多模光纤、用于光纤系统的模式延迟调整器及使用此类光纤、调整器及系统的方法
【专利摘要】一种设备包含具有选定的多个光学传播模式的多模光纤。所述选定的多个光学传播模式可仅包含所述多模光纤的所述光学传播模式的适当子组或可包含所有所述光学传播模式。所述选定的多个光学传播模式中的每一光学传播模式具有针对光学电信C带、光学电信L带及光学电信S带中的至少一者中的光在对应范围内变化的群速。对应于所述选定的多个光学传播模式中的所述模式中的不同者的所述范围是不重叠的。所述范围的群速邻近对的所述范围由小于约10,000米/秒的非零间隙分离。
【专利说明】多模光纤、用于光纤系统的模式延迟调整器及使用此类光纤、调整器及系统的方法
[0001]本申请案主张2012年3月5日提出申请的第61/634，784号美国临时申请案的权.、
Mo
【技术领域】
[0002]本发明涉及多模光纤、可与多模光纤一起使用或包含多模光纤的装置及使用此类光纤及装置的方法。
【背景技术】
[0003]本章节介绍可有助于促进对本发明的更好理解的方面。因此，此章节的陈述须以此观点来阅读且不应理解为对什么是现有技术或什么是非现有技术的认可。
[0004]多模光纤早已为人所知。本文中，多模光纤为在单个波长下具有两个或两个以上光学传播模式的光纤，其中所述光学传播模式中的两者具有不同群速。在径向对称多模光纤中，具有不同径向光强度分布型的光学传播模式通常具有不同群速。但是，在此多模光纤中，群速的一些值可与多个光学传播模式相关联。举例来说，轴向对称多模光纤可具有一组具有相反正负号的相同径向光强度分布型及正交偏振分布及/或角动量的光学传播模式。在轴向对称多模光纤中，此组的不同模式可具有相同群速。
[0005]近年来，某一研究已将使用多模光纤来光学传输比单模光纤高的数据速率作为目标。特定来说，在多模光纤中，不同光学传播模式可载运不同数据流。举例来说，使用不同光学传播模式来载运不同数据流可实现每波长信道的数据速率相对于许多单模光纤中的数据速率的增加。
【发明内容】
[0006]在一些实施例中，第一设备包含具有选定的多个光学传播模式的多模光纤。所述选定的多个光学传播模式可为所述多模光纤的所述光学传播模式的适当子组，或可为所述多模光纤的所有所述光学传播模式。所述选定的多个光学传播模式中的每一光学传播模式具有针对光学电信C带、光学电信L带及光学电信S带中的至少一者中的光在对应范围内变化的群速。对应于所述选定的多个光学传播模式中的所述模式中的不同者的范围是不重叠的。所述范围的群速邻近对的所述范围由小于约10，000米/秒的非零间隙分离。
[0007]在所述第一设备的一些实施例中，所述间隙可大于或等于约500米/秒，及/或可小于或等于约5，000米/秒。在一些此类实施例中，所述间隙可小于或等于约2，500米/秒。
[0008]在所述第一设备的上述实施例中的任一者中,所述光纤可为石英玻璃光纤。
[0009]在所述第一设备的上述实施例中的任一者中，所述光纤可具有拥有渐变光学折射率的光学芯。
[0010]在所述第一设备的上述实施例中的任一者中，所述光纤可为凹陷折射率包层类型的光纤。
[0011]在所述第一设备的上述实施例中的任一者中，所述选定的多个光学传播模式可包含所述光学传播模式中的至少三者。在一些此类实施例中，对应于所述模式中的所述三者的所述范围的群速邻近对由大于或等于约500米/秒及/或小于或等于约5，000米/秒的间隙分离。在一些此类实施例中，所述光纤可为凹陷折射率包层类型的光纤。
[0012]在一些实施例中,第二设备包含I XM光学模式多路分用器、MX I光学模式多路复用器及M个光学波导。所述IXM光学模式多路分用器经配置以将在多模光纤中从其第一组中的每一光学传播模式接收的光从所述光学模式多路分用器的光学输入模式选择性地路由到所述光学模式多路分用器的M个光学输出中的对应一者。所述MX I光学模式多路复用器经配置以将在第二多模光纤中到其第二组中的每一光学传播模式的光从所述光学模式多路复用器的M个光学输入中的对应一者模式选择性地路由到所述光学模式多路复用器的光学输出。所述M个光学波导中的每一者将所述光学模式多路分用器的所述M个光学输出中的一者光学连接到所述光学模式多路复用器的所述M个光学输入中的对应一者。
