基于多模多芯的光纤传输系统研究开题报告

 2024-07-03 16:46:11

1. 本选题研究的目的及意义

随着互联网、物联网、云计算等新兴业务的快速发展,数据流量呈爆炸式增长,对光纤通信系统容量和传输距离提出了更高的要求。

传统的单模光纤传输系统受限于非线性效应和香农极限,其容量逼近理论极限,难以满足未来高速大容量传输需求。

多模多芯光纤(Few-ModeMulti-CoreFiber,FM-MCF)传输系统作为一种新型光纤传输技术,通过在单根光纤中集成多个传输模式和多个纤芯,能够在有限的包层面积内成倍提升传输容量,为解决未来光通信容量瓶颈问题提供了promising的解决方案。

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2. 本选题国内外研究状况综述

多模多芯光纤传输系统作为一种新兴的光通信技术,近年来受到国内外学者的广泛关注,并取得了一系列重要研究成果。

1. 国内研究现状

国内方面,清华大学、北京邮电大学、上海交通大学等高校在多模多芯光纤传输系统领域展开了深入研究。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题的主要内容包括以下几个方面:1.深入研究多模多芯光纤的传输特性:分析多模多芯光纤中的模间干扰和芯间串扰机理,以及它们对系统性能的影响;研究不同传输模式和纤芯数量对系统容量和传输距离的影响。

2.研究抑制模间干扰和芯间串扰的关键技术:研究基于MIMO的数字信号处理技术,包括均衡技术、预编码技术等,以抑制模间干扰和芯间串扰,提升系统性能。

3.探索高效的光信号复用与解复用技术:研究基于模式复用和波分复用的混合复用技术,以提高系统容量和频谱效率;研究低复杂度的复用和解复用算法,降低系统实现成本。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、计算机仿真和实验验证相结合的研究方法,具体步骤如下:
1.理论分析阶段:深入研究多模多芯光纤的传输理论,分析模间干扰、芯间串扰、非线性效应等因素对系统性能的影响,推导关键性能指标的理论表达式,为系统设计和仿真提供理论依据。


2.计算机仿真阶段:利用OptiSystem、Matlab等软件搭建多模多芯光纤传输系统仿真平台,对不同调制格式、传输距离、关键参数等条件下的系统性能进行仿真分析,验证理论分析的正确性。


3.实验验证阶段:搭建多模多芯光纤传输系统实验平台,进行系统性能测试,验证仿真结果,并与理论分析进行对比分析。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点在于:
1.提出一种基于深度学习的多模多芯光纤模间干扰和芯间串扰抑制方法。

该方法利用深度神经网络强大的非线性逼近能力,学习多模多芯光纤的复杂传输特性,实现对模间干扰和芯间串扰的有效抑制,提高系统性能。


2.探索基于新型数字信号处理技术的非线性效应补偿方法。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

1. 陈晓明,黄卫平. 少模/多模多芯光纤传输技术研究进展[J]. 激光与光电子学进展, 2022, 59(17): 1700003.

2. 刘德明,刘圣美,付松年. 多芯光纤通信技术最新进展[J]. 中国激光, 2022, 49(11): 1100002.

3. 张林,刘博,任志宇,等. 多芯少模光纤传感技术研究进展[J]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(21): 2100001.

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