功率受限的光学通信系统中的空分复用的制作方法

本公开内容涉及光学通信系统，并且更具体地说，涉及功率受限的光学通信系统中的空分复用。

背景技术：

在波分复用(WDM)光学通信系统中，单根光纤可用来携带多个光学信号。多个光学信号被复用以形成复用信号或WDM信号，其中多个信号的每个信号被调制在单独信道上。每个信道可处在关联波长，其与邻近信道分隔例如根据由国际电信联盟(TIU)确立的信道规划的定义的信道间距。可在系统上传送的波长的范围称为系统带宽。系统可利用其系统带宽来携带以预期调制格式和比特率的预期数量的信道。

为满足光学传送系统中对传送容量的增大需求，使用了多种技术来增大谱效率。多级调制技术和相干接收器例如已用来允许增大的传送速率和减小的信道间距，由此提高了WDM系统中每个信道的谱效率(SE)。在诸如正交幅度调制(QAM)格式的多级调制格式中，在单个传送的符号上编码多个数据比特。

虽然使用多级调制格式可增大谱效率和传送容量，但此类格式可要求增大的信噪比(SNR)。以高SNR操作要求高光学信道输出功率和高放大器泵浦功率，尤其是用于宽的系统带宽。输送要求的高功率级能够带来显著的技术和经济挑战，特别是在其中用于整个缆线的电功率必须沿缆线传输的海底系统中。在此情形中，用来实现增大性能的能力可受到有限的可用功率量阻碍。

用来增大谱效率的一个可能途径是要实现空分复用(SDM)。在SDM系统中，可使用例如多芯或多模式光纤的多维光纤，并且可将WDM信号分隔到光纤的每个维度上。例如，在SDM系统中，可分隔并在多芯光纤的每个芯上传送信号，而不是在单芯光纤上传送WDM信号。

不幸地，在长距离SDM系统中，必须放大传送光纤的每个维度，例如，每个芯。用来泵浦(pump)多维光纤的每个维度所要求的光学泵浦功率可在功率受限的系统中是不可用的。

附图说明

应参考下面详细描述，该描述应结合下面附图阅读，附图中相似的数字表示相似的部分：

图1图示与本公开一致的示例空分复用(SDM)光学传送系统；

图2是衰减对带宽的绘图,其图示与本公开一致的在与增益平坦滤波器(GFF)关联的衰减与带宽之间的示例关系的；

图3包含百分比容量和空间维度增大对系统带宽的绘图，其图示在与本公开一致的SDM光学传送系统中降低系统带宽如何增大容量的示例；

图4包含总SNR对掺杂铒光纤放大器(EDFA)功率的绘图，其图示在与本公开一致的SDM光学传送系统中减小光学放大器间距如何减小功率消耗的示例；

图5包含容量红利(capacity bonus)对跨越长度的绘图，其图示在与本公开一致的SDM光学传送系统中减小光学放大器间距如何增大容量的示例；

图6A包含总SNR对在功率与最佳功率之间差别(P-Popt)的绘图，其图示与最佳系统功率相比，在与本公开一致的SDM系统中可如何降低每空间维度的功率以提供功率节约以支持空间维度的示例；

图6B包含非线性惩罚对在功率与最佳功率之间差别(P-Popt)的绘图，其图示在与本公开一致的SDM系统中可如何降低非线性惩罚以提供功率节约以支持空间维度的示例；

图7A和7B包含分别用于线性和非线性传送的总谱效率对在功率与最佳功率之间差别(P-Popt)的绘图，其图示在与本公开一致的SDM光学传送系统中通过为具有不同数量的维度的光纤从与非SDM系统关联的最佳功率降低每维度的功率而实现的谱效率增大；

图8A和8B包含分别用于线性和非线性传送的容量红利对在功率与最佳功率之间差别(P-Popt)的绘图，其图示在与本公开一致的SDM光学传送系统中通过为具有不同数量的维度的光纤从与非SDM系统关联的最佳功率降低每维度的功率而实现的容量增大；以及