[0013]在所述第二设备的一些实施例中，所述M个光学波导中的不同者具有不同的光学路径长度。
[0014]在所述第二设备的上述实施例中的任一者中，所述M个光学波导可为单模光学波导。
[0015]在所述第二设备的上述实施例中的任一者中，所述光学波导可经配置以至少部分地补偿由在所述第一多模光纤的分段上经由其中的所述光学传播模式中的不同者载运光信号而产生的相对群延迟。
[0016]在所述第二设备的上述实施例中的任一者中，所述M个光学波导中的一些光学波导可经配置以提供色散补偿。
[0017]在一些实施例中，第三设备包含一系列多模光纤跨距及多个差分群延迟补偿器。每一补偿器端连接所述多模光纤跨距的对应对的邻近端，以使得所述跨距及所述补偿器形成多模光学链路的分段。每一差分群延迟补偿器经配置以补偿由在对应于所述每一差分群延迟补偿器的所述对的所述多模光纤跨距中的一者的光学传播模式中的不同者上载运数据而导致的相对时间延迟。
[0018]在所述第三设备的一些实施例中，每一多模光纤跨距可使得其中的选定的多个光学传播模式中的每一光学传播模式具有其值针对光学电信C带、L带及S带中的一者中的光在对应范围内变化的群速。对应于所述范围中的群速邻近者的范围由非零间隙分离。所述间隙中的一些或全部间隙小于或等于约10，000米/秒。
[0019]在所述第三设备的上述实施例中的任一者中，所述间隙中的一些或全部间隙可小于或等于约5，000米/秒及/或大于或等于约500米/秒。
[0020]在所述第三设备的上述实施例中的任一者中，所述差分群延迟补偿器中的一者可包含:1XM光学多路分用器，其用于多模光纤的光学传播模式；MX I光学模式多路复用器，其用于多模光纤的光学传播模式个光学波导。所述M个光学波导中的每一者将所述光学模式多路分用器的M个光学输出中的一者光学连接到所述光学模式多路复用器的M个光学输入中的对应一者。在所述第三设备的此类实施例中，所述光学波导中的不同者具有不同的光学路径长度。
[0021]在一些实施例中，一种方法包含:针对序列的每一波长信道，将N个单独经数据调制光学载波的光模式多路复用到多模光纤的N个对应光学传播模式上或将来自所述N个模式的光模式多路分用到N个对应单独经数据调制光学载波。此处，序列的波长信道的最大及最小中心波长界定横跨光学电信C带、光学电信L带及光学电信S带中的至少一者的区间。每一模式具有其在所述区间上的极限值界定模式带的群速。模式带的群速相邻对是不重叠的且由小于约10，000米/秒的非零间隙分离。
[0022]在方法的上述实施例中的任一者中，所述模式的群速相邻对之间的间隙中的一些或全部间隙可小于或等于约5，000米/秒及/或大于或等于约500米/秒。
[0023]在上述方法的一些实施例中，所述方法可进一步包含对所述光进行光学补偿以去除由光传播穿过多模光纤而产生的差分模式延迟。
[0024]在上述方法的一些实施例中，所述区间可至少横跨光学电信C及L带或至少横跨光学电信C及S带。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1图解说明多模光纤(MMF)的横截面图；
[0026]图2A-2C图解说明MMF的各种实例(例如，根据图1的MMF)中的光学折射率的径向分布型；
[0027]图3示意性地图解说明MMF的一些实例(例如，根据图1、2A、2B及/或2C中的一或多者)的光学传播模式的群速；
[0028]图4示意性地图解说明使用多个光学传播模式(例如，在由图1、2A、2B及/或2C中的一或多者图解说明的MMF)的光学通信系统；
[0029]图5示意性地图解说明用于调整不同光学传播模式之间的群延迟(例如，在图4的系统中)的装置；且
[0030]图6图解说明操作光学通信系统的分段(例如，图4中所图解说明的系统的分段)的方法。
