[发明专利]用于在具有模式和/或芯加扰的光纤上传输的方法和系统

说明书

本发明涉及一种在具有模式或芯加扰的光纤(130)上传输的系统和方法。该系统包括空间‑时间编码器(110)和分别与所述光纤的单独传播模式或芯相关联的多个调制器(125₁，...，125_n)，每个调制器调制激光束。所述光纤包括多个片(130₁，...，130_L)，放大器(140l)设置在光纤的任何两个连续片之间。模式扰码器(150)与每个放大器相关联，以便于在至少两个连续片之间执行所述模式的置换。

技术领域

本发明总体上涉及光通讯领域，更具体地说，涉及使用多模或多芯类型的光纤领域。

背景技术

长距离(几百到几千公里)的光传输使用单模光纤。这些具有不显示模态色散(除了偏振模色散)以及即使对于多个波长也能处理每波长数十Gbit/s的高比特率的优点。

然而，对于短距离传输，特别是对于宽带局域网(LAN)，多模或多芯光纤构成对单模光纤特别有利的替代方案。可以对两种类型的多模光纤进行区分：塑料光纤(或POF)和石英光纤。第一种光纤通常连同在线末端的简单能量检测一起使用，而不在各种模式上复用数据。另一方面，第二种光纤通常仅允许少量模式的传播，但是连同在各种模式上的数据复用和检测一起使用，这使得它们有利于确保短距离和长距离两者上的高传输容量。

石英多模光纤具有允许传播多个导引模式的大直径芯，对于直线偏振其由的L_lp表示，其中，l是方位角模式指数，p是径向模式指数。模式LP₀₁是唯一一个能够通过单模光纤传播的基本模式。模式L_lp的总数取决于光学几何参数(芯直径，特别是折射率分布)。要发送的信息在各种导引模式上分布。当导引模式的数量小时，称为弱多模光纤。更具体地，如果光纤的归一化频率参数V＜8，则光纤被称为弱多模。

多模光纤的带宽通常高于单模光纤的带宽，每个模式被单独调制，并且要发送的信号在各种模式上被复用。然而，这种带宽受到传播期间的模间耦合L_lp(模间串扰)的限制。

此外，对于长距离，必须在光纤切片之间提供放大器。由于这些放大器的增益模式色散(以及，例如由于诸如多路复用器或信号分离器的其它光学部件而导致的增益模式色散)和较小程度的光纤中的缺陷(特别是在切片之间的接合)，各种模式不经受相同的衰减水平。模式相关损耗(MDL)L_lp导致对噪声源的灵敏度增加，这将会实质上限制这些系统的范围。

多芯光纤在共享的护套内包括多个芯(通常在两个到七个芯之间)。芯的尺寸足够小，只允许通过每个芯的单模传播。因此，与多模光纤相比，这些光纤没有表现出模态色散。然而，消逝波(evanescent wave)导致了各个芯之间的耦合(芯间串扰)；芯的数量更多并且芯间距离更短，串扰的水平成比例地更高。类似于上述的模间耦合，芯间耦合限制了这些系统的范围。

在本申请人名下的申请FR-A-2977099中已经提出使用空间-时间编码在多个模式(在弱多模光纤中)或芯上发送符号。这种技术允许在模间或芯间串扰的情况下实质上降低误码率。然而，对于相同的信噪比，误码率仍然保持高于加性高斯信道所观察到的误码率。

因此，本发明的目的是在通过多模或多芯光纤传输的情况下进一步降低误码率。

发明内容

本发明由用于多模光纤上的光传输的系统限定，其包括：

-编码器，其被称为空间-时间编码器，将要发送的每个符号块发送到码矩阵中，所述矩阵的每个元素与使用时间和所述光纤的传播模式相关；

-分别与所述光纤的单独传播模式相关联的多个调制器，每个调制器借助于矩阵的对应元素来在使用时间内调制激光束，由此调制的每个激光束被注入到所述光纤中以便于以单独模式传播穿过光纤；

其中：