[发明专利]用于光横模复用信号的接收器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请的主题涉及R.-J.Essiambre、R.Ryf和P.Winzer的，代理案件编号为Essiambre 22-36，与本发明同日递交的，标题为“Transverse-Mode Multiplexing for Optical Communication Systems(用于光通信系统的横模复用)”的美国专利申请No.12/492,399，该申请通过引用其全部而合并于此。

技术领域

本发明涉及光通信设备，本发明特别地但并非排他地涉及支持光通信系统中的横模复用(TMM)的设备。

背景技术

本部分介绍可以帮助便于更好地理解本发明的诸方面。相应地，本部分的描述应从此方面进行阅读，而不应被理解为承认哪些是现有技术或者哪些不是现有技术。

具有多输入多输出(MIMO)功能的无线通信系统通过在无线信道内开发(而不是试图减轻)多径延迟展宽而提高了总体传输容量。更具体地，无线MIMO通过在发射器和接收器处使用多天线提高了效率和可靠性。由此所导致的平均吞吐量的提高是以信号处理和硬件实现的更大复杂度为代价而实现的，而并非以增加的频谱带宽或是更高的信号功率为代价。

在光通信系统中，例如，由于多模光纤的模式色散与无线传输介质的多径延迟类似，所以用于提高传输容量的MIMO方式是可行的。因此，光MIMO可以用来开发多模光纤固有的高传输容量。但是，用于实施光MIMO的硬件还没有充分发展。

发明内容

在此公开了用于光横模复用(TMM)信号的光接收器的各种实施例。本发明的一种代表性光接收器通过支持多种横向模式的多模光纤来接收TMM信号。该光接收器包括多个操作性耦合至数字信号处理器的光检测器，该数字信号处理器配置用于处理该TMM信号，以确定其模式组成。基于所确定的模式组成，该光接收器对TMM信号的每个独立调制分量进行解调，以恢复在远端发射器处编码至该TMM信号上的数据。

根据一个实施例，提供了一种光接收器，其包括：(A)抽头模块，其配置用于对具有N个独立调制分量的光TMM信号进行采样，以在每个信号传输间隔产生K个光样本，N和K为大于一的正整数，其中K≥N；(B)本地振荡器(LO)源，其配置用于生成光LO信号；以及(C)K个相干检测器，每个相干检测器光耦合至该抽头模块和LO源。该K个相干检测器中的每一个均配置用于(i)将相应的光样本和该LO信号混合，以生成一个或多个光干涉信号；以及(ii)将所述一个或多个光干涉信号转换为指示该光样本的同相分量和正交分量的一个或多个电信号。该光接收器进一步包括数字信号处理器(DSP)，其操作性耦合至该K个相干检测器，并配置用于处理由相干检测器产生的电信号，以恢复由TMM信号的N个独立调制分量的每一个所携带的数据。该光接收器通过支持多种横向模式的多模光纤来接收该TMM信号。在该多模光纤的远程终端，该TMM信号的每个独立调制分量对应于多模光纤的相应单个横向模式。

根据另一实施例，提供了一种光接收器，其包括抽头模块，配置用于对具有N个独立调制分量的光TMM信号进行采样，以在每个信号传输间隔产生K个光样本，N和K为大于一的正整数，其中K≥N。该抽头模块通过支持多种横向模式的多模光纤来接收该TMM信号。该光接收器进一步包括(i)本地振荡器(LO)源，其配置用于生成光LO信号；以及(ii)K个相干检测器，每个相干检测器光耦合至该抽头模块和LO源。该K个相干检测器中的每一个均配置用于：(a)对该LO信号进行相位滤波，以产生相应的经相位滤波光束，其具有对应于该多模光纤的相应选定横向模式的相位/场强度(PFS)图案的PFS图案；(b)将相应的光样本和该经相位滤波光束混合，以生成一个或多个光干涉信号；以及(iii)将所述一个或多个光干涉信号转换为指示该光样本的同相分量和正交分量的一个或多个电信号。该光接收器进一步包括数字信号处理器(DSP)，其操作性耦合至该K个相干检测器，并配置用于处理由该相干检测器产生的电信号，以恢复由该TMM信号的N个独立调制分量的每个独立调制分量携带的数据。