[0031]在各图及文本中，相似参考编号指代功能上及/或结构上类似的元件。
[0032]在各图中，可能放大一些特征的相对尺寸以更清楚地图解说明其中的设备。
[0033]在本文中，通过各图及【具体实施方式】来更全面地描述各实施例。不过，本发明可以各种形式来体现且并不限于各图及【具体实施方式】中所描述的特定实施例。
【具体实施方式】
[0034]本文中，光学电信C、L及S带为用于波分多路复用(WDM)光学通信的常规上界定的波长带。光学电信C带通常指代从约1530纳米到约1565纳米的带。光学电信L带通常指代从约1565纳米到约1625纳米的带。光学电信S带通常指代从约1460纳米到约1530纳米的带。
[0035]图1是多模光纤(MMF) 10 (例如，石英玻璃的轴向对称MMF)的横截面图。MMF 10包含(例如)经掺杂或未掺杂石英玻璃的光学芯12及(例如)经不同掺杂或未掺杂石英玻璃的邻近、周围且接触的光学包层14。光学芯12具有比光学包层14高的光学折射率。光学芯12及/或光学包层14可具有随与光纤10的轴16的径向距离改变的光学折射率。
[0036]图2A-2C示意性地图解说明MMF的各种实例(例如，图1的MMF)的光学折射率的径向分布型(即，垂直于MMF的轴的分布型)。
[0037]图2A通过曲线20图解说明简单阶式分布型MMF中的光学折射率的径向分布型的实例。在简单阶式分布型MMF中，光学折射率在光学芯中具有第一常数值c且在光学包层中具有第二较低常数值d。也就是说，折射率分别在芯及包层内侧具有不随与MMF的轴的距离“r”变化的值。在此MMF中，光学芯可(例如)比相同芯及包层组合物的单模光纤的光学芯宽以支持在传播光的给定波长下具有不同群速的多个光学传播模式。
[0038]图2C通过曲线26示意性地图解说明复杂阶式分布型MMF中的光学折射率的径向分布型的实例。在复杂阶式分布型MMF中，光学折射率可在光学芯中具有第一常数值c且在光学包层中具有随与MMF的轴的距离“r”变化的值。在光学包层中，光学折射率在紧挨光学芯的环形包层区域中具有(例如)第一常数值b，且在紧挨光学芯的环形包层区域外侧具有(例如)不同的较高常数值d。此外，光学折射率的各种值c、b及d遵循以下关系:c>b, c>d且d>b。由于邻接光学芯的环形包层区域的光学折射率具有比光学包层的较远区域低的值b，因此此MMF将称为凹陷折射率包层MMF。
[0039]在凹陷折射率包层MMF中，光学芯及光学包层具有经选择以支持在传播光的给定波长下具有不同群速的光学传播模式的大小及光学折射率。
[0040]图2B通过虚线曲线22及实线曲线24示意性地图解说明不同渐变折射率MMF的光学折射率的径向分布型的两个实例。在渐变折射率MMF中，光学折射率具有随与光学芯的轴的距离“r”变化的值。光学折射率在光学芯中比在光学包层的周围环形区域中大且在光学芯中可比在光学包层的任何部分中大(例如，如曲线22、24中所图解说明)。
[0041]在此类渐变折射率MMF中，光学折射率的径向分布型可经选择以支持在传播光的给定波长下具有不同群速的光学传播模式。确实，光学折射率的不同径向分布型可用于支持如所示意性地图解说明的MMF的实施例。举例来说，所述分布型可具有对与MMF的轴的距离“r”的二次或抛物线相依性，例如，如曲线24中所示意性地图解说明。或者，芯的折射率分布型可具有另一“r”相依性，如曲线22中所示意性地图解说明，其中所述折射率分布型内插于曲线24的二次或抛物线芯分布型与如图2A及2B中的曲线20所图解说明的常数芯分布型之间。此内插芯折射率分布型可产生支持在传播光的给定波长下具有不同群速的一组光学传播模式的MMF。
