[发明专利]用于在多模和/或多芯光纤上传输的系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及光学通信的领域，更具体地，涉及使用多模或多芯类型光纤的光学通信。

背景技术

长距离(几百到几千公里)的光学传输使用单模光纤。这些提供了如下优点：不会表现出振模色散(modal dispersion)(除了偏振模色散)以及能够承受每波长几十Gibts/s的高输出并且能够针对多个波长做到这样。

然而，对于短距离的传输，特别是对于宽带局域网(LAN)，多模或多芯光纤成为特别引起关注的选择，因为他们使得可以使用低成本部件(塑料或POF光纤)。

硅多模光纤具有允许几个导模的传输的大直径的纤芯，注意，L_lp为线偏振，其中l是方位角模式索引，p是径向模式索引。模式LP₀₁是唯一能够在单模光纤中传输的基本模式。模式L_lp的总数量取决于几何参数(纤芯的直径，特别是折射率分布)。被传输的信息分散在不同的导模。则多模光纤的通带被模间色散限制。常规的多模光纤(直径为62.5μm而不是单模光纤的8-10μm的纤芯)实现了几百个模式的传播。

当模式L_lp的数量很低时(通常从2至10个模式，对应于归一化频率参数V<8的值)，其是弱多模光纤或FMF(少模光纤)的一种说法。

在它们对光学通信的应用中，FMF本质上被用于根据基本模式的传播。

FMF光纤通常提供单模光纤与标准多模光纤(几百个模式)之间的良好折衷，因为它们使得可以获得光纤产品的高通带x长度。

多模光纤的通带通常比单模光纤的通带大，每个模式被独立地调制并且被传输的信号在不同的模式上被复用。然而，该通带在传播期间被模式L_lp之间的耦合(模间串扰)所限制。此外，考虑到光纤的非理想性和不均匀性，不同的模式并不经历相同的衰减。也称为MDL(模式色散损耗)的模式之间的损耗差L_lp导致对噪声源的敏感度增加，这可明显地限制这些系统的范围。

多芯光纤包括在共同外壳中的多个纤芯(通常从2到7个纤芯)。纤芯的尺寸足够小以仅能在它们的每个中实现单模传输。不同于多模光纤，这些因此不会表现出模间色散。另一方面，逐渐消散的波引起不同纤芯之间的耦合(芯间串扰)，当纤芯的数量很高或芯间距离很低时，串扰的电平都较高。如先前模间耦合所引起的，芯间耦合也限制这些系统的范围。

无论何种类型的光纤，通带的另一个限制是由于偏振相关损耗或PDL以及偏振模色散或PMD。实际上，在理想的光纤中，根据两个正交轴被线偏振的两个信号经历相同的衰减并且以相同的速度传输。然而，实际上，光纤的不对称缺陷和随机不理想性不同地影响两个正交偏振并且导致信号的劣化，这限制了能够在光纤上获得的最大输出。

当被注入到光纤的光功率足够高以在其中产生非线性影响时，出现另外的限制。这将特别是当人们必需借助高强度的光信号以补偿用于长距离传输的光纤的衰减时的情况。

特别是当使用波长复用传输或WDM(波长频分复用)时，出现该限制。

实际上，以第一波长传输的高强度波可通过克尔效应修改在接近第一波长的第二波长的光纤的折射率。更一般地，当两个波在光纤中传播时，其中一个根据另一个的强度观测其相位调制，反之亦然。称为交叉相位调制或XPM的这种现象在当播放中的光强度是重要的并且当波长很接近时更敏感。因此它影响运行在长传输距离(长运输)的具有高光谱密度的第一种情形的WDM系统，也称为DWDM(密集WDM)。当在低输出的由OOK(开关键控)调制来强度调制的光信号与在高输出的被相位(PSK)和/或幅度(QAM)调制的光信号在光纤中传播时，这种现象尤为明显。当这些被相位和/或幅度调制的信号的光谱效率(或以等价的方式，它们调制的次序)较高时，在接收到这些被相位和/或幅度调制的信号后，信噪比将会更加地劣化。

本发明的基本问题是解决分别由模间串扰和芯间串扰所造成的限制。

第一附属问题是另外解决当用于传输的系统使用偏振复用时的偏振相关损耗(PDL)/偏振模色散(PMD)的现象。

第二附属问题是另外解决当用于传输的系统使用波长复用时的交叉相位调制(XPM)。

发明内容

本发明由用于弱多模光纤上的光学通信系统的发射机来限定，该发射机包括：

‐编码器，称为空时编码器，将每个将被传输的符号块d₁,...,d_M转化为码矩阵，所述矩阵的每个元素与弱多模光纤的使用时间和传播模式相关；