摘要：本文分析了多芯光纤用于空分复用的优势，探讨了多芯光纤结构参数对芯间串扰的影响。结合已报道的实验结果，证明了通过优化设计纤芯的结构分布、折射率分布以及合理安排芯间距离等方式可以有效地降低芯间串扰，提升多芯光纤的传输性能的结论。介绍了近年来多芯光纤用于空分复用传输的实验，并在此基础上对目前存在的问题和未来发展前景进行了探讨与展望。指出以多芯光纤为代表的空分复用技术将是未来光纤通信系统和光传输网络容量拓展和升级进化的重要方向，也将是光通信领域学术界和产业界研究关注的热点。

关键词：空分复用；多芯光纤；芯间串扰；大容量传输

一、引言

近年来，光纤宽带的快速普及和云计算、物联网等新兴产业的飞速发展，促使人们对大容量高速率信息传输的需求日益增长。根据工信部《2016年通信运营业统计公报》，互联网宽带接入端口数量达到6.9亿个，比上年净增1.14亿个，同比增长19.8%。随着400Gbit/s和1Tbit/s等超100G高速光传输技术的提出和演进，光通信系统对光纤的传输容量提出了更高的要求。传统通过扩展光纤传输波段C+L的方式以及采用高阶调制模式，如正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）、正交幅度调制（quadrature amplitude modulation, QAM）等提高光纤容量的方式正使得普通单模光纤的传输容量迅速接近其物理极限，进一步提升的空间已十分有限。因此，如何发展更大容量更高速率的传输光纤成为光通信行业亟待解决的一个问题。

目前，快速发展的空分复用（space division multiplexing, SDM）技术被认为是突破单模光纤传输容量极限，满足未来大容量高速率光纤系统需求的一个重点研究方向。与传统的频分复用和波分复用技术不同，光纤通信中的空分复用技术是指利用光纤空间上的分割实现信道复用的一种方式，主要包括在同一包层内放置多个纤芯的多芯复用技术，即多芯光纤（multi-core fiber, MCF）;在同一纤芯内同时传输若干偏振模式的少模复用技术，即少模光纤（Few-mode fiber, FMF）以及结合若干偏振模式和多个纤芯的少模多芯复用技术，即少模-多芯光纤（few-mode and multi-core fiber, FM-MCF）。其中，基于空分复用的多芯光纤具有可在不增加光缆铺设空间和费用的情况下实现对光纤的扩容，更好地克服单模光纤传输容量的限制等优势。因此，多芯光纤的广泛研究将极大促进空分复用技术的发展。