[0042]图3通过光谱曲线30、32、34示意性地图解说明MMF的一些实施例(例如，如图1中所图解说明)的示范性组的光学传播模式A、B及C的群速。对应MMF可具有绕MMF的轴对称的光学折射率分布型，例如，如图2A、2B及/或2C中所图解说明。A模式具有分布于光谱曲线30上(例如，大约均匀分布)的群速，B模式具有分布于光谱曲线32上(例如，大约均匀分布)的群速，且C模式具有分布于光谱曲线34上(例如，大约均匀分布)的群速。针对每一个别光谱曲线30、32、34，对应组的光学传播模式通常具有群速位于对应带或范围中的共同或实质上类似的径向光强度分布型。在每一此种带或范围中，其一或多个光学传播模式的共同群速随传播光的波长而改变。在每一此种此或范围内，所述组的共同群速的改变优选地及/或通常地随着波长为单调的，且甚至可随着波长为近似线性的，如光谱曲线30、32、34中所示意性地图解说明。群速的模式带或范围中的不同者(例如，模式A-C的模式带)在大的波长区域内(例如，在至少约整个光学通信C带、约整个光学通信L带或约整个光学通信S带内)在的群速的值上不重叠。确实，模式带或范围不重叠的波长区间可甚至包含约整个光学通信C及L带、约整个光学通信C及S带或约整个光学通信C、L及S带。特定来说，针对大的选定波长范围中的光，模式带或范围中在群速范围上相邻的若干者由非零间隙(例如，群速的值的间隙I及2)分离。
[0043]带中的邻近者之间的此类实例性间隙(例如，间隙I及2)为非零的且通常为相对小的。在存在此类非零间隙的情况下，两个群速相邻模式带的光学传播模式将在波长的整个光学通信范围(例如，约整个C带；约整个L带；约整个S带；L与C带的约整个组合；S与C带的约整个组合；或约S、L与C带的整个组合)内具有不同群速。由于此类相邻带的光学传播模式的不同群速，模式间光学串扰及/或模式间非线性光学效应通常应往往在光信号沿着MMF的传输跨距的长度传播时显著地得到平均。此种时间平均通常应减少在传播期间由不合意的模式间光学相互作用(即，在针对此类光学通信的整个所使用的波长范围内于此类邻近带中以不同速度载运数据的情况下)导致的失真。
[0044]然而，在MMF中的传播期间的此时间平均通常在所接收的经数据调制光学载波中留下一些残余模式间串扰。出于所述原因，光学接收器可经配置以执行减少(例如)所接收的经数据调制光学载波中的模式间光学串扰的量的进一步处理。此进一步处理可包含使所接收的经数据调制光学载波或来自其的经相干下混频的光学或电信号穿过光学及/或电均衡器。所述均衡器将使所接收的经数据调制光学载波或来自其的经光学或下混频的电或光学信号与相同光学载波或来自其的经电或光学下混频的信号的经相对时间延迟部分混频。为了执行此混频，所述均衡器通常将在一时间周期内存储光学载波或来自其的经电或光学下混频的信号的部分，所述时间周期在大小上与经数据调制光学载波的在MMF中的光学传播期间导致实质性模式间光学串扰的部分之间的相对延迟相当。出于此原因，确保不同光学传播模式的经数据调制光学载波的此类串扰部分之间的相对时间延迟不变得过大通常为有利的。
[0045]作为一实例，其中实例性每模式数据速率为约100千兆位/秒(Gb/s)的波分多路复用(WDM)系统可具有约50千兆赫的实例性光学信道间隔，即，针对具有约1，550nm的波长的光学通信C带光为约0.4nm。此WDM系统可使用其中色散为(例如)约17微微秒/纳米-千米(ps/(nm-km))的光学传输光纤。对于此WDM系统，可在具有(例如)70千米-120千米的常规长度的光纤跨距内在给定光学波长信道与约4个附近光学波长信道之间发生实质性模式间串扰。也就是说，在光学波长信道与给定波长信道的一侧或两侧的在波长上最近的约四个波长信道(例如，4个较长波长信道、4个较短波长信道或2较长波长信道与2个较短波长信道)之间，此模式间串扰可为实质性的。因此，为了实质上减少或消除在给定信道中由此实例的一个MMF跨距产生的模式间光学串扰，可期望两个光学传播模式的群速相差至少达光学波长信道与其四个最近相邻光学波长信道之间的群速差。因此，光学传播模式的邻近带之间的群速的倒数之间的间隙应至少约等于4X0.4nmX 17ps/(nm-km)的倒数。由于邻近带的群速间隙的量值为所述带的群速的倒数中的间隙乘以所述间隙处的平均群速的平方的大小，因此如果MMF的有效折射率为约1.45，那么此类邻近带的群速自身中的间隙为约1，200米/秒。
