基于高阶空间模式动态串扰抑制的少模光纤链路高灵敏度故障检测研究
批准号:
62105246
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
刘峰
依托单位:
学科分类:
传输与交换光子器件
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘峰
中文摘要
本项目提出一种基于高阶空间模式动态串扰抑制的少模光纤(FMF)链路高灵敏度故障检测方法,解决基模LP01故障检测灵敏度受限这一关键科学问题。本项目以研究高阶空间模式瑞利散射特性及表征为基础,探索适用于FMF链路的高阶空间模式故障检测方法,剖析FMF熔接故障点处高阶空间模式损耗机理,研究高效率、低损耗的高阶空间模式激发与分离技术,确定动态空间模式串扰累积效应条件下的故障检灵敏度极致优化方法,提出并验证基于高阶空间模式动态串扰抑制的高灵敏度故障检测实现方案,最终完成6模光纤故障检测的原理性实验,故障检测灵敏度优于0.1dB。该方法通过利用高阶空间模式的高灵敏度检测特性,极大改善了FMF链路故障检测灵敏度及定位精度,且可高效抑制动态空间模式串扰对故障检测灵敏度的影响,能够满足FMF链路故障检测的实际需求。课题的研究对于确保FMF链路可靠、高效运行,推进长距离大容量光纤网络的发展进程有重要意义。
英文摘要
In this project, a fault detection method for few-mode fiber (FMF) link based on high-order spatial mode with dynamic crosstalk suppression is proposed, which solves the key scientific problem of limited fault detection sensitivity of basic-mode LP01. The main efforts in this project will be focused on exploring the high-order spatial mode fault detection method for FMF link based on properties and characterization of Rayleigh scattering in higher-order spatial modes, analyzing the mechanism of high-order spatial mode loss at FMF fault point, researching the high-order spatial mode excitation and separation technology with high efficiency and low loss, and implementing the sensitivity optimal optimization method of high-order spatial mode fault detection when there is dynamic spatial mode crosstalk accumulation effect in the FMF link. On the basis of the above work, an implementation scheme of high-sensitivity fault detection based on high-order mode with dynamic crosstalk suppression is proposed and will be verified experimentally, and the ultimate goal of the scheme is to realize a principal experiment of six mode fiber fault detection in which the fault detection sensitivity is better than 0.1dB. This method can greatly improve the fault detection sensitivity and positioning accuracy by making use of the high-sensitivity detection characteristics of the high-order spatial mode, and it can effectively inhibit the influence of dynamic spatial mode crosstalk on fault detection sensitivity, which can meet the actual needs of FMF link fault detection. This research is of great significance to ensure the reliable and efficient operation of FMF link of FMF link and promote the development process of long-distance and high-capacity optical network.
面对新一代少模光纤研发、网络建设及应用的快速发展,寻求新型长距离高灵敏度少模光纤链路故障检测理论与技术已成为未来空分复用光通信面临的重大挑战。然而,传统单模光时/频反射仪的基模LP01特性故障表征方法难以实现多模式少模光纤链路故障的高性能检测。因此,针对这一问题,本项目从高阶空间模式熔接点处耦合效率模型构建与机理分析出发,建立了基于拉盖尔-高斯分布的高阶空间模式熔接点处耦合效率通用数学模型,揭示了不同参数对高阶空间模式熔接耦合效率的影响机制;设计并实现了基于光子灯笼和少模光纤环形器的新型结构方案,完成了不同高阶空间模式的高效率、低损耗激发与分离,并验证了基于高阶空间模式探测的少模光纤链路盲区故障检测优化方法;深入研究了空间模式串扰与熔接故障损耗的相互作用关系及影响机理,并提出了基于布里渊损耗机制以及波形重构的高阶空间模式动态串扰消除方法,解决了动态空间模式串扰累积效应条件下高阶空间模式故障检测灵敏度劣化问题;建立和发展了基于高阶空间模式动态串扰抑制的高灵敏度故障检测系统,实现少模光纤链路的高灵敏度故障检测。基于上述研究成果已发表相关学术论文15篇,其中SCI收录论文10篇,EI收录论文1篇,EI收录国际会议论文3篇,北大中文核心论文1篇;申请国家发明专利4项,其中授权1项;授权软件著作权1项;培养硕士研究生4名;此外,参加国内/国外学术会议5次等。研究成果所涉及相关关键技术具有重要理论价值和广阔的应用前景,为少模光纤链路高灵敏度故障检测提供科学的理论依据和方法,推进了长距离大容量光网络的发展。
基于波形重构与分集合并接收的长距离高灵敏度少模光反射仪技术研究
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批准号:LY23F050003
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2023
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负责人:刘峰
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依托单位:
国内基金
海外基金