多模光纖、用於光纖系統的模式延遲調整器及使用此類光纖、調整器及系統的方法
2023-05-30 07:27:26
多模光纖、用於光纖系統的模式延遲調整器及使用此類光纖、調整器及系統的方法
【專利摘要】一種設備包含具有選定的多個光學傳播模式的多模光纖。所述選定的多個光學傳播模式可僅包含所述多模光纖的所述光學傳播模式的適當子組或可包含所有所述光學傳播模式。所述選定的多個光學傳播模式中的每一光學傳播模式具有針對光學電信C帶、光學電信L帶及光學電信S帶中的至少一者中的光在對應範圍內變化的群速。對應於所述選定的多個光學傳播模式中的所述模式中的不同者的所述範圍是不重疊的。所述範圍的群速鄰近對的所述範圍由小於約10,000米/秒的非零間隙分離。
【專利說明】多模光纖、用於光纖系統的模式延遲調整器及使用此類光纖、調整器及系統的方法
[0001]本申請案主張2012年3月5日提出申請的第61/634，784號美國臨時申請案的權.、
Mo
【技術領域】
[0002]本發明涉及多模光纖、可與多模光纖一起使用或包含多模光纖的裝置及使用此類光纖及裝置的方法。
【背景技術】
[0003]本章節介紹可有助於促進對本發明的更好理解的方面。因此，此章節的陳述須以此觀點來閱讀且不應理解為對什麼是現有技術或什麼是非現有技術的認可。
[0004]多模光纖早已為人所知。本文中，多模光纖為在單個波長下具有兩個或兩個以上光學傳播模式的光纖，其中所述光學傳播模式中的兩者具有不同群速。在徑向對稱多模光纖中，具有不同徑向光強度分布型的光學傳播模式通常具有不同群速。但是，在此多模光纖中，群速的一些值可與多個光學傳播模式相關聯。舉例來說，軸向對稱多模光纖可具有一組具有相反正負號的相同徑向光強度分布型及正交偏振分布及/或角動量的光學傳播模式。在軸向對稱多模光纖中，此組的不同模式可具有相同群速。
[0005]近年來，某一研究已將使用多模光纖來光學傳輸比單模光纖高的數據速率作為目標。特定來說，在多模光纖中，不同光學傳播模式可載運不同數據流。舉例來說，使用不同光學傳播模式來載運不同數據流可實現每波長信道的數據速率相對於許多單模光纖中的數據速率的增加。
【發明內容】
[0006]在一些實施例中，第一設備包含具有選定的多個光學傳播模式的多模光纖。所述選定的多個光學傳播模式可為所述多模光纖的所述光學傳播模式的適當子組，或可為所述多模光纖的所有所述光學傳播模式。所述選定的多個光學傳播模式中的每一光學傳播模式具有針對光學電信C帶、光學電信L帶及光學電信S帶中的至少一者中的光在對應範圍內變化的群速。對應於所述選定的多個光學傳播模式中的所述模式中的不同者的範圍是不重疊的。所述範圍的群速鄰近對的所述範圍由小於約10，000米/秒的非零間隙分離。
[0007]在所述第一設備的一些實施例中，所述間隙可大於或等於約500米/秒，及/或可小於或等於約5，000米/秒。在一些此類實施例中，所述間隙可小於或等於約2，500米/秒。
[0008]在所述第一設備的上述實施例中的任一者中,所述光纖可為石英玻璃光纖。
[0009]在所述第一設備的上述實施例中的任一者中，所述光纖可具有擁有漸變光學折射率的光學芯。
[0010]在所述第一設備的上述實施例中的任一者中，所述光纖可為凹陷折射率包層類型的光纖。
[0011]在所述第一設備的上述實施例中的任一者中，所述選定的多個光學傳播模式可包含所述光學傳播模式中的至少三者。在一些此類實施例中，對應於所述模式中的所述三者的所述範圍的群速鄰近對由大於或等於約500米/秒及/或小於或等於約5，000米/秒的間隙分離。在一些此類實施例中，所述光纖可為凹陷折射率包層類型的光纖。
[0012]在一些實施例中,第二設備包含I XM光學模式多路分用器、MX I光學模式多路復用器及M個光學波導。所述IXM光學模式多路分用器經配置以將在多模光纖中從其第一組中的每一光學傳播模式接收的光從所述光學模式多路分用器的光學輸入模式選擇性地路由到所述光學模式多路分用器的M個光學輸出中的對應一者。所述MX I光學模式多路復用器經配置以將在第二多模光纖中到其第二組中的每一光學傳播模式的光從所述光學模式多路復用器的M個光學輸入中的對應一者模式選擇性地路由到所述光學模式多路復用器的光學輸出。所述M個光學波導中的每一者將所述光學模式多路分用器的所述M個光學輸出中的一者光學連接到所述光學模式多路復用器的所述M個光學輸入中的對應一者。
