近日，北京大学信息科学技术学院电子学系区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室联合中国移动、华为、长飞，共同实现了全球首个基于弱耦合少模光纤的骨干网高速实时传输原型系统验证，实现了总长度为300km的3模式×4波长×200Gb/s弱耦合模分复用传输实验，快速推动了面向未来的基于多维复用的超大容量光传输技术的研究进步。
图1 三模式弱耦合模分复用实时传输系统框图
随着全球网络流量长期迅猛发展，建立在传统单模光纤上的光通信网络即将出现容量危机，研究以新型空分复用光纤为基础的下一代光传输技术已成为国际重大需求。空分复用光纤分为多芯和少模两大技术体制，两者结合可实现光纤容量数量级的提升。然而受限于光纤模式调控理论和设计方法的不足，国际范围内少模传输技术仅能做离线实验或低速实时验证，其实用化技术是国际重大难题。北京大学李巨浩副教授、何永琪教授和陈章渊教授团队在光纤新型模式调控理论和涟漪纤芯光纤设计方法上实现了重大突破，提出的新型弱耦合少模光纤及模分复用传输系统与现有单模OTN设备高度兼容，有较好的实用化前景。
图2 原型系统测试环境
以新型光纤的突破为契机，参与的各单位研究团队密切合作，从光纤、复用器件和传输系统综合设计等方面进行了全面优化，完成了本次传输原型系统的研制。其中北京大学牵头完成了光纤和系统总体的设计，并加工设计了配套的低损耗低串扰模式复用器件，主要参研人员为博士后高宇洋、博士生左铭青、崔健等；长飞光纤光缆股份有限公司优化光纤工艺完成了新型光纤的制备；中国移动与华为股份有限公司联合完成了200G QPSK OTN商用设备的系统设计；各单位联合在中国移动实验室内搭建了原型系统，最终实现了LP01/LP02/LP03三个模式分别携带四个200G波长信号共同传输300km的实时弱耦合模分复用系统验证。相较于此前同类实验，可用模式数增加至3个，传输距离提升至3倍，为目前世界纪录。
本次实现的新型模分复用光传输原型系统，在国际上率先构建了空分复用宽带光传输系统理论体系及系统架构，为推动我国下一代光通信产业布局和可持续发展做出了贡献。
图3 (a) 弱耦合十模光纤横截面；(b) 弱耦合十模光纤纤芯结构；(c) LP01、LP02、LP03模式模场图
