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在光纤传输系统中，由于多种高速率应用的发展，具有更高容量的传输系统成为当今一个不断发展的研究方向。它不仅改变传统的OOK调制，使之向更高阶的调制模式发展，而且采用波分复用的复用传输模式取代传统的单信道传输。但面临的问题是高速传输中不断增长的需求会令单模光纤容量很快达到饱和。模式复用被认为是解决容量问题的方案，同时也是未来光纤传输系统中一项重要的技术。
本论文对阶跃少模光纤模式复用的关键问题进行了理论和数值的研究，在此基础上分析了模式复用的理论论证，并讨论了这种新型传输系统中的一些重要器件。本文的核心要点是研究了模式耦合中的重要传输参数，模式群时延色散和模式相关损耗。通过推理讨论我们得到以上所提及参数与光纤物理参量之间的关系。本文还在数值上分析了每个参数，最后将未来系统中适用的少模光纤的最佳发展条件进行了分类。
除了根据光纤物理参量研究传输参数，作者还对群时延和模式相关损耗进行了统计性研究，这在长距离模式复用系统中起到了重要的作用。本文主要探讨了长距离模式复用系统中群时延和模式相关损耗的变量和概率分布函数。在给定场景中，本文的研究成果对接收端的最佳信号处理和计算信道容量起到关键的作用。