图9图示与本公开一致的用于具有增大容量的受限的功率的光学通信系统的示例操作。

虽然下面具体实施方式将参照说明性实施例进行，但其许多备选、修改和变化将对本领域技术人员是显而易见的。

具体实施方式

本公开涉及在功率受限的光学通信系统中的空分复用(SDM)。通常，与本公开一致的方法包含配置SDM光学传送系统以提供与非SDM光学传送系统的数据容量相比增大的传送容量，同时保持功率消耗在非SDM光学传送系统的功率消耗或低于该功率消耗的方法。

图1图示与本公开一致的示例SDM光学传送系统。起初，重要的是区分与如图1中所阐述的SDM光学传送系统相比，在本文中称为非SDM光学传送系统是什么。如本文中引用的“非SDM”光学传送系统意味着配置用于在包含只具有一个芯的一根或更多根单模式光纤(SMF)的光缆上传送光学信号的系统。非SDM系统可以是配置用于在5000 km或更远距离将信道从传送器传送到接收器的长距离海底系统，并且可受功率限制。如本文所使用的术语“功率受限”指其中输送到光缆的功率导体的功率受缆线的配置（例如，成分、直径、长度等）限制。在不危及功率导体和/或功率源的完整性的情况下，增大输送到功率受限的系统的总功率以支持实质上增大的总SNR可以是不可能的。

图示的SDM系统100包含光缆101、空间复用器104、光学放大器108A…108n及空间去复用器110。系统用于通过光缆101在从空间复用器104到空间去复用器110的方向上传送光学信号。示范系统100可以是配置用于在5000 km或更远距离内传送信道的长距离海底系统。

本领域技术人员将认识到，为便于解释，系统100已描绘为高度简化的点到点系统。例如，系统100图示为在从空间复用器104到空间去复用器110的单个方向上传送。系统当然可配置用于双向通信，和/或可配置为分支的网络。要理解的是，与本公开一致的系统和方法可合并到多种多样的网络配置中。本文中图示的示范实施例只作为解释而不是限制来提供。

光缆101包含至少一根光纤102，并且包含多个维度。如本文中所使用的术语“维度”指可区分的光学数据路径。例如，单模式和单芯光纤只具有一个维度。多芯光纤具有等于光纤中芯的数量的多个维度，因为每个芯能够支持关联的维度。多模式光纤或少模式光纤具有等于由光纤支持的模式的多个维度。而且，单模式、单芯光纤束也具有多个维度，每个维度由光纤中的完全不同的光纤支持。与本公开一致的SDM系统可包含任何类型的任何数量的多维光纤。为便于解释，图示的实施例示为包含具有三个芯的单根多芯光纤102。

光缆101包含设计成输送电功率到耦合到光缆101的光学放大器108A…108n、光学分插复用器（等）等的功率导体106。功率导体102的配置在海底光学传送系统中可以是常见的，其中功率必须沿光缆101的行程(run)运送，其中功率从光缆101的任一端或两端供应。系统100是功率受限的系统。

空间复用器104可配置成接收调制的光学信号TX1、TX2和TX3，并且将信号TX1、TX2和TX3复用到光纤102的单独空间维度上。例如，对于多芯光纤，空间复用器104可将光学信号TX1、TX2和TX3组合到光纤的单独芯上，并且对于多模式或少模式光纤，空间复用器104可配置成以在光纤的不同模式上提供信号的方式组合信号。

光学放大器108A…108n可以以设定的间距耦合到光缆101。光学放大器108A的示例是掺杂铒光纤放大器(EDFA)，其可包括例如激光二极管的多个泵109和将泵耦合到掺杂铒光纤的关联区段111-1、111-2、111-3的泵总管(pump manifold)。掺杂铒光纤的单独区段111-1、111-2、111-3分别可耦合到多芯光纤的光学芯的不同的光学芯，例如，区段111-1、111-2、111-3的数量可等于芯的数量，或者可耦合到多模式或少模式光纤中的模式。在掺杂铒光纤的单独区段111-1、111-2、111-3由其关联泵109泵浦时，在光纤102的不同空间维度中传播的信号经由受激辐射来放大。

