由Georg Rademacher领导的美国国家信息和通信技术研究院（NICT）网络系统研究所、Nicolas K.Fontaine领导的诺基亚贝尔实验室（美国贝尔实验室）和Prysimian group（Prysimian，法国）在皮埃尔·塞拉德（Pierre Sillard）的领导下，成功实现了世界上第一个单芯多模光纤传输速率超过每秒1千兆比特的技术。这使多模光纤中的电流记录传输增加了2.5倍。

迄今为止，在支持大量模式的光纤中的传输实验仅限于较小的光带宽。在这项研究中，该技术展示了将高光谱效率的宽带光传输与光纤引导的15种光纤模式相结合的可能性，这种模式的包层直径符合当前的行业标准0.125mm。

这是由模式多路复用器和支持在23公里距离上超过80纳米的宽带传输的光纤实现的。这项研究强调了单芯多模光纤在大容量传输方面的巨大潜力，这种光纤制造工艺与标准多模光纤的生产工艺相似。

这项研究的结果通过第46届欧洲光通信大会（ECOC 2020）技术鉴定。

在过去的十年里，全世界都在进行深入的研究，以提高使用空分复用的光传输系统中的数据速率，以适应指数级增长的数据传输需求。与多芯光纤相比，多模光纤可以支持更高的空间信号密度，并且更易于制造。然而，将多模光纤用于高容量空分复用传输需要使用计算密集的数字信号处理。这些需求随着传输模式的增多而增加，实现支持大量光纤模式的传输系统是一个广受关注的研究领域。

在NICT，利用Prysmian公司的传输光纤和Bell实验室开发的模式复用器设计并进行了传输实验。NICT开发了一个宽带收发子系统，用于发射和接收几百个高频谱效率、高信号质量的WDM信道。新型模式复用器基于多平面光转换过程，15根输入光纤的光在相位板上多次反射，以匹配传输光纤的模式。传输光纤长23公里，采用渐变折射率设计。它基于现有的多模光纤设计，这些设计针对宽带运行进行了优化，包层直径为0.125 mm，涂层直径为0.245 mm，均符合当前行业标准。该传输系统在多模光纤中的第一次传输超过每秒1千兆位，将当前记录显示提高了2.5倍。

当在多模光纤传输系统中增加模式数目时，所需MIMO数字信号处理的计算复杂性增加。然而，所使用的传输光纤具有较小的模式延迟，简化了MIMO的复杂性，并且在较大的光带宽上保持了这种低模式延迟。因此，我们可以演示382个波长通道的传输，每个通道都用64-QAM信号调制。单芯多模光纤具有空间信号密度高、制造工艺简单等优点，其大容量传输的成功，有望为未来大容量光传输系统的大容量多模传输技术提供新的发展方向。

在未来，我们希望能够扩大大容量多模传输的距离，并将其与多核技术相结合，为未来的大容量光传输技术奠定基础。

该实验结果的论文发表在第46届欧洲光通信会议（ecoc2202020年12月6日-10日）上，该会议是与光纤通信相关的最大的国际会议之一。该会议原计划在比利时布鲁塞尔举行，但由于新的冠状病毒流行，几乎不得不举行。这篇论文得到了非常高的评价，并在12月10日举行的最新研究特别会议上被采纳。