[0013]在所述第二設備的一些實施例中，所述M個光學波導中的不同者具有不同的光學路徑長度。
[0014]在所述第二設備的上述實施例中的任一者中，所述M個光學波導可為單模光學波導。
[0015]在所述第二設備的上述實施例中的任一者中，所述光學波導可經配置以至少部分地補償由在所述第一多模光纖的分段上經由其中的所述光學傳播模式中的不同者載運光信號而產生的相對群延遲。
[0016]在所述第二設備的上述實施例中的任一者中，所述M個光學波導中的一些光學波導可經配置以提供色散補償。
[0017]在一些實施例中，第三設備包含一系列多模光纖跨距及多個差分群延遲補償器。每一補償器端連接所述多模光纖跨距的對應對的鄰近端，以使得所述跨距及所述補償器形成多模光學鏈路的分段。每一差分群延遲補償器經配置以補償由在對應於所述每一差分群延遲補償器的所述對的所述多模光纖跨距中的一者的光學傳播模式中的不同者上載運數據而導致的相對時間延遲。
[0018]在所述第三設備的一些實施例中，每一多模光纖跨距可使得其中的選定的多個光學傳播模式中的每一光學傳播模式具有其值針對光學電信C帶、L帶及S帶中的一者中的光在對應範圍內變化的群速。對應於所述範圍中的群速鄰近者的範圍由非零間隙分離。所述間隙中的一些或全部間隙小於或等於約10，000米/秒。
[0019]在所述第三設備的上述實施例中的任一者中，所述間隙中的一些或全部間隙可小於或等於約5，000米/秒及/或大於或等於約500米/秒。
[0020]在所述第三設備的上述實施例中的任一者中，所述差分群延遲補償器中的一者可包含:1XM光學多路分用器，其用於多模光纖的光學傳播模式；MX I光學模式多路復用器，其用於多模光纖的光學傳播模式個光學波導。所述M個光學波導中的每一者將所述光學模式多路分用器的M個光學輸出中的一者光學連接到所述光學模式多路復用器的M個光學輸入中的對應一者。在所述第三設備的此類實施例中，所述光學波導中的不同者具有不同的光學路徑長度。
[0021]在一些實施例中，一種方法包含:針對序列的每一波長信道，將N個單獨經數據調製光學載波的光模式多路復用到多模光纖的N個對應光學傳播模式上或將來自所述N個模式的光模式多路分用到N個對應單獨經數據調製光學載波。此處，序列的波長信道的最大及最小中心波長界定橫跨光學電信C帶、光學電信L帶及光學電信S帶中的至少一者的區間。每一模式具有其在所述區間上的極限值界定模式帶的群速。模式帶的群速相鄰對是不重疊的且由小於約10，000米/秒的非零間隙分離。
[0022]在方法的上述實施例中的任一者中，所述模式的群速相鄰對之間的間隙中的一些或全部間隙可小於或等於約5，000米/秒及/或大於或等於約500米/秒。
[0023]在上述方法的一些實施例中，所述方法可進一步包含對所述光進行光學補償以去除由光傳播穿過多模光纖而產生的差分模式延遲。
[0024]在上述方法的一些實施例中，所述區間可至少橫跨光學電信C及L帶或至少橫跨光學電信C及S帶。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1圖解說明多模光纖(MMF)的橫截面圖；
[0026]圖2A-2C圖解說明MMF的各種實例(例如，根據圖1的MMF)中的光學折射率的徑向分布型；
[0027]圖3示意性地圖解說明MMF的一些實例(例如，根據圖1、2A、2B及/或2C中的一或多者)的光學傳播模式的群速；
[0028]圖4示意性地圖解說明使用多個光學傳播模式(例如，在由圖1、2A、2B及/或2C中的一或多者圖解說明的MMF)的光學通信系統；
[0029]圖5示意性地圖解說明用於調整不同光學傳播模式之間的群延遲(例如，在圖4的系統中)的裝置；且