放大的信号随后可继续在光纤102内传播，沿路线定期放大，直至由空间去复用器110接收。空间去复用器110可反转原来由空间复用器102应用的复用，以提供分别对应于原始信号TX1、TX2和TX3的接收的信号RX1、RX2和RX3。

在系统100中，用来在每个放大器108A…108n中泵浦不同空间维度所要求的功率显著高于用来在非SDM系统中泵浦单模式、单芯光纤所要求的功率，但系统100可与非SDM系统具有相同的功率限制。相应地，使用常规非SDM系统设计，用来在系统100中泵浦不同空间维度的功率可能是不可用的。因此，与本公开一致的是，与常规非SDM系统配置相比，修改了SDM系统以提供用于支持（例如，泵浦）不同空间维度的功率，同时保持功率消耗在非SDM光学传送系统的功率消耗或低于该功率消耗，并且提供与非SDM光学传送系统的容量相比增大的传送容量。

例如，在与本公开一致的系统中，与非SDM系统相比，通过降低系统带宽，可获得用于支持（例如，泵浦）在SDM系统中空间维度的功率。非SDM功率受限的光学传送系统可基于系统带宽越大，传送容量越大的原理来操作。为支持大的带宽传送，泵浦光学放大器以跨整个系统带宽提供放大。然而，不幸的是，由EDFA跨大的带宽给予的增益是不均匀的，并且在连续放大后，带宽内的一些信号可由于与放大器关联的噪声而丢失。为避免此情况，增益平坦滤波器(GFF)可在每个光纤放大器内用来跨系统带宽使增益平坦。然而，每个GFF衰减在系统带宽的至少某部分中的信号。

图2包含与GFF关联的衰减对系统带宽的绘图202。系统带宽是囊括在系统中在其上可传递数据的所有波长的带宽。绘图202展示了在系统带宽变得更宽时，由GFF给予增大的衰减以均衡铒增益。在某些带宽，GFF是不必要的，并且有在与GFF的去除关联的20 nm的~0.8 dB的衰减中的下降。此趋势通常对于任何类型的光学放大器108A…108n是真的。

因此，与本公开一致，与典型的非SDM系统相比，可降低系统100可设计成操作所在的系统带宽。此系统带宽的降低允许由GFF给予的衰减的对应降低或去除。降低或去除由GFF给予的衰减降低了在系统100中的总体功率消耗。节省的功率随后可用来泵浦SDM系统的多个空间维度。

在与非SDM系统相比，系统带宽得以降低时，SDM系统中维度的数量可按比例增大以补偿与降低的带宽关联的容量减小。然而，为基于有限的可用功率来增大总容量，只可与节约的功率成正比增大维度的数量。通常，与非SDM系统相比，SDM系统的总容量增大ΔC与通过降低带宽和GFF衰减实现的功率节约成正比，其与GFF的衰减αGFF成反比：

其中B₀是与非SDM系统关联的起始（例如，更宽的）系统带宽，并且B₁是与SDM系统100关联的预期（例如，更窄的）系统带宽。随后，基于以下关系，可增大SDM系统中空间维度的要求的数量Δn：

图3包含容量增大ΔC和空间维度增大Δn对系统带宽的绘图302、304，其图示与非SDM系统相比，如图2所示，降低系统带宽和在光学放大器中由GFF给予的衰减在与本公开一致的SDM光学传送系统中如何增大容量。具体而言，绘图302是容量增大ΔC对系统带宽的绘图，并且绘图304是空间维度增大Δn对系统带宽的绘图。绘图302和304分别将容量的变化ΔC和空间维度的变化Δn图示为相对于B₀=41 nm的百分比。带宽轴线对应于等式(2)中的B₁。

如所示，在41 nm，容量和空间维度均为100%。参照绘图302，在带宽B₁减小时，与由跨带宽使增益平坦所需要的GFF给予的降低的衰减关联的节省的功率允许容量在19~20 nm的带宽B₁一直增长到200%。绘图304示出降低带宽以实现200%容量增大要求空间维度数量中的~400%增大（四倍）。因此，对于由绘图302和304表示的示范系统，与非SDM系统相比，在SDM系统中能够实现200%的容量增大，同时通过将系统带宽从41 nm降低到19~20 nm来保持总功率消耗恒定，在SDM系统中提供与非SDM系统相比四倍的维度的数量，并且修改光学放大器中的GFF以提供降低的系统带宽的平坦，以便由此例如，如图2所示地那样降低由GFF给予的衰减。而且，通过在SDM系统中将系统带宽设置成30 nm或更小，并且使用两个维度，能够实现150%或更多的容量增大。

