[实用新型]一种基于模式组复用的光纤前传系统

说明书

本专利申请提出了一种基于模式组复用的光纤前传系统；该系统能提供单模光纤传输系统的四倍容量；或者在容量或速率上的光纤前传传输压力减小到单模光纤传输系统的四分之一；系统采用大有效折射率差、大有效面积四模式组少模光纤，有效减小非线性效应和模式串扰；为特殊应用场景下移动通信光纤前传长跨距传输提供新思路和保障。

技术领域

本专利申请涉及一种基于模式组复用的光纤前传系统，可应用于光纤通信、光纤无线接入、光学信息处理和新一代信息技术等领域。

背景技术

随着数据通信与多媒体业务需求的不断增加，移动通信飞速发展并不断满足人们的通信需求；然而，现有移动通信网络采用的前端传输接口在数据速率、带宽、时延方面存在很大的局限性；针对这种情况，中国移动通信研究院等单位提出了下一代前传接口NGFI(Next Generation Front-haul Interface)[1China mobile research institute,etal.White Paper of Next Generation Fronthaul Interface， v1.0(2015)]以满足第五代移动通信(5G)发展的需求；NGFI是指下一代无线网络主设备中基带处理功能与远端射频处理功能之间的Front-haul前传接口，提供了五种接口划分方案，既可以采用模拟传输，又可采用数字传输技术以降低对系统参量要求，可灵活取舍，为移动通信Front-haul前传网络的进一步研究提供了重要参考。近年来，NGFI中的无线云中心(RCC,radio cloudcenter)与远端射频系统 (RRS,radio remote system)之间的Front-haul光纤传输的高速率、高容量、长跨距需求日益剧增。同时，随着无线多入多出(MIMO)技术在4G、5G和未来无线通信中的应用，进一步加剧了光纤前传传输压力[2X.Liu,H.Zeng,N.Chand,andF.Effenberger,Bandwidth-Efficient Mobile Fronthaul Transmission for Future 5GWireless Networks,in Asia Communications and Photonics Conference 2015,C.Lu,J.Luo,Y.Ji,K.Kitayama,H.Tam,K.Xu,P.Ghiggino,and N.Wada,eds.,OSA TechnicalDigest(Optical Society of America,2015),paper ASu3E.4]；当然，目前常规无线MIMO技术研究还处于较少的输入和输出数目[3Chi-Hsiang Lin, Chun-Ting Lin,Hou-TzuHuang,Wei-Siang Zeng,Shou-Chih Chiang,and Hsi-Yu Chang,60-GHz optical/wireless MIMO system integrated with optical subcarrier multiplexing and2x2wireless communication,Opt.Express 23,12111-12116 (2015)]；大规模MIMO天线的研究也还处于战略概念和初步地理论仿真阶段，真正部署和实现尚需要较长时间[4E.Larsson,O.Edfors,F.Tufvesson,T. Marzetta,“Massive MIMO for nextgeneration wireless systems,”IEEE Communications Magazine,52(2):186-195(2014)；5L.Lu,G.Y.Li,A.L. Swindlehurst,A.Ashikhmin,R.Zhang,“AnOverviewofMassive MIMO:Benefits and Challenges,”IEEE Journal of Selected Topics inSignal Processing,8(5): 742-758(2014)；6J.Shen,S.Suyama,T.Obara,Y.Okumura,“Requirements of power amplifier on super high bit rate massive MIMO OFDMtransmission using higher frequency bands,”Globecom Workshops(GC Wkshps),2014:433-437]。这样，当前迫切的通信需求和MIMO技术带来了光纤前传在容量和速率上的巨大压力，尽管通过滤波和压缩可以成倍地降低传输速率，仍然对Front-haul光传输网络造成了极大的压力，对未来光纤前传是一个巨大挑战[1；7Yiran Ma, ZhiguangXu,Chengliang Zhang,Huafeng Lin,Qing Wang,Min Zhou,Heng Wang, Jingwen Yu,andXiaomu Wang,Demonstration of digital fronthaul over self-seeded WDM-PON incommercial LTE environment,Opt.Express 23,11927-11935 (2015)；8Y.Ma,Z.Xu,H.Lin,M.Zhou,H.Wang,C.Zhang,J.Yu,andX.Wang, Demonstration of CPRI over Self-seeded WDM-PON in Commercial LTE Environment,in Optical Fiber CommunicationConference,OSA Technical Digest(Optical Society of America,2015),paper M2J.6；9M.Zhu,X.Liu,N. Chand,F.Effenberger,and G.Chang,High-Capacity MobileFronthaul Supporting LTE-Advanced Carrier Aggregation and 8×8MIMO,inOptical Fiber Communication Conference,OSA Technical Digest(Optical Societyof America, 2015),paper M2J.3]。