[0030]圖6圖解說明操作光學通信系統的分段(例如，圖4中所圖解說明的系統的分段)的方法。
[0031]在各圖及文本中，相似參考編號指代功能上及/或結構上類似的元件。
[0032]在各圖中，可能放大一些特徵的相對尺寸以更清楚地圖解說明其中的設備。
[0033]在本文中，通過各圖及【具體實施方式】來更全面地描述各實施例。不過，本發明可以各種形式來體現且並不限於各圖及【具體實施方式】中所描述的特定實施例。
【具體實施方式】
[0034]本文中，光學電信C、L及S帶為用于波分多路復用(WDM)光學通信的常規上界定的波長帶。光學電信C帶通常指代從約1530納米到約1565納米的帶。光學電信L帶通常指代從約1565納米到約1625納米的帶。光學電信S帶通常指代從約1460納米到約1530納米的帶。
[0035]圖1是多模光纖(MMF) 10 (例如，石英玻璃的軸向對稱MMF)的橫截面圖。MMF 10包含(例如)經摻雜或未摻雜石英玻璃的光學芯12及(例如)經不同摻雜或未摻雜石英玻璃的鄰近、周圍且接觸的光學包層14。光學芯12具有比光學包層14高的光學折射率。光學芯12及/或光學包層14可具有隨與光纖10的軸16的徑向距離改變的光學折射率。
[0036]圖2A-2C示意性地圖解說明MMF的各種實例(例如，圖1的MMF)的光學折射率的徑向分布型(即，垂直於MMF的軸的分布型)。
[0037]圖2A通過曲線20圖解說明簡單階式分布型MMF中的光學折射率的徑向分布型的實例。在簡單階式分布型MMF中，光學折射率在光學芯中具有第一常數值c且在光學包層中具有第二較低常數值d。也就是說，折射率分別在芯及包層內側具有不隨與MMF的軸的距離「r」變化的值。在此MMF中，光學芯可(例如)比相同芯及包層組合物的單模光纖的光學芯寬以支持在傳播光的給定波長下具有不同群速的多個光學傳播模式。
[0038]圖2C通過曲線26示意性地圖解說明複雜階式分布型MMF中的光學折射率的徑向分布型的實例。在複雜階式分布型MMF中，光學折射率可在光學芯中具有第一常數值c且在光學包層中具有隨與MMF的軸的距離「r」變化的值。在光學包層中，光學折射率在緊挨光學芯的環形包層區域中具有(例如)第一常數值b，且在緊挨光學芯的環形包層區域外側具有(例如)不同的較高常數值d。此外，光學折射率的各種值c、b及d遵循以下關係:c>b, c>d且d>b。由於鄰接光學芯的環形包層區域的光學折射率具有比光學包層的較遠區域低的值b，因此此MMF將稱為凹陷折射率包層MMF。
[0039]在凹陷折射率包層MMF中，光學芯及光學包層具有經選擇以支持在傳播光的給定波長下具有不同群速的光學傳播模式的大小及光學折射率。
[0040]圖2B通過虛線曲線22及實線曲線24示意性地圖解說明不同漸變折射率MMF的光學折射率的徑向分布型的兩個實例。在漸變折射率MMF中，光學折射率具有隨與光學芯的軸的距離「r」變化的值。光學折射率在光學芯中比在光學包層的周圍環形區域中大且在光學芯中可比在光學包層的任何部分中大(例如，如曲線22、24中所圖解說明)。
[0041]在此類漸變折射率MMF中，光學折射率的徑向分布型可經選擇以支持在傳播光的給定波長下具有不同群速的光學傳播模式。確實，光學折射率的不同徑向分布型可用於支持如所示意性地圖解說明的MMF的實施例。舉例來說，所述分布型可具有對與MMF的軸的距離「r」的二次或拋物線相依性，例如，如曲線24中所示意性地圖解說明。或者，芯的折射率分布型可具有另一「r」相依性，如曲線22中所示意性地圖解說明，其中所述折射率分布型內插於曲線24的二次或拋物線芯分布型與如圖2A及2B中的曲線20所圖解說明的常數芯分布型之間。此內插芯折射率分布型可產生支持在傳播光的給定波長下具有不同群速的一組光學傳播模式的MMF。