[0046]在各种MMF中，邻近模式带之间的此类群速间隙可具有略微不同的值而并不消除MMF的所要性质，例如，在不产生串扰的光学传播模式之间的大而不便的所累加群延迟的情况下对模式间相互作用的平均。出于所述原因，在各种WDM系统中，如图3中所示意性地图解说明的模式间群速间隙(例如，间隙I及2)可具有10，000米每秒或更小的值，或优选地具有5，000米/秒或更小的值，且可具有2，500米/秒或更小的值。为了维持在典型跨距内对不合意模式间相互作用的充分平均，邻近模式带之间的此类群速间隙将通常至少大到约500米/秒。
[0047]发明人相信，可以不同方式来制作其光谱特性在质量上对应于图3中所图解说明的光谱特性的MMF。举例来说，发明人相信(例如)如图2B中所图解说明的渐变折射率芯MMF或(例如)如图2C中所图解说明的凹陷折射率包层MMF可经制作为具有如图3中所示意性地图解说明的光学特性。
[0048]为了进一步描述适合渐变折射率芯类型的光纤的设计，发明人在本文中描述常规MMF的一些性质。具有几个不同光学传播模式的常规阶式折射率MM(例如，其光学折射率分布型图解说明于图2A中的MMF)将通常具有邻近模式带(即，处于群速的附近值的模式带)之间的大间隙。也就是说，在此MMF中，图3的间隙I及2将通常比所要间隙大得多，以使得使用此MMF将通常也需要在光学接收器中使用具有大时间缓冲器的均衡器。相比之下，二次渐变折射率芯类型的MMF(例如，其光学折射率分布型24图解说明于图2B中的MMF)将通常(例如)在光学通信C带的大小的波长范围内具有在群速上强重叠的模式带。因此，将预期图2B的分别曲线20及曲线24的光学折射率分布型产生其中图3的邻近模式带之间的间隙I及2分别过大及过小的MMF。由于此类间隙将随着MMF的光学折射率分布型逐渐改变而在大小上平滑地改变，因此MFF的光学折射率分布型在曲线24的分布型与图2A中的曲线20的分布型之间的平滑内插将通常通过其中群速邻近光学传播模式的带之间的间隙I及2的大小为正且在整个光学通信C带、可能地整个光学通信C及L带或甚至可能地整个光学通信C、L及S带内并不大得不可接受的光学折射率分布型。
[0049]鉴于以上揭示内容，发明人相信还可将凹陷折射率包层类型的MMF(例如，具有如图2C中的光学折射率分布型)设计为具有如图3中所示意性地图解说明的不同光学传播模式的带谱。确实，此MMF的适合形式可能通过以下操作来找出:远离图2A的阶式折射率类型的MMF的光学折射率分布型内插光学折射率分布型，这通常产生带间间隙过大的光学传播模式的带分布。
[0050]基于以上揭示内容，光纤领域的一般技术人员将能够容易地针对具有如图3中所示意性地图解说明的群速分布的MMF设计其它径向光学折射率分布型。举例来说，一些此类其它MMF可具有径向渐变折射率分布型及/或凹陷折射率包层分布型。不过，相信具有如图3中所示意性地图解说明的光学传输特性的MMF比这些类型的光学折射率分布型宽。
[0051]图4图解说明光学通信系统40，其包含光学发射器42、光学接收器44及将光学发射器42光学端耦合到光学接收器44的N个MMF跨距46p462、…、序列。MFF跨距中的一些或全部可端连接到对应差分群延迟补偿器(D⑶048ρ482、…、48ν。
[0052]光学发射器42将多个经数据调制光学载波发射(例如，并行地)到MMF跨距46r46N的序列的第一端。在一些实施例中，光学发射器42可包含使得能够将经不同数据调制的光学载波发射到MMF跨距461-46N的光学传播模式中的不同者及/或经由所述不同者发射所述光学载波的光学模式多路复用器。光学发射器42可经配置以经由一或多个光学波长信道将数据发射到MMF跨距461-46N的光学传播模式中的一些光学传播模式。出于所述原因，光学发射器42还可包含(例如)耦合到光学模式多路复用器的输入的波长多路复用器。因此，在MMF跨距461-46N的个别光学传播模式上，光学发射器42可经配置以在一或多个波长信道上发射数据。确实，光学发射器42可能够将分离的光学数据流发射到多个光学传播模式及其中的多个波长信道。
