[发明专利]用于多纤芯光纤中的纤芯选择的光传输系统和方法

说明书

本发明的实施例提供了一种光传输系统(100)，其包括光发射器(11)，所述光发射器(11)被配置为在包括多纤芯光纤的光纤传输信道(13)上传输数据，所述数据由根据多个纤芯沿着所述多纤芯光纤传播的一个或多个光信号承载，所述多个纤芯中的每个纤芯与一个或多个纤芯参数相关联，其中，所述光传输系统(100)包括纤芯选择设备(17)，所述纤芯选择设备(17)被配置为根据发射纤芯选择标准在所述多个纤芯中选择包括至少一个发射纤芯的一组发射纤芯，所述发射纤芯选择标准与所述一个或多个纤芯参数有关，所述光发射器(11)被配置为在所述一组发射纤芯上传输数据。

技术领域

本发明总体上涉及光通信，并且特别涉及用于多纤芯光纤中的纤芯选择的设备和方法。

背景技术

在过去的几十年中，对网络带宽的需求急剧增长。光通信网络中的通信量主要是由用户和应用程序数量增加所产生的互联网通信量增加引起的。

已经利用频率、时间、相位和极化来满足用户对带宽的需求。此外，波分复用(WDM)、相干检测和偏振分复用(PDM)以及先进的信号处理的实际使用实现了传输容量和使用单模光纤的光通信系统的覆盖范围(reach)的提高。

然而，使用常规的单模光纤的WDM-PDM系统具有较小的纤芯半径，其中波沿单传播模式传播，该WDM-PDM系统几乎达到了光传输系统的非线性容量极限，并且无法满足对更高网络带宽的需求的指数增长。空间仍然是可用于光传输系统中以增加覆盖范围和容量的最后自由度。空间被用作用于创建多个独立空间信道的复用维度，在该信道上独立数据流可以被复用并被承载在同一光纤中。使用空分复用(SDM)，可以将容量乘以独立空间信道的数量，从而增加光纤传输链路的覆盖范围和传输容量。

可以通过多模光纤(MMF)或多纤芯光纤(MCF)实现SDM。多模光纤允许根据不同的空间传播模式传播光。多模光纤的纤芯被扩大以允许传播多于一个空间模式。在光穿过纤芯时产生的反射的次数增加，从而建立了在给定时隙传播更多数据的能力。多纤芯光纤在单个光纤中并入了多个相同或不同的纤芯，每个纤芯为单模或多模。

多模光纤可以提供比单模光纤更高的传输速率。然而，多模光纤会受到若干损害的影响，这主要是由于光学部件(例如，光纤、放大器、空间复用器)的不完善、空间模式之间的串扰效应、以及被称为模式相关损耗(MDL)的非单一串扰效应。

多纤芯光纤可以分类成非耦合MCF和耦合MCF。

在非耦合MCF中，必须适当地布置每个纤芯，以使纤芯间串扰保持足够小，以用于长距离传输应用，以单独地检测来自每个纤芯的信号(即，在接收器处不需要多输入多输出均衡)。已根据不同的纤芯布置设计了若干类型的非耦合多纤芯光纤。这些设计包括“同质MCF”和“具有沟槽辅助的同质MCF”，其中并入了多个等同的纤芯，而“异质MCF”并入了若干类型的多个纤芯。

在耦合MCF中，若干纤芯被放置为使它们彼此强和/或弱耦合。支持单个空间模式和多个空间模式的耦合MCF可以用于高功率光纤激光器应用中。

由于未对准损耗和串扰效应，多纤芯光纤受到若干损害的影响。串扰和未对准损耗引起纤芯相关损耗(CDL)。CDL是一种类似于影响多模光纤的MDL的损害效应。

由于在粘接处和连接器部分处的光纤的不完美，未对准损耗增加。存在三种类型的未对准损耗，包括纵向位移损耗、横向位移损耗和角位移损耗。

串扰效应是由于一个包层中存在多个纤芯而在相邻纤芯之间产生串扰。串扰随着纤芯间距离的减小而增加，并且在光信号质量和集成在多纤芯光纤内部的纤芯的数量方面代表了对容量的主要限制。此外，低串扰效应使得在光接收器处的解码复杂度降低，因为对于小串扰值不需要多输入多输出均衡。

为了减少串扰效应，存在若干光学解决方案，并且可以在光纤的制造过程中应用这些解决方案。