[发明专利]空分复用所用的少模光纤链路

说明书

本发明涉及一种光链路，包括N个光纤，其中N≥2。各光纤包括光纤芯和包围所述光纤芯的光包层，其中：所述光纤芯具有α_i≥1的单一α_i渐变折射率分布，并且所述光纤芯具有半径R_1i，其中i∈[1；N]是用于指定所述光纤的指标。所述光包层包括被称为槽的包围所述光纤芯的具有凹型折射率n_trenchi的区域。根据本发明的实施例，针对所述光链路中的所有光纤，选择所述光纤芯的半径R_1i和所述长度L_i，使得R_1i≥13.5μm并且满足质量标准C。因而，本发明提供了使得能够在达到低的差分模式组延迟的情况下、引导与现有技术的FMF链路相比数量有所增加的LP模的少模光纤链路。

技术领域

本发明涉及光纤传输领域，并且更具体地涉及空分复用所用的改进的少模(few-mode)光纤链路。

背景技术

传统上，光纤包括传输光信号的光纤芯以及将光信号限制在光纤芯内的光包层。为此，纤芯的折射率n_c大于包层的折射率n_Cl。通常，光纤的特征由使折射率(n)与光纤的半径(r)相关联的折射率分布来描述：在x轴上示出相对于光纤中心的距离r，并且在y轴上示出半径r处的折射率n(r)与光包层的折射率n_Cl之间的差Dn。

如今，主要存在多模光纤和单模光纤这两类光纤。在多模光纤中，对于给定波长，多个光模式沿着光纤同时传播，而在单模光纤中，高阶模(以下称为HOM)是进行了截除或高度衰减的。

单模光纤通常用于诸如接入网或城域网等的长距离应用。为了获得能够传输单模光信号的光纤，需要直径相对较小的纤芯(通常为5μm～11μm)。为了满足高速或高比特率的应用(例如，10Gbps)的要求，标准单模光纤需要使用被调谐成通常以1550nm的波长进行工作的调制单模激光发射器。然而，单模光纤遭受非线性问题，而这成为光纤传输容量的主要限制。

多模光纤通常用于诸如局域网(LAN)和多住户单元(MDU)等(更通常已知为建筑物内网络)的要求高带宽的短距离应用。多模光纤的纤芯的直径通常为50μm或62.5μm。电信中最普遍的多模光纤是渐变折射率分布光纤。通过使模间色散(即，沿着光纤的光模式的传播延迟时间或组速度之间的差，还被称为差分模式组延迟即DMGD)最小化，这种折射率分布针对给定波长保证高的模式带宽。然而，这种光纤设计不利地增强了模耦合，这样妨碍了多模光纤在长距离通信方案中的使用。

由于经由光纤网络的数据业务持续呈指数增长，因此针对特别是跨越长距离的不断增长的每光纤业务的需求不断增加。为此，开发了使得多个单独数据流能够共用同一光纤的复用技术。在这些技术中，有前景的一个方法是空分复用(SDM)，其中在空分复用中，利用单个光纤所引导的多个光信号模式各自来提供该光纤内的多个数据通道。

这种技术要求开发被称为少模光纤的新型光纤，其中这些新型光纤支持一个以上的空间模式，但比多模光纤所支持的空间模式少。PCT专利文献WO2011/094400中特别公开的这种少模光纤支持约2～50个模式。这些少模光纤可被配置成不存在多模光纤中所发生的模式色散问题。

使用少模光纤(FMF)的空分复用传输由于有可能使单模传输的容量增大要使用的模式的数量倍，因而近来受到极大关注。

少模光纤的设计的一个方法包括使差分模式组延迟(DMGD，即空间复用所使用的导模(guided mode)的各个到达时间的差)最小化，由此可以与作为连接长距离的限制因素其中之一的模耦合现象无关地使用复杂的2N×2N(N是空间模式的总数，即包括LP(线偏振)模简并)的MIMO技术来同时检测所有的模式。然而，该优化在LP模的数量增加的情况下，变得越来越难。

然而，要注意，可以通过使有效折射率差接近的LP模成组、并且检测LP模的组而不是单个LP模，来使用不太复杂的MIMO技术。