随着通信量的增加,人们对通信容量的需求呈现出爆炸性的增长,大数据、云服务等信息技术高速迸发,光纤通信的优势日益凸显,如何突破传统光纤技术的束缚,实现光纤通信的高速率、大容量、长距离传输既是机遇,也是挑战。传统的单芯、单模光纤在传输容量和传输速率上已经达到了传输瓶颈,而多芯光纤、多模光纤在传输维度上大大突破了普通单模、单芯的传输瓶颈,基于模式复用及多芯光纤技术研究正在成为一个研究热点,引起了国内外学者的兴趣。本文分析了多模、多芯传输技术特点,对少模多芯光纤传输系统进行研究。由于国内外对少模多芯光纤传输系统研究的相关文献很少,还没有实现商用,所以对这种新型光纤信道进行建模仿真,通过信道仿真结果和设计光纤参数对这种新型光纤信道进行合理规划设计、可行性论证。为了能更好地使仿真信道与实际信道特性相符合,最有效直接的办法即为对已经相对成熟的多模、多芯光纤信道特性进行分析和归纳,结合两种信道特性,建立起少模多芯光纤信道模型。信号通过复杂的信道之后必然会有很大的损伤,只有对信号进行相应的估计处理,恢复原来信号,才能实现少模多芯光纤传输大容量、长距离的优点。所以本文在对少模多芯光纤传输信道建立模型之后,对该信道信号估计方法做了相应研究,从而对少模多芯光纤传输技术有了更精确的论证。本论文的主要研究内容及主要创新有:(1)研究了有关多芯、少模以及少模多芯光纤复用系统的关键技术,分析总结了多芯、少模以及少模多芯光纤信道特性,并对各种信道进行建模、仿真。建模时,主要考虑的因素包括不同模式、不同纤芯之间的耦合,普通单模等链光纤中的衰减、色度色散、偏振模色散、非线性效应和噪声等链路中的信号损伤等,在对各种信道进行建模、仿真之后,提出了一种基于非均匀模场分布的少模多芯光纤信道建模方案,仿真分析并通过合理设计光纤信道参数,实现光纤大容量、长距离传输。(2)针对前期信号通过多芯、少模以及少模多芯光传输信道传输,提出了适用于各信道的信号估计算法。首先分析了适用于多芯耦合信道的估计算法——一种基于耦合系数来改变训练序列长度的改进LMS算法;对于少模耦合光纤信道,运用了效果比较好,结构算法比较简单的ICA均衡算法;对于少模多芯信道的耦合均衡,则是采用以上两种算法的结合mimo算法,重新构造了适用于沙漠多芯信道的均衡算法结构。对每种信道采用的均衡算法进行matlab仿真实验,均衡效果很理想,这样,使得光纤大容量传输的实用化更近了一步。