[0042]圖3通過光譜曲線30、32、34示意性地圖解說明MMF的一些實施例(例如，如圖1中所圖解說明)的示範性組的光學傳播模式A、B及C的群速。對應MMF可具有繞MMF的軸對稱的光學折射率分布型，例如，如圖2A、2B及/或2C中所圖解說明。A模式具有分布於光譜曲線30上(例如，大約均勻分布)的群速，B模式具有分布於光譜曲線32上(例如，大約均勻分布)的群速，且C模式具有分布於光譜曲線34上(例如，大約均勻分布)的群速。針對每一個別光譜曲線30、32、34，對應組的光學傳播模式通常具有群速位於對應帶或範圍中的共同或實質上類似的徑向光強度分布型。在每一此種帶或範圍中，其一或多個光學傳播模式的共同群速隨傳播光的波長而改變。在每一此種此或範圍內，所述組的共同群速的改變優選地及/或通常地隨著波長為單調的，且甚至可隨著波長為近似線性的，如光譜曲線30、32、34中所示意性地圖解說明。群速的模式帶或範圍中的不同者(例如，模式A-C的模式帶)在大的波長區域內(例如，在至少約整個光學通信C帶、約整個光學通信L帶或約整個光學通信S帶內)在的群速的值上不重疊。確實，模式帶或範圍不重疊的波長區間可甚至包含約整個光學通信C及L帶、約整個光學通信C及S帶或約整個光學通信C、L及S帶。特定來說，針對大的選定波長範圍中的光，模式帶或範圍中在群速範圍上相鄰的若干者由非零間隙(例如，群速的值的間隙I及2)分離。
[0043]帶中的鄰近者之間的此類實例性間隙(例如，間隙I及2)為非零的且通常為相對小的。在存在此類非零間隙的情況下，兩個群速相鄰模式帶的光學傳播模式將在波長的整個光學通信範圍(例如，約整個C帶；約整個L帶；約整個S帶；L與C帶的約整個組合；S與C帶的約整個組合；或約S、L與C帶的整個組合)內具有不同群速。由於此類相鄰帶的光學傳播模式的不同群速，模式間光學串擾及/或模式間非線性光學效應通常應往往在光信號沿著MMF的傳輸跨距的長度傳播時顯著地得到平均。此種時間平均通常應減少在傳播期間由不合意的模式間光學相互作用(即，在針對此類光學通信的整個所使用的波長範圍內於此類鄰近帶中以不同速度載運數據的情況下)導致的失真。
[0044]然而，在MMF中的傳播期間的此時間平均通常在所接收的經數據調製光學載波中留下一些殘餘模式間串擾。出於所述原因，光學接收器可經配置以執行減少(例如)所接收的經數據調製光學載波中的模式間光學串擾的量的進一步處理。此進一步處理可包含使所接收的經數據調製光學載波或來自其的經相干下混頻的光學或電信號穿過光學及/或電均衡器。所述均衡器將使所接收的經數據調製光學載波或來自其的經光學或下混頻的電或光學信號與相同光學載波或來自其的經電或光學下混頻的信號的經相對時間延遲部分混頻。為了執行此混頻，所述均衡器通常將在一時間周期內存儲光學載波或來自其的經電或光學下混頻的信號的部分，所述時間周期在大小上與經數據調製光學載波的在MMF中的光學傳播期間導致實質性模式間光學串擾的部分之間的相對延遲相當。出於此原因，確保不同光學傳播模式的經數據調製光學載波的此類串擾部分之間的相對時間延遲不變得過大通常為有利的。
[0045]作為一實例，其中實例性每模式數據速率為約100千兆位/秒(Gb/s)的波分多路復用(WDM)系統可具有約50千兆赫的實例性光學信道間隔，即，針對具有約1，550nm的波長的光學通信C帶光為約0.4nm。此WDM系統可使用其中色散為(例如)約17微微秒/納米-千米(ps/(nm-km))的光學傳輸光纖。對於此WDM系統，可在具有(例如)70千米-120千米的常規長度的光纖跨距內在給定光學波長信道與約4個附近光學波長信道之間發生實質性模式間串擾。也就是說，在光學波長信道與給定波長信道的一側或兩側的在波長上最近的約四個波長信道(例如，4個較長波長信道、4個較短波長信道或2較長波長信道與2個較短波長信道)之間，此模式間串擾可為實質性的。因此，為了實質上減少或消除在給定信道中由此實例的一個MMF跨距產生的模式間光學串擾，可期望兩個光學傳播模式的群速相差至少達光學波長信道與其四個最近相鄰光學波長信道之間的群速差。因此，光學傳播模式的鄰近帶之間的群速的倒數之間的間隙應至少約等於4X0.4nmX 17ps/(nm-km)的倒數。由於鄰近帶的群速間隙的量值為所述帶的群速的倒數中的間隙乘以所述間隙處的平均群速的平方的大小，因此如果MMF的有效折射率為約1.45，那麼此類鄰近帶的群速自身中的間隙為約1，200米/秒。
