A comprehensive study on the optical characteristics and high-speed transmission performance of a hexagonally arrayed seven-core fiber supporting both multimode transmission at 850 nm and quasi-single mode transmission at 1310 and 1550 nm are presented. We investigated its optical and transmission characteristics such as inter-crosstalk, modal bandwidth, chromatic dispersion, and misalignment tolerance. The results show that the multicore fiber (MCF) has a high bandwidth at 850 nm while remaining a comparable performance with standard single-mode fiber (SSMF) at 1310 and 1550 nm. The worst inter-core crosstalk is less than −43 dB over a 10 km-long MCF connected with a pairwise fan-in/fan-out devices. The minimum effective modal bandwidth of 8.44 GHz$\cdot$km is achieved with the MCF for multimode operation, while the chromatic dispersion of the MCF at 1550 nm only increases by 7% compared with that of SSMF. In experiment, we successfully performed the 7 × 25 Gb/s multimode transmission over a 300 meter-long MCF at 850 nm and quasi-single mode transmission over a 12.4 and 10 km-long fiber at 1310 and 1550 nm, respectively, with an OOK modulation format. There was no obvious degradation observed when all cores operated simultaneously. Moreover, we carried out 7 × 50 Gb/s PAM4 transmission over a 300 meter-long and 10 km-long MCF at 850 and 1310 nm, respectively, as well as 7 × 40 Gb/s PAM4 transmission over a 10 km-long MCF at 1550 nm. A BER which is well below the forward error correction (FEC) threshold (5 $\times\, 10^{-5}$) was reached for different MCF links.

中文翻译：

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兼容多模和准单模操作的渐变折射率多芯光纤的高速性能评估

对支持 850 nm 多模传输和 1310 和 1550 nm 准单模传输的六边形阵列七芯光纤的光学特性和高速传输性能进行了综合研究。我们研究了它的光学和传输特性，例如串扰、模式带宽、色散和未对准容差。结果表明，多芯光纤 (MCF) 在 850 nm 处具有高带宽，同时在 1310 和 1550 nm 处保持与标准单模光纤 (SSMF) 相当的性能。在与成对扇入/扇出设备连接的 10 公里长 MCF 上，最坏的核心间串扰小于 -43 dB。8.44 GHz$\cdot$km 的最小有效模态带宽是通过多模操作的 MCF 实现的，而 MCF 在 1550 nm 处的色散与 SSMF 相比仅增加了 7%。在实验中，我们成功地在 300 米长的 MCF 上在 850 nm 上进行了 7 × 25 Gb/s 多模传输，并在 12.4 和 10 km 长的光纤上分别在 1310 和 1550 nm 下进行了准单模传输。 OOK 调制格式。当所有内核同时运行时，没有观察到明显的退化。此外，我们分别在 850 和 1310 nm 的 300 米长和 10 公里长的 MCF 上进行了 7 × 50 Gb/s PAM4 传输，以及在 10 公里长的 PAM4 传输上进行了 7 × 40 Gb/s PAM4 传输。 1550 nm 处的 MCF。对于不同的 MCF 链路，达到了远低于前向纠错 (FEC) 阈值 (5 $\times\, 10^{-5}$) 的 BER。我们成功地在 300 米长的 MCF 上在 850 nm 上进行了 7 × 25 Gb/s 多模传输，并在 12.4 和 10 公里长的光纤上分别在 1310 和 1550 nm 上使用 OOK 调制格式进行了准单模传输. 当所有内核同时运行时，没有观察到明显的退化。此外，我们分别在 850 和 1310 nm 的 300 米长和 10 公里长的 MCF 上进行了 7 × 50 Gb/s PAM4 传输，以及在 10 公里长的 PAM4 传输上进行了 7 × 40 Gb/s PAM4 传输。 1550 nm 处的 MCF。对于不同的 MCF 链路，达到了远低于前向纠错 (FEC) 阈值 (5 $\times\, 10^{-5}$) 的 BER。我们成功地在 300 米长的 MCF 上在 850 nm 上成功地进行了 7 × 25 Gb/s 多模传输，并在 12.4 和 10 公里长的光纤上分别在 1310 和 1550 nm 上使用 OOK 调制格式进行了准单模传输. 当所有内核同时运行时，没有观察到明显的退化。此外，我们分别在 850 和 1310 nm 的 300 米长和 10 公里长的 MCF 上进行了 7 × 50 Gb/s PAM4 传输，以及在 10 公里长的 PAM4 传输上进行了 7 × 40 Gb/s PAM4 传输。 1550 nm 处的 MCF。对于不同的 MCF 链路，达到了远低于前向纠错 (FEC) 阈值 (5 $\times\, 10^{-5}$) 的 BER。OOK 调制格式。当所有内核同时运行时，没有观察到明显的退化。此外，我们分别在 850 和 1310 nm 的 300 米长和 10 公里长的 MCF 上进行了 7 × 50 Gb/s PAM4 传输，以及在 10 公里长的 PAM4 传输上进行了 7 × 40 Gb/s PAM4 传输。 1550 nm 处的 MCF。对于不同的 MCF 链路，达到了远低于前向纠错 (FEC) 阈值 (5 $\times\, 10^{-5}$) 的 BER。OOK 调制格式。当所有内核同时运行时，没有观察到明显的退化。此外，我们分别在 850 和 1310 nm 的 300 米长和 10 公里长的 MCF 上进行了 7 × 50 Gb/s PAM4 传输，以及在 10 公里长的 PAM4 传输上进行了 7 × 40 Gb/s PAM4 传输。 1550 nm 处的 MCF。对于不同的 MCF 链路，达到了远低于前向纠错 (FEC) 阈值 (5 $\times\, 10^{-5}$) 的 BER。