[0053]光学接收器44从MMF跨距461-46N的序列的第二端接收多个经数据调制光学载波。在一些实施例中，光学接收器44可包含可分离由MMF跨距的光学传播模式中的不同者载运的经数据调制光学载波的光学模式多路分用器。光学接收器44可经配置以从MMF跨距461-46N的光学传播模式中的一些光学传播模式的一或多个光学波长信道接收数据。也就是说，从MMF跨距461-46N的个别光学传播模式，光学接收器44可经配置以从一或多个波长信道接收数据。确实，光学接收器44可能够从多个光学传播模式及多个波长信道接收光学数据流。
[0054]在一些实施例中，光学发射器42及/或光学接收器44可为经配置以执行其它网络功能的光学组件。举例来说，光学发射器42及光学接收器44中的一者或两者可为光学分插多路复用器或光纤网络的光学交叉连接。在此类实施例中，光学发射器42及接收器44可分别经由由MMF跨距46^46!^的序列形成的光学链路的多个光学传播模式发射及接收光学数据流。在此类实施例中，光学通信系统40可为较大WDM光学网络的部分，例如，具有复杂拓扑的光学网络，例如，具有直接连接三个或三个以上MMF跨距(未展示)的端的某一(一些)节点的网状网络。
[0055]在其它实施例中，光学发射器42及光学接收器44中的一者或两者可在MMF跨距46r46N的序列或其子序列上通过所述序列或子序列的较有限数目个光学传播模式及/或波长信道进行通信。在此类实施例中，光学发射器42及/或光学接收器44可在电数据流与光学经数据调制载波之间执行数据的调制及/或解调。在此类实施例中，光学发射器42及/或光学接收器44可包含常规数据调制器、波长多路复用器及/或多路分用器及/或光学模式多路复用器及/或多路分用器。
[0056]MMF跨距461-46N的序列或其子序列形成支持多个光学传播模式及/或波长信道的WDM光学链路。MMF跨距中的一些或全部可包含(例如)如图3所图解说明的MMF，例如，如图1、2Β及/或2C中的MMF。MMF跨距中的一些或全部的邻近对可经由差分群延迟补偿器￠^048^48^ ->48^光学端连接。每一 D⑶￠48^48^部分地或完全地补偿在于MMF跨距中的一者(例如，MMF跨距46r46N中与相同D⑶C 481-48N_1相邻且直接连接到所述相同D⑶C 48^48^的一者或两者)上经由不同光学传播模式发射的数据符号之间产生的相对时间延迟。
[0057]在替代实施例中，D⑶C 48^48^可经配置以部分地或完全地预补偿将由在下一MMF跨距461-46N中载运数据产生的差分模式间群速延迟，及/或部分地或完全地后补偿曾在直接端连接到其的先前MMF跨距461-46N中产生的模式间群速延迟。
[0058]在一些实施例中，D⑶C 481-48n_1可任选地提供光学放大及/或光学色散补偿。
[0059]图5图解说明(例如)可用作图4的D⑶C 481-48n_1中的任一者的D⑶C的一个实施例48。D⑶C 48包含I XM光学传播模式多路分用器50、MX I光学传播模式多路复用器52及M个光学波导OWp…、OWm的阵列。I XM光学传播模式多路分用器50的光学输入可连接到输入MMF(例如，图4的MMF跨距中的一者)的邻近输出端。MX I光学传播模式多路复用器52的光学输出可连接到输出MMF (例如，图4的在顺序上为下一个的MMF跨距46f46N)的邻近输入端。每一光学波导OW1-OWm将I XM光学传播模式多路分用器50的光学输出中的一者端连接到MX I光学传播模式多路复用器52的光学输入中的对应一者。
[0060]在DGDC 48中，M个光学波导OW1-OWm中的个别者可为光纤或光学波导，例如，单模光纤或波导。个别光学波导OW1-OWm通常具有不同光学路径长度，且光学波导OW1-OWm的光学路径长度可经配置以完全地或部分地补偿由在所连接MMF跨距中经由光学传播模式中的不同者发射数据流产生的相对延迟。作为一实例，如果在MMF中第K光学传播模式具有比第J光学传播模式大的群速，那么第K模式的光学波导OWk将通常比第J模式的光学波导Offj长。在此实例中，第J光学波导OWj与第K光学波导OWk的光学路径长度差可经配置以(例如)大致后补偿或预补偿由相应第J及第K光学传播模式载运的光数据流之间的相对延迟，其中所述相对延迟是由于传播穿过物理上连接到D⑶C 48的相应输入或输出的MMF所致。