[0046]在各種MMF中，鄰近模式帶之間的此類群速間隙可具有略微不同的值而並不消除MMF的所要性質，例如，在不產生串擾的光學傳播模式之間的大而不便的所累加群延遲的情況下對模式間相互作用的平均。出於所述原因，在各種WDM系統中，如圖3中所示意性地圖解說明的模式間群速間隙(例如，間隙I及2)可具有10，000米每秒或更小的值，或優選地具有5，000米/秒或更小的值，且可具有2，500米/秒或更小的值。為了維持在典型跨距內對不合意模式間相互作用的充分平均，鄰近模式帶之間的此類群速間隙將通常至少大到約500米/秒。
[0047]發明人相信，可以不同方式來製作其光譜特性在質量上對應於圖3中所圖解說明的光譜特性的MMF。舉例來說，發明人相信(例如)如圖2B中所圖解說明的漸變折射率芯MMF或(例如)如圖2C中所圖解說明的凹陷折射率包層MMF可經製作為具有如圖3中所示意性地圖解說明的光學特性。
[0048]為了進一步描述適合漸變折射率芯類型的光纖的設計，發明人在本文中描述常規MMF的一些性質。具有幾個不同光學傳播模式的常規階式折射率MM(例如，其光學折射率分布型圖解說明於圖2A中的MMF)將通常具有鄰近模式帶(即，處於群速的附近值的模式帶)之間的大間隙。也就是說，在此MMF中，圖3的間隙I及2將通常比所要間隙大得多，以使得使用此MMF將通常也需要在光學接收器中使用具有大時間緩衝器的均衡器。相比之下，二次漸變折射率芯類型的MMF(例如，其光學折射率分布型24圖解說明於圖2B中的MMF)將通常(例如)在光學通信C帶的大小的波長範圍內具有在群速上強重疊的模式帶。因此，將預期圖2B的分別曲線20及曲線24的光學折射率分布型產生其中圖3的鄰近模式帶之間的間隙I及2分別過大及過小的MMF。由於此類間隙將隨著MMF的光學折射率分布型逐漸改變而在大小上平滑地改變，因此MFF的光學折射率分布型在曲線24的分布型與圖2A中的曲線20的分布型之間的平滑內插將通常通過其中群速鄰近光學傳播模式的帶之間的間隙I及2的大小為正且在整個光學通信C帶、可能地整個光學通信C及L帶或甚至可能地整個光學通信C、L及S帶內並不大得不可接受的光學折射率分布型。
[0049]鑑於以上揭示內容，發明人相信還可將凹陷折射率包層類型的MMF(例如，具有如圖2C中的光學折射率分布型)設計為具有如圖3中所示意性地圖解說明的不同光學傳播模式的帶譜。確實，此MMF的適合形式可能通過以下操作來找出:遠離圖2A的階式折射率類型的MMF的光學折射率分布型內插光學折射率分布型，這通常產生帶間間隙過大的光學傳播模式的帶分布。
[0050]基於以上揭示內容，光纖領域的一般技術人員將能夠容易地針對具有如圖3中所示意性地圖解說明的群速分布的MMF設計其它徑向光學折射率分布型。舉例來說，一些此類其它MMF可具有徑向漸變折射率分布型及/或凹陷折射率包層分布型。不過，相信具有如圖3中所示意性地圖解說明的光學傳輸特性的MMF比這些類型的光學折射率分布型寬。
[0051]圖4圖解說明光學通信系統40，其包含光學發射器42、光學接收器44及將光學發射器42光學端耦合到光學接收器44的N個MMF跨距46p462、…、序列。MFF跨距中的一些或全部可端連接到對應差分群延遲補償器(D⑶048ρ482、…、48ν。
[0052]光學發射器42將多個經數據調製光學載波發射(例如，並行地)到MMF跨距46r46N的序列的第一端。在一些實施例中，光學發射器42可包含使得能夠將經不同數據調製的光學載波發射到MMF跨距461-46N的光學傳播模式中的不同者及/或經由所述不同者發射所述光學載波的光學模式多路復用器。光學發射器42可經配置以經由一或多個光學波長信道將數據發射到MMF跨距461-46N的光學傳播模式中的一些光學傳播模式。出於所述原因，光學發射器42還可包含(例如)耦合到光學模式多路復用器的輸入的波長多路復用器。因此，在MMF跨距461-46N的個別光學傳播模式上，光學發射器42可經配置以在一或多個波長信道上發射數據。確實，光學發射器42可能夠將分離的光學數據流發射到多個光學傳播模式及其中的多個波長信道。
