端多输入多输出均衡算法的抽头数，从而导致接收端数字信号处理的计算复杂度大幅提升，严重增加了接收端数字信号处理的功耗，因此，为了评估模分复用传输系统的功耗，对少模光纤DMGD的测量表征尤为重要。现有技术中公开了一种少模光纤差分群时延测量方法，通过不同模式的调频连续光信号的模间干涉，将传统的幅频响应测量转换为模间干涉所产生的差频项探测，得到差频分量，对差频分量进行解调得到DMGD，计算复杂度低；然而，由于两个值相等但符号相反的DMGD会导致相同的差频分量，因此该方法存在无法区分负数值的DMGD的弊端。

发明内容

为解决当前少模光纤差分群时延测量方法存在无法区分负数值的DMGD的问题，本发明提出一种基于可调谐电时延的模间参数测量装置及方法，能够区分正数值或负数值的DMGD，拓宽DMGD测量的范围。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于可调谐电时延的模间参数测量装置，该测量装置用于少模光纤的差分群时延DMGD测量，所述测量装置包括，发射端、第一光子灯笼、第二光子灯笼及分析模块；

第一光子灯笼和第二光子灯笼之间接入待测少模光纤，发射端产生两束具有多音信号的基模光信号，其中一束具有多音信号的基模光信号上被加载有可调谐电时延Δτ₁，两束基模光信号经第一光子灯笼转换成不同空间模式光信号并传输至待测少模光纤，第二光子灯笼将从待测少模光纤输出的不同空间模式光信号转换成基模信号，所述分析模块获取基模光信号的光谱，记录光谱中+1阶与-1阶边带之间的功率差值，设该差值的绝对值为绝对功率差，在基模光信号的任意两个射频频率ω_i,ω_j的+1阶与-1阶边带之间的绝对功率差同时为零时确定可调谐电时延Δτ₁的值，利用可调谐电时延Δτ₁的值计算得出待测少模光纤的差分群时延DMGD。