语音信号的非线性调制频分复用系统设计_空频复用系统中的四波混频

为了应对网络中数据流量的爆炸式增长，各种各样的复用技术被加以研究和应用，以提高光网络传输系统容量。其中，根据波分复用技术(WDM)已发展为以密集波分复用和粗波分复用两种技术为代表的应用系统，但面向未来新业务的推广、新技术的应用、新业态的形成，光传输网络系统容量需要进一步提高，空分复用技术(SDM)能够将不同模式的光进行复用传输，相比WDM进一步提高了光传输网络系统容量。空分复用技术主要包括模分复用和多芯复用两种技术。多芯复用技术是指将多根纤芯根据不同的排列位置复用到一根光纤中，提高光纤传输容量；模分复用技术是指将不同模式的光进行复用，提高单纤传输容量。

全光信号处理的理论基础是非线性光学，基于光纤的全光信号处理技术已在全光再生、组播、波长变换、格式转换、量化等方面得到较为广泛研究。现有的基于高非线性光纤实现全光信号处理的技术多是基于单根光纤，理论基础之一是四波混频效应。四波混频效应对于波分复用系统(WDM)来说，容易对相邻信道产生串扰，影响不同频率光的传输和接收；但对四波混频效应加以合理应用，能够对光信号进行全光处理，实现再生、组播等功能。多模光纤或者少模光纤能够传输多模式光波，将波分复用和空分复用技术加以结合，就是空-频分复用，空-频分复用能够集合两种复用技术的优点，下面对空-频分复用系统中的四波混频效应进行推导描述：

上面介绍了空频复用光纤传输系统中的四波混频过程的解析分析过程，在了解模分复用系统时，需要注意同单模光纤传输系统进行区分，比如偏振和模式的区别，偏振复用也能使系统传输容量加倍，常见的传输信号调制格式有PDM-QPSK、PDM-16QAM等。偏振是横波的振动矢量偏向与某些固定方向的现象，当振动方向与传播方向在同一平面就是线偏振光；波导中所能传输的电磁场类型称为波导的模式。光波模式不同，在波导中传输时的损耗也不同。每个模式都是一个传输信道，多模式复用传输后，就大大增加了系统传输容量。多路光信号经过模式转换分别送入模式复用器，然后通过多模光纤等多模波导进行传输，然后通过模式解复用器进行模式解复用，再将不同模式的光波通过模式转换后得到不同路的光信号。

模分复用光纤系统更容易受到四波混频、交叉相位调制、自相位调制等非线性效应的影响，有效对MDM系统中四波混频过程进行解析分析，将有助于对空频复用系统中非线性效应的研究和应用，对在模式这一维度上利用非线性效应对信号具有一定理论指导作用。

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参考文献

1. 万峰，等，空频复用光纤中四波混频过程的解析分析方法[J].物理学报,2019,68(11):114207.

2. https://wenku.baidu.com/view/ccc62738a9956bec0975f46527d3240c8447a1eb.html.