[0061]在各种实施例中，光学传播模式多路复用器50及光学传播模式多路分用器52可具有常规形式或可具有另一形式。光学传播模式多路复用器50及光学传播模式多路分用器52的适合构造的实例可描述于以下各者中的一或多者中:由罗兰.逸夫(Roland Ryf)等人在2011年9月16日申请的第13/200072号美国专利申请案；由罗兰.逸夫等人在2010年6月30日申请的第12/827284号美国专利申请案；由罗兰.逸夫等人在2009年6月26日申请的第12/492391号美国专利申请案；由罗兰?逸夫等人在2011年I月7日申请的第12/986468号美国专利申请案；及由罗兰.逸夫等人在2010年6月30日申请的第12/827641号美国专利申请案。所有以上专利申请案以全文引用的方式并入本文中。
[0062]图6示意性地图解说明用于操作使用多模光学传输光纤(例如，图4的系统40的分段)的WDM光学通信系统的部分的方法60的一个实例。
[0063]针对序列的每一光学波长信道，方法60包含将Q个单独经数据调制光学载波的光光学模式多路复用到MMF的预选组的Q个对应光学传播模式上，及/或将来自Q个模式的光光学模式多路分用到对应单独经数据调制光学载波(步骤62)。此处，整数Q大于或等于2，且预选组的Q个光学传播模式为相对正交的。可相对于Q个光学传播模式近似地执行光学模式多路复用或光学模式多路分用。可(例如)在MMF跨距序列的输入端附近(即，通过图4的光学发射器42)执行此光学模式多路复用。可(例如)在MMF跨距46r46N的序列的输出端附近(即，通过图4的光学接收器44)执行此光学模式多路分用。
[0064]在光学波长信道的序列(例如，WDM序列)上，预选组的每一光学传播模式的群速描绘出通常随波长单调变化的对应光谱曲线的轨迹。所述光谱曲线中的每一者对应于群速的一模式带。
[0065]模式带中的不同者在预选波长区间上不重叠且由非零间隙分离，例如，如图3中所图解说明。预选波长区间具有由序列的波长信道的最大及最低中心波长界定的边界。预选波长区间包含(例如)光学电信C、L及S带中的1/2或一者。预选波长区间通常包含(例如)光学电信C、L及S带中的大致一者。预选波长区间可包含光学电信C及L带或光学电信C带及S带或可包含光学电信C、L及S带。
[0066]在预选波长区间中，每一模式具有其极限值界定模式带的边界的群速。所述模式带由可为相对小的非零间隙分离，例如，如先前所描述。举例来说，模式带的每一群速相邻对可由小于约100米/微微秒的间隙分离。由于每一此间隙为非零的，因此N个不同光学传播模式将通常在针对WDM光学通信预选的整个波长区间上具有不同群速。
[0067]方法60还可包含使步骤62的光传播穿过MMF的长度(步骤64)。此处，MMF的长度可包含N个MMF跨距461-46N中的一或多者。
[0068]任选地，方法60可包含对所述光进行光学补偿以去除由经由Q个不同光学传播模式穿过MMF的长度的传播产生的差分模式延迟(步骤66)。所述差分模式延迟由MMF中的Q个光学传播模式的不同速度产生。可(例如)通过在图4的D⑶C 481-48n_1中的一或多者中处理光来部分地或完全地去除此差分群延迟(步骤64)。此补偿可涉及后补偿或预补偿差分模式延迟，例如，以去除由在图4的MMF跨距中的一或多者中的传播导致的差分模式延迟。
[0069]任选地，方法60可涉及执行WDM光的光学模式多路复用，如步骤62中所描述；使经模式多路复用的WDM光传播穿过MMF，如步骤64中所描述；对在MMF中于所述WDM光中产生的差分模式延迟进行光学补偿，如步骤66中所描述；及执行WDM光的光学模式多路分用，如步骤62中所描述。