[0053]光學接收器44從MMF跨距461-46N的序列的第二端接收多個經數據調製光學載波。在一些實施例中，光學接收器44可包含可分離由MMF跨距的光學傳播模式中的不同者載運的經數據調製光學載波的光學模式多路分用器。光學接收器44可經配置以從MMF跨距461-46N的光學傳播模式中的一些光學傳播模式的一或多個光學波長信道接收數據。也就是說，從MMF跨距461-46N的個別光學傳播模式，光學接收器44可經配置以從一或多個波長信道接收數據。確實，光學接收器44可能夠從多個光學傳播模式及多個波長信道接收光學數據流。
[0054]在一些實施例中，光學發射器42及/或光學接收器44可為經配置以執行其它網絡功能的光學組件。舉例來說，光學發射器42及光學接收器44中的一者或兩者可為光學分插多路復用器或光纖網絡的光學交叉連接。在此類實施例中，光學發射器42及接收器44可分別經由由MMF跨距46^46!^的序列形成的光學鏈路的多個光學傳播模式發射及接收光學數據流。在此類實施例中，光學通信系統40可為較大WDM光學網絡的部分，例如，具有複雜拓撲的光學網絡，例如，具有直接連接三個或三個以上MMF跨距(未展示)的端的某一(一些)節點的網狀網絡。
[0055]在其它實施例中，光學發射器42及光學接收器44中的一者或兩者可在MMF跨距46r46N的序列或其子序列上通過所述序列或子序列的較有限數目個光學傳播模式及/或波長信道進行通信。在此類實施例中，光學發射器42及/或光學接收器44可在電數據流與光學經數據調製載波之間執行數據的調製及/或解調。在此類實施例中，光學發射器42及/或光學接收器44可包含常規數據調製器、波長多路復用器及/或多路分用器及/或光學模式多路復用器及/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個光學傳播模式及/或波長信道的WDM光學鏈路。MMF跨距中的一些或全部可包含(例如)如圖3所圖解說明的MMF，例如，如圖1、2Β及/或2C中的MMF。MMF跨距中的一些或全部的鄰近對可經由差分群延遲補償器￠^048^48^ ->48^光學端連接。每一 D⑶￠48^48^部分地或完全地補償在於MMF跨距中的一者(例如，MMF跨距46r46N中與相同D⑶C 481-48N_1相鄰且直接連接到所述相同D⑶C 48^48^的一者或兩者)上經由不同光學傳播模式發射的數據符號之間產生的相對時間延遲。
[0057]在替代實施例中，D⑶C 48^48^可經配置以部分地或完全地預補償將由在下一MMF跨距461-46N中載運數據產生的差分模式間群速延遲，及/或部分地或完全地後補償曾在直接端連接到其的先前MMF跨距461-46N中產生的模式間群速延遲。
[0058]在一些實施例中，D⑶C 481-48n_1可任選地提供光學放大及/或光學色散補償。
[0059]圖5圖解說明(例如)可用作圖4的D⑶C 481-48n_1中的任一者的D⑶C的一個實施例48。D⑶C 48包含I XM光學傳播模式多路分用器50、MX I光學傳播模式多路復用器52及M個光學波導OWp…、OWm的陣列。I XM光學傳播模式多路分用器50的光學輸入可連接到輸入MMF(例如，圖4的MMF跨距中的一者)的鄰近輸出端。MX I光學傳播模式多路復用器52的光學輸出可連接到輸出MMF (例如，圖4的在順序上為下一個的MMF跨距46f46N)的鄰近輸入端。每一光學波導OW1-OWm將I XM光學傳播模式多路分用器50的光學輸出中的一者端連接到MX I光學傳播模式多路復用器52的光學輸入中的對應一者。
