[发明专利]多模光纤光传输系统中的空时和前向纠错联合编码

说明书

本发明的实施例提供了一种光发射器，该光发射器被配置为在多模光纤传输系统中通过光传输信道在至少两个空间传播模式上发射数据序列，该传输系统与预定义的模式相关损耗值关联，其中该光发射器包括：前向纠错码编码器(22)，被配置为通过应用至少一个纠错码来将所述数据序列编码成码字向量；调制器(23)，被配置为通过对所述码字向量应用调制方案来确定一组已调制符号；和空时编码器(24)，被配置为通过对所述一组已调制符号应用空时码来确定码字矩阵。

技术领域

本发明总体涉及光通信，具体涉及用于使用多模光纤的基于光纤的传输系统的编码方法和设备。

背景技术

过去几十年里，光纤的使用有了巨大增长。光纤被用在诸如电信中的众多应用中。电信应用包含例如在全球网络和台式计算机中的应用。这样的电信应用可以涉及声音、数据或视频的越过从小于一米到数千千米的距离的传输。

在过去二十年间，由于互联网的发展，也由于不断增加的互联网用户数量引起的流量增长，对更大网络容量的需求有了显著增长。光纤传输作为关键技术出现了，以满足这样的对全球电信基础设施中更高的数据传输率的持续需求。光纤被用作在基于光纤的通信系统的两端之间传输光的手段。光承载数据，并且允许以比在基于有线的通信系统或无线通信系统中更高的带宽越过长距离进行传输。

光纤表示对光谱中的电磁波进行引导的光波导。波沿着光纤的传播依赖于若干个与光纤有关的参数，诸如光纤的几何形状、光纤的模式结构、折射率的分布，以及制成光纤的材料。光纤通常包含透明芯，该透明芯被包覆以具有较低折射率的透明包层材料。承载数据的光在充当波导的光纤中传播，遵循一连串的内反射。

光纤根据它能够支持的传播模式的数量(也被称为“横模”、“空间模式”或“空间传播模式”)可以被分成两类。这些模式定义了波在光纤中传播时的分布。

光纤包含单模光纤(SMF)和多模光纤(MMF)。单模光纤被设计为根据单个模式承载光，这个模式被称为“基模”。单模光纤缆线具有仅允许基模传播的小直径芯。结果是，所产生的光反射的数量随着光穿过芯而减少，实现了信号的低衰减和快速传播。单模光纤通常被用于长距离应用。

多模光纤允许许多模式在单芯或多芯光纤中传播，其中每个芯可以是单模或多模的。多模光纤缆线具有大直径芯，其允许多模的光的传播。结果是，所产生的反射的数量随着光穿过芯而增加，实现了在给定时隙中传播更多数据的能力。多种传播模式形成了一组正交信道，在这组正交信道上，独立的数据符号可以被多路复用(multiplex)。空分复用(SDM)技术，尤其是模分复用(MDM)技术可以被用于这个目的，并使得链路容量能够以传播模式的数量为倍数而倍增。

多模光纤可以提供比单模光纤更高的传输率。然而，利用多个模式的存在来进行复用和传输更大量的数据符号，要求对若干个模态不利缺陷(modal detrimentalimpairment)进行管理。这些缺陷主要缘于光学部件(例如光纤、放大器和复用器)的不完美，以及各种传播模式之间的串扰效应。这样的不完美造成了非均一化缺陷，例如导致正交性丢失(loss of orthogonality)和/或将独立的数据符号复用的不同信道之间的能量损耗的缺陷。这样的缺陷可以显著降低光链路的容量，并使传输系统的性能恶化，尤其是在长距离应用中。

尤其，通过多模光纤的传播模式受到被称为模式相关损耗(MDL)的非均一化串扰的影响。MDL效应要求用光学或数字信号处理方案来减轻。