[0070]可以各种变化形式来执行方法60以产生基于多模光纤的WDM光学通信系统,其中由光学中心波长及传播光学模式界定的不同信道在其光学传输跨距的多模光纤或序列中具有不同群速。
[0071]本发明打算包含所属领域的技术人员根据所述描述、各图及权利要求书将显而易见的其它实施例。
【权利要求】
1.一种设备，其包括: 多模光纤，其具有选定的多个光学传播模式；且 其中所述选定的多个光学传播模式中的每一光学传播模式具有针对光学电信C带、光学电信L带、光学电信S带中的一者中的光在对应范围内变化的群速；且 其中对应于所述选定的多个光学传播模式中的所述模式中的不同者的所述范围是不重叠的；且 其中所述范围的群速邻近对的所述范围由小于约10，000米/秒的非零间隙分离。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述间隙在约500米/秒与5，000米/秒之间。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述光纤为石英玻璃光纤；且 其中所述光纤为凹陷折射率包层类型的光纤。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述选定的多个光学传播模式包含所述模式中的至少三者。
5.—种设备,其包括: 1XM光学模式多路分用器，其经配置以将在第一多模光纤中从其第一组中的每一光学传播模式接收的光从所述光学模式多路分用器的光学输入模式选择性地路由到所述光学模式多路分用器的Μ个光学输出中的对应一者； MX 1光学模式多路复用器，其经配置以将在第二多模光纤中到其第二组中的每一光学传播模式的光从所述光学模式多路复用器的Μ个光学输入中的对应一者模式选择性地路由到所述光学模式多路复用器的光学输出；及 Μ个光学波导，所述Μ个光学波导中的每一者将所述光学模式多路分用器的所述Μ个光学输出中的一者光学连接到所述光学模式多路复用器的所述Μ个光学输入中的对应一者。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述Μ个光学波导中的不同者具有不同的光学路径长度。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述Μ个光学波导经配置以至少部分地补偿由在所述第一多模光纤的分段上经由其中的所述光学传播模式中的不同者载运光信号产生的相对群延迟。
8.—种设备,其包括: 一系列多模光纤跨距； 多个差分群延迟补偿器，每一补偿器端连接所述多模光纤跨距的对应对的邻近端，以使得所述跨距及所述补偿器形成多模光学链路的分段；且 其中每一差分群延迟补偿器经配置以补偿由在对应于所述每一差分群延迟补偿器的所述对的所述多模光纤跨距中的一者的光学传播模式中的不同者上载运数据而导致的相对时间延迟。
9.根据权利要求8所述的设备，其中每一多模光纤跨距使得其中的多个光学传播模式中的每一光学传播模式具有其值针对光学电信C带、L带及S带中的一者中的光在对应范围内变化的群速，所述多个光学传播模式中的所述模式中的不同者的所述范围是不重叠的，且所述范围的群速邻近者由非零间隙分离，所述间隙中的一些间隙小于约10，000米/秒。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述差分群延迟补偿器中的一者包括: 1ΧΜ光学多路分用器，其用于多模光纤的光学传播模式； MX 1光学模式多路复用器，其用于多模光纤的光学传播模式；及Μ个光学波导，所述Μ个光学波导中的每一者将所述1 ΧΜ光学模式多路分用器的光学输出中的一者光学连接到所述MX 1光学模式多路复用器的光学输入中的对应一者。
【文档编号】G02B6/02GK104303084SQ201380011651
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2012年3月5日
【发明者】勒内-琼·埃西安布尔, 罗兰·里夫 申请人:阿尔卡特朗讯