重要的是注意虽然图3中的绘图302和304基于例如在图2中绘图202图示的GFF衰减对带宽的特定关系，但典型的形状将类似于相同的总体趋势：从降低系统带宽和GFF给予的衰减的功率节约可用来在SDM系统中泵浦附加的空间维度以便由此实现在固定的功率消耗下增大的系统容量。虽然通常简单的线性依赖性可被认为在放大器输出功率与泵浦功率之间存在，但激励态吸收可降低用于高功率放大器的泵浦功率转换的效率。因此，降低系统带宽及因此降低光学放大器108A…108n的输出功率的益处可导致大于线性功率节约。

由与非SDM系统中GFF的带宽和形状相比，降低系统带宽和去除或改变放大器108A…108n中GFF的形状产生的任何残余增益形状变化可采用例如大约光缆101的每十个跨越的沿光缆101定期放置的增益校正滤波器校正。即使GFF在每个光学放大器108A…108n中存在，增益校正滤波器通常也在非SDM系统中使用。因此，在系统100的总功率使用中已经计及增益校正滤波器。

与本公开一致，用于与常规非SDM系统相比，修改SDM系统100以节约功率以便在SDM系统中支持（例如，泵浦）不同空间维度的附加或备选途径涉及与非SDM系统相比，降低在SDM系统100中的放大器间距。例如，图4包含总SNR (SNR_tot)对EDFA功率的绘图402、404，其图示减小光学放大器间距可如何在SDM系统中节约功率的示例，节约的功率可用来泵浦不同空间维度。在下面的公开中，术语“转发器”(repeater)可用于指如上陈述的“光学放大器108A…108n”。

在定期放大的同质链路末端的放大自发辐射(ASE)噪声可通过以下关系近似：

其中，nf是放大器噪声，N_s是重复的跨越数量，h是普朗克常数，ν是频率，以及dν是其中测量噪声的频带。增益g可通过以下等式表述：

其中，Ls是以km为单位的跨越长度，并且α是以dB/km为单位的衰减。组合等式(3)和(4)，并且假设大的增益，导致ASE功率近似变成跨越长度Ls的增函数：

为在链路的末端保持相同的SNR_tot，必须与放大自发辐射(ASE)功率成正比保持信号功率，使得如下面关系中陈述的一样，放大器功率将具有与P_ASE对L_s相同依赖性：

P_放大器~ 　　(6)

上述关系指示降低跨越长度可提供功率节约。节约的功率随后可用来为数据传送支持（例如，泵浦）附加空间维度，增大总系统容量。例如，考虑具有100 km转发器间距（例如，100 km跨越），采用具有下面参数的光缆101的10000 km系统：光纤有效面积= 130 μm2，衰减0.16 dB/km。假设尼奎斯特信令（即，信道间距=符号速率，矩形信道）和以大约1 dB的固定(built in)信噪降级来表示可行硬件性能的接收器，可利用高斯噪声(GN)方法评估性能。总信噪比(SNR_tot)可用作性能的量度，其中，SNR_tot可通过下面关系定义：

SNR_tot = P_信号 / (P_ASE + P_NLI )，　　(7)

其中，P_信号是信号功率，P_ASE是ASE功率，以及P_NLI是非线性干扰噪声功率。

图4中的绘图402是基于等式(7)，用于示例系统的SNR_tot对EDFA功率的绘图。示例系统设计成具有以100 km跨越和~20 dBm的放大器功率的最佳性能。为进行比较，图4中的绘图404是用于具有相同传送距离，但使用50 km转发器间距（例如，50 km跨越）的系统的SNR_tot对EDFA功率的绘图。通过将间距从100km降低到50km实现的每转发器的功率节约是~6dBm。由于基于转发器间距的减小，在50 km跨越示例中转发器的数量翻倍，因此，系统中的总光学功率节约为~3 dB，其直接转换为附加光纤容量,如果该功率用来支持(例如泵浦)附加空间维度的话。