[0060]在DGDC 48中，M個光學波導OW1-OWm中的個別者可為光纖或光學波導，例如，單模光纖或波導。個別光學波導OW1-OWm通常具有不同光學路徑長度，且光學波導OW1-OWm的光學路徑長度可經配置以完全地或部分地補償由在所連接MMF跨距中經由光學傳播模式中的不同者發射數據流產生的相對延遲。作為一實例，如果在MMF中第K光學傳播模式具有比第J光學傳播模式大的群速，那麼第K模式的光學波導OWk將通常比第J模式的光學波導Offj長。在此實例中，第J光學波導OWj與第K光學波導OWk的光學路徑長度差可經配置以(例如)大致後補償或預補償由相應第J及第K光學傳播模式載運的光數據流之間的相對延遲，其中所述相對延遲是由於傳播穿過物理上連接到D⑶C 48的相應輸入或輸出的MMF所致。
[0061]在各種實施例中，光學傳播模式多路復用器50及光學傳播模式多路分用器52可具有常規形式或可具有另一形式。光學傳播模式多路復用器50及光學傳播模式多路分用器52的適合構造的實例可描述於以下各者中的一或多者中:由羅蘭.逸夫(Roland Ryf)等人在2011年9月16日申請的第13/200072號美國專利申請案；由羅蘭.逸夫等人在2010年6月30日申請的第12/827284號美國專利申請案；由羅蘭.逸夫等人在2009年6月26日申請的第12/492391號美國專利申請案；由羅蘭?逸夫等人在2011年I月7日申請的第12/986468號美國專利申請案；及由羅蘭.逸夫等人在2010年6月30日申請的第12/827641號美國專利申請案。所有以上專利申請案以全文引用的方式併入本文中。
[0062]圖6示意性地圖解說明用於操作使用多模光學傳輸光纖(例如，圖4的系統40的分段)的WDM光學通信系統的部分的方法60的一個實例。
[0063]針對序列的每一光學波長信道，方法60包含將Q個單獨經數據調製光學載波的光光學模式多路復用到MMF的預選組的Q個對應光學傳播模式上，及/或將來自Q個模式的光光學模式多路分用到對應單獨經數據調製光學載波(步驟62)。此處，整數Q大於或等於2，且預選組的Q個光學傳播模式為相對正交的。可相對於Q個光學傳播模式近似地執行光學模式多路復用或光學模式多路分用。可(例如)在MMF跨距序列的輸入端附近(即，通過圖4的光學發射器42)執行此光學模式多路復用。可(例如)在MMF跨距46r46N的序列的輸出端附近(即，通過圖4的光學接收器44)執行此光學模式多路分用。
[0064]在光學波長信道的序列(例如，WDM序列)上，預選組的每一光學傳播模式的群速描繪出通常隨波長單調變化的對應光譜曲線的軌跡。所述光譜曲線中的每一者對應於群速的一模式帶。
[0065]模式帶中的不同者在預選波長區間上不重疊且由非零間隙分離，例如，如圖3中所圖解說明。預選波長區間具有由序列的波長信道的最大及最低中心波長界定的邊界。預選波長區間包含(例如)光學電信C、L及S帶中的1/2或一者。預選波長區間通常包含(例如)光學電信C、L及S帶中的大致一者。預選波長區間可包含光學電信C及L帶或光學電信C帶及S帶或可包含光學電信C、L及S帶。
[0066]在預選波長區間中，每一模式具有其極限值界定模式帶的邊界的群速。所述模式帶由可為相對小的非零間隙分離，例如，如先前所描述。舉例來說，模式帶的每一群速相鄰對可由小於約100米/微微秒的間隙分離。由於每一此間隙為非零的，因此N個不同光學傳播模式將通常在針對WDM光學通信預選的整個波長區間上具有不同群速。
[0067]方法60還可包含使步驟62的光傳播穿過MMF的長度(步驟64)。此處，MMF的長度可包含N個MMF跨距461-46N中的一或多者。
[0068]任選地，方法60可包含對所述光進行光學補償以去除由經由Q個不同光學傳播模式穿過MMF的長度的傳播產生的差分模式延遲(步驟66)。所述差分模式延遲由MMF中的Q個光學傳播模式的不同速度產生。可(例如)通過在圖4的D⑶C 481-48n_1中的一或多者中處理光來部分地或完全地去除此差分群延遲(步驟64)。此補償可涉及後補償或預補償差分模式延遲，例如，以去除由在圖4的MMF跨距中的一或多者中的傳播導致的差分模式延遲。
