创新背景

研究人员已经研究了使用与标准单模光纤具有相同包层直径但能够支持多种传播路径的先进光纤的传输系统。他们使用标准包层直径的4芯光纤和单芯15模光纤构建了传输系统，在两种光纤上以每秒1PB的速度成功进行了传输实验。标准包层直径多芯光纤中的纤芯数量受到芯间串扰的限制，但是，通过扩大多模光纤的纤芯，仍然可以进一步增加标准直径光纤中的空间通道数。然而，每种模式的传播特性可能会有所不同，从而导致信号质量下降和信号处理复杂性增加。因此，增加模式数需要精确设计的组件，如多路复用器和光纤，以及复杂的处理技术，以便在混模后恢复信号，并实现超出已经演示的15种模式的大容量传输。

创新过程

研究人员使用普睿司曼的单芯55模光纤和由诺基亚贝尔实验室和昆士兰大学设计和制造的模式多路复用器构建了一个传输系统。使用这些组件，该小组在25.9公里内成功传输了每秒1.53petbtes。为了评估55模式信号，研究人员构建了一个高速并行接收机系统。然后，可以通过110 x 110MIMO处理分离55个独立的信号流，以恢复传输的数据。研究人员可以成功接收C波段184波长的偏振复用16个QAM信号。与之前的15模式复用传输相比，随着模式数量的增加，频谱效率提高了3倍以上（332位/秒/赫兹）。该演示表明，在如此高的频谱效率下，只需使用C波段即可传输超过1.5Pb/s的速率，因此未来采用多频段波分复用有望进一步扩展。

创新价值

超越5G（6G）信息通信社会正在全球推广，随着网络设备和数据流量的不断增加，后超越5G时代的信息通信基础设施技术研究也必须进行研究。这一成就是朝着这一目标迈出的重要技术一步。在未来，研究人员将通过扩大频段以及远距离传输和网络部署所需的基础技术来探索进一步的传输容量。

创新关键点

研究人员展示了世界上第一个在任何标准包层直径光纤中以每秒1.53petbtes的创纪录数据速率进行55模式传输。新型55模光纤仅使用最常见的光通信（C-）频段即可实现超高频谱效率和高数据速率。