图5图示包含容量红利对跨越长度的绘图502，其图示与非SDM系统相比，减小光学放大器间距在与本公开一致的SDM光学传送系统中如何增大容量。绘图502示出来自将转发器间距从在非SDM系统中使用的100 km跨越缩短到供在SDM系统中使用的50 km跨越的总容量益处。如所示，通过与常规非SDM系统相比，缩短SDM系统的接收器间距实现的功率节约可用来在SDM系统中泵浦附加的空间维度，以便由此实现增大的系统容量。

与本公开一致，用于与常规非SDM系统相比，修改SDM系统100以节约功率以便在SDM系统中支持（例如，泵浦）不同空间维度的附加或备选途径涉及配置SDM系统在低于峰值性能操作。典型的传送系统可设计成在性能的峰值或在其附近操作，其可基于在ASE噪声累积与非线性干扰噪声之间的相互作用来确定。图6A包含SNR_tot对相对于最佳信号功率(Popt)的信号功率(P)（即，P-Popt）的绘图602和604。绘图602是用于仿真非SDM系统的典型性能曲线，并且绘图604是图示非SDM系统的仿真线性性能（即，系统的性能如果系统未产生非线性干扰(NLI)噪声的话）的绘图。在绘图602中，SNR_tot用作性能的量度，包含在下面等式中的ASE和NLI噪声：

其中，P_sig是信号功率，P_ASE是在ASE噪声中的功率，并且PNLI是在NLI噪声中的功率，η是指示在系统中非线性的影响的参数。在绘图602中，设置了固定的P_ASE和η，其对应于具有固定的设置参数的特定系统，其中，随后改变信号功率P_sig以查找最佳SNR_tot。在绘图602中，在P₀实现指示为SNR₀的最佳SNR_tot。在P₀的在绘图604（线性性能）与绘图602之间的差别是由于在P₀操作系统而在系统中给予的非线性惩罚。

在与本公开一致的至少一个实施例中，可降低每空间维度的操作功率，以便远离性能曲线（绘图602）的非线性部分朝向线性部分移动。例如，如图6A中图示的，每空间维度的操作功率可从实现最佳SNR_tot，即，SNR₀的最佳功率P₀移到实现次最佳SNR_tot，即SNR₁的P₁。图6B包含非线性惩罚对与图6A中绘图602关联的P-P_opt的绘图606。如所示，将P-P_opt设置在小于大约-3db导致可忽略的非线性惩罚，并且产生系统功率中的节约。

节约的功率随后可用来支持在附加空间维度的传送，每个空间维度具有比非SDM系统的最佳功率P₀和谱效率更低的功率和更低的谱效率。更低的谱效率根据用于无误差传送的Shannon理论，由SNR_tot的降低产生。总之，可根据下面等式，观察与具有最佳性能的非SDM系统相比，用于SDM系统的容量增大κ：

其中，N_dim是在SDM系统中空间维度的数量，P₀是用于非SDM系统的功率设置，P₁是SDM系统中每维度的功率，SE₁是SDM系统的谱效率，S₀是非SDM系统的谱效率，SNR₁是用于SDM系统的SNR_tot，以及SNR₀是用于非SDM系统的SNR_tot。

图7A包含总谱效率对与在线性传送模式中操作的仿真SDM系统关联的P-P_opt的绘图702，例如，与图6A中的绘图604一致。图7B包含总谱效率对与在非线性传送模式中操作的仿真SDM系统关联的P-P_opt的绘图704，例如，与图6A中的绘图602一致。绘图702和704包含如与图7A和7B关联的图例中所指示的，与SDM系统中不同数量的空间维度关联的绘图。

在绘图702中，来自增大数量的空间维度的益处在上面通过等式(9)根据只包含ASE噪声（在等式8中η=0）的SNR_tot来描述。如在绘图704中所示，由于在等式8中η≠0，系统中的非线性阻止谱效率随功率的增长。然而，在维度的数量增大时，绘图704中的曲线变得更类似于在绘图702中的对应曲线。此收敛实际上表示通过具有所指示的数量的空间维度的SDM，减轻了非线性效应。