[0069]任選地，方法60可涉及執行WDM光的光學模式多路復用，如步驟62中所描述；使經模式多路復用的WDM光傳播穿過MMF，如步驟64中所描述；對在MMF中於所述WDM光中產生的差分模式延遲進行光學補償，如步驟66中所描述；及執行WDM光的光學模式多路分用，如步驟62中所描述。
[0070]可以各種變化形式來執行方法60以產生基於多模光纖的WDM光學通信系統,其中由光學中心波長及傳播光學模式界定的不同信道在其光學傳輸跨距的多模光纖或序列中具有不同群速。
[0071]本發明打算包含所屬領域的技術人員根據所述描述、各圖及權利要求書將顯而易見的其它實施例。
【權利要求】
1.一種設備，其包括: 多模光纖，其具有選定的多個光學傳播模式；且 其中所述選定的多個光學傳播模式中的每一光學傳播模式具有針對光學電信C帶、光學電信L帶、光學電信S帶中的一者中的光在對應範圍內變化的群速；且 其中對應於所述選定的多個光學傳播模式中的所述模式中的不同者的所述範圍是不重疊的；且 其中所述範圍的群速鄰近對的所述範圍由小於約10，000米/秒的非零間隙分離。
2.根據權利要求1所述的設備，其中所述間隙在約500米/秒與5，000米/秒之間。
3.根據權利要求1所述的設備，其中所述光纖為石英玻璃光纖；且 其中所述光纖為凹陷折射率包層類型的光纖。
4.根據權利要求1所述的設備，其中所述選定的多個光學傳播模式包含所述模式中的至少三者。
5.—種設備,其包括: 1XM光學模式多路分用器，其經配置以將在第一多模光纖中從其第一組中的每一光學傳播模式接收的光從所述光學模式多路分用器的光學輸入模式選擇性地路由到所述光學模式多路分用器的Μ個光學輸出中的對應一者； MX 1光學模式多路復用器，其經配置以將在第二多模光纖中到其第二組中的每一光學傳播模式的光從所述光學模式多路復用器的Μ個光學輸入中的對應一者模式選擇性地路由到所述光學模式多路復用器的光學輸出；及 Μ個光學波導，所述Μ個光學波導中的每一者將所述光學模式多路分用器的所述Μ個光學輸出中的一者光學連接到所述光學模式多路復用器的所述Μ個光學輸入中的對應一者。
6.根據權利要求5所述的設備，其中所述Μ個光學波導中的不同者具有不同的光學路徑長度。
7.根據權利要求5所述的設備，其中所述Μ個光學波導經配置以至少部分地補償由在所述第一多模光纖的分段上經由其中的所述光學傳播模式中的不同者載運光信號產生的相對群延遲。
8.—種設備,其包括: 一系列多模光纖跨距； 多個差分群延遲補償器，每一補償器端連接所述多模光纖跨距的對應對的鄰近端，以使得所述跨距及所述補償器形成多模光學鏈路的分段；且 其中每一差分群延遲補償器經配置以補償由在對應於所述每一差分群延遲補償器的所述對的所述多模光纖跨距中的一者的光學傳播模式中的不同者上載運數據而導致的相對時間延遲。
9.根據權利要求8所述的設備，其中每一多模光纖跨距使得其中的多個光學傳播模式中的每一光學傳播模式具有其值針對光學電信C帶、L帶及S帶中的一者中的光在對應範圍內變化的群速，所述多個光學傳播模式中的所述模式中的不同者的所述範圍是不重疊的，且所述範圍的群速鄰近者由非零間隙分離，所述間隙中的一些間隙小於約10，000米/秒。
10.根據權利要求8所述的設備，其中所述差分群延遲補償器中的一者包括: 1ΧΜ光學多路分用器，其用於多模光纖的光學傳播模式； MX 1光學模式多路復用器，其用於多模光纖的光學傳播模式；及Μ個光學波導，所述Μ個光學波導中的每一者將所述1 ΧΜ光學模式多路分用器的光學輸出中的一者光學連接到所述MX 1光學模式多路復用器的光學輸入中的對應一者。
【文檔編號】G02B6/02GK104303084SQ201380011651
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年2月22日 優先權日:2012年3月5日
【發明者】勒內-瓊·埃西安布爾, 羅蘭·裡夫 申請人:阿爾卡特朗訊