图8A包含SDM容量红利对与在线性传送模式中操作的仿真SDM系统关联的P-P_opt的绘图802，例如，与图6A中的绘图604一致。图8B包含SDM容量红利对与在非线性传送模式中操作的仿真SDM系统关联的P-P_opt的绘图804，例如，与图6A中的绘图602一致。绘图802和804包含如与图8A和8B关联的图例中所指示的，与SDM系统中不同数量的空间维度关联的绘图。

在绘图802中，来自增大数量的空间维度的容量红利在上面通过等式(9)根据只包含ASE噪声（在等式8中η=0）的SNR_tot来描述。如在绘图804中所示，由于在等式8中η≠0，系统中的非线性阻止谱效率随功率的增长。重要的是注意，在非线性情形中采用更高数量的维度（绘图804），容量红利的值接近与理想线性传送关联的级别（绘图802）。这指示通过在SDM系统中使用足够大数量的维度，可减轻非线性的效应。

虽然功率受限的系统在本文中用作示例，但在每个特定使用情况中存在可能的折衷，并且这些结果用作关于可预期情况的准则。由于非线性的SDM减轻，原则上通过使用如果可用的更高功率，能够实现更高容量，这在单维中基本上不能进行。另一重要点是参照图7A-B和/或8A-B描述的可用功率的增大可等效地视为系统非线性级别的增大，这也可通过诸如有效面积、非线性索引和弥散的光纤有关参数来表征。因此，图8中的结果可根据有利于降低对那些关键参数的要求的光纤设计过程来解释，这可导致光纤成本降低或者可制造性中的改进。

图9图示与本公开一致，用于具有增大的容量的受限的功率光学通信的示例操作。在操作900中，可提供SDM光学传送系统。SDM光学传送系统可例如包括光缆、空间复用器、多个光学放大器及空间去复用器。在操作902中，可构建SDM光学传送系统。在至少一个实施例中，SDM光学传送系统的构造可包括耦合到光缆的空间复用器、多个光学放大器和空间去复用器。

随后，在操作904中，可配置SDM光学传送系统。操作904A到904C提供不同特性的示例，这些特性可在SDM光学传送系统中配置以释放可用功率（例如，其可在诸如海底光学通信的使用情况中受到限制）供在支持可增大容量的附加空间维度中使用。在操作904A中，可配置（例如，降低）SDM光学传送系统的系统带宽。在操作904B中，可配置（例如，降低）SDM光学传送系统中多个光学放大器的间距。在操作904C中，可配置（例如，降低）多个光学放大器操作所处的功率级。在操作906中，可操作SDM光学传送系统，其中，可至少将功率供应到多个光学放大器，并且可生成至少一个SDM光学传送（例如，用于在SDM光学传送系统中的传送）。

虽然图9示出根据实施例的各种操作，但要理解的是，对于其它实施例，图9所描绘的所有操作并非是必需的。实际上，本文中完全考虑了在本公开的其它实施例中，图9所描绘的操作和/或本文中描述的其它操作可以以任何图形中未明确示出的方式组合，但仍与本公开完全一致。因此，涉及在一个图形中未确切示出的特征和/或操作的权利要求被认为是在本公开的范围和内容内。

如本申请中和权利要求中所使用的，通过术语“和/或”结合的项目列表能够意味着所列项目的任何组合。例如，短语“A、B和/或C”能够意味着A;B;C;A和B;A和C;B和C或A、B和C。如本申请中和权利要求中所使用的，通过术语“至少一个”结合的项目列表可意味着所列项目的任何组合。例如，短语“A、B或C中的至少一个”能够意味着A;B;C;A和B;A和C;B和C或A、B和C。

如本文中所使用的术语“耦合”指任何连接、耦合、链接或诸如此类，通过其将由一个系统元素携带的信号给予到“耦合的”元素。此类“耦合”装置或信号和装置不一定直接相互连接，并且可由可操纵或修改此类信号的中间组件或装置分隔。同样地，关于机械或物理连接或耦合而如本文中所使用的术语“连接”或“耦合”是相对术语，并且不要求直接物理连接。

本文中所述任何操作可在包含一个或多个存储媒介（例如，非暂时性存储媒介）的系统中实现，存储,经上个别或组合存储在由一个或更多个处理器运行时执行方法的指令。此处，处理器例如可包括服务器CPU、移动装置CPU和/或其它可编程电路系统。而且，预期本文中所述操作可跨诸如在多于一个不同物理位置处的处理结构的多个物理装置分布。存储媒介可包含任何类型的有形媒介，例如任何类型的盘，包含硬盘、软盘、光盘、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、可重写压缩盘(CD-RW)及磁光盘、半导体装置例如只读存储器(ROM)、诸如动态和静态RAM的随机存取存储器(RAM)、可擦除编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器、固态磁盘(SSD)、嵌入式多媒体卡(eMMC)、安全数字输入/输出(SDIO)卡、磁卡或光学卡或适用于存储电子指令的任何类型的媒体。其它实施例可实现为由可编程控制装置运行的软件模块。

因此，本公开涉及具有增大的容量的受限的功率的光学通信。通常，SDM光学传送系统可重新配置成增大数据容量超过现有非SDM光学传送系统的数据容量，同时保持功率消耗在现有非SDM光学传送系统的功率消耗或低于该功率消耗。为实现性能的此种改进而不增大功率消耗，示例SDM光学传送系统可利用包含多芯光纤的光缆，总传送负担可在多芯光纤内细分，其中每个光芯可视为 “维度”。多维度SDM有利于进行修改例如降低系统带宽，降低和/或变更用于滤波的设备，降低光学放大器间距，降低操作放大器功率消耗等所需要的附加范围(latitude)。以这种方式，甚至在可严格限制可用功率的情况下，可实现增大的数据传送性能。

根据一方面，提供了一种用于构建空分复用(SDM)光学传送系统的方法，该SDM光学传送系统具有与非SDM光学传送系统相同的可用功率量，但具有更高的每光纤的传送容量，方法包含：提供具有多个空间维度的光缆；提供配置成在多个空间维度上复用调制的光学信号的空间复用器；提供多个光学放大器，每个光学放大器配置用于放大多个空间维度；提供空间去复用器；将空间复用器、多个光学放大器和空间去复用器耦合到光缆；以及配置SDM光学传送系统以基于与非SDM光学传送系统相同的可用功率量将SDM光学传送系统的传送容量增大超出非SDM光学传送系统的传送容量。

根据另一方面，提供了一种用于操作空分复用(SDM)光学传送系统的方法，该SDM光学传送系统具有与非SDM光学传送系统相同的可用功率量，但具有更高的每光纤的传送容量，方法包含：提供包括具有多个空间维度的光缆的SDM光学系统，而耦合到光缆的是配置成在多个空间维度上复用调制的光学信号的空间复用器、多个光学放大器(每个光学放大器配置用于放大多个空间维度)及空间去复用器；供应功率到SDM光学传送系统中的多个光学放大器，供应的功率基于与在非SDM光学传送系统中可用的可用功率量相同的在SDM光学传送系统中的可用功率量；以及在光纤中生成至少一个SDM光学传送，该至少一个SDM光学传送与在非SDM光学传送系统中的光学传送相比具有更高的每光纤的传送容量。

根据另一方面，提供了一种构建功率受限的空分复用(SDM)光学传送系统的方法，包含：通过下列来节约功率用于泵浦用于放大在SDM系统中的多个空间维度的多个光学放大器：将用于SDM系统的系统带宽设置成30 nm或更小，或者将用于多个光学放大器的功率级设置成小于实现最佳信噪比所处的最佳功率级。

虽然本发明的原理已在本文中描述，但由本领域技术人员要理解，此描述只是作为示例，并且不是作为有关本发明的范围的限制来进行。除本文中所示和所述的示范实施例外，其它实施例也考虑在本发明的范围内。由本领域技术人员进行的修改和替代被视为在只由下面权利要求书限制的本发明的范围内。