欠尋址的光mimo系統(tǒng)中的鏈路內(nèi)空間模式混合的制作方法
【專利摘要】欠尋址的光MIMO系統(tǒng)中的中斷概率可以通過配置鏈路內(nèi)光模式混合器，以在比信道相干時間更快速的時間尺度上動態(tài)地改變鏈路的空間模式混合特性來降低。假如MIMO系統(tǒng)利用了具有足夠糾錯能力的FEC碼用于糾正對應于MIMO信道的平均狀態(tài)的錯誤量，該相對快速的動態(tài)改變趨向于降低如下事件的頻率：在該事件期間數(shù)據(jù)的每個FEC編碼塊的錯誤數(shù)量超出FEC碼的糾錯能力。
【專利說明】欠尋址的光MIMO系統(tǒng)中的鏈路內(nèi)空間模式混合
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求來自2011年4月3日提交的，并且題名為“SPATIAL-MODE MANAGEMENTIN UNDER-ADDRES SED OPTICAL MIMO SYSTEM〃的美國臨時專利中請N0.61 / 449，246 的優(yōu)先權(quán)，其以它的整體通過引用并入本文。
[0003]本申請的主題涉及由Peter J.Winzer和Gernard J.Foschini在與本申請同日提交的，代理人文檔參考號為808639-US-NP的，并且題名為“DYNAMIC SPATIAL-MODEALLOCATION IN AN UNDER-ADDRESSED OPTICAL MIMO SYSTEM” 的美國專利申請 N0.13 /332，588的主題，其以它的整體通過引用并入本文。【技術(shù)領域】
[0004]本發(fā)明涉及光通信裝置并且，更具體地但不排他地，涉及用于通過多?；蚨嘈竟饫w建立和操作多輸入/多輸出(MMO)光傳送信道的裝置。
【背景技術(shù)】
[0005]本節(jié)介紹了可以幫助便于本發(fā)明更好的理解的方面。因此，本節(jié)的敘述將鑒于此而閱讀，并且不被理解為是對于什么在現(xiàn)有技術(shù)中或者什么不在現(xiàn)有技術(shù)中的承認。
[0006]MIMO方法正在被積極地開發(fā)以利用多模和多芯光纖內(nèi)在的高傳輸能力。在光MMO系統(tǒng)的發(fā)射器處，多個光信號帶有數(shù)據(jù)獨立地被調(diào)制并且被耦合到用于向遠程接收器傳輸?shù)亩嗄；蚨嘈竟饫w的對應的多個空間模式中。在接收器處，所接收的由多個空間模式攜帶的光信號被相互分離并且解調(diào)/解碼，以在接收器處恢復編碼在原始光信號上的數(shù)據(jù)。
[0007]在光MMO系統(tǒng)中使用的代表性的多?；蚨嘈竟饫w可以具有相對大數(shù)量(例如，>100)的空間模式。由于某些硬件限制，常規(guī)的發(fā)射器可能不能夠單獨地對由典型的多?；蚨嘈竟饫w所支持的所有空間模式進行尋址。由于類似的硬件原因，常規(guī)的接收器可能也不能夠單獨地對所有這些所支持的空間模式進行尋址。作為結(jié)果，這樣的發(fā)射器可能不能夠同時地將對應的調(diào)制后的光信號耦合到所有所支持的空間模式中，并且這樣的接收器可能不能夠同時地從所有所支持的空間模式中提取對應的調(diào)制后的光信號。此外，在發(fā)射器處被尋址的空間模式的子集可能不同于在接收器處被尋址的空間模式的子集。不利的是，光噪聲和由光纖鏈路施加的模依賴損耗可能引起這種欠尋址(under-addressed)的光MIMO系統(tǒng)中的中斷概率相對地高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本文公開的光MMO系統(tǒng)的各種實施例解決了現(xiàn)有技術(shù)中的這些和某些其他問題。本公開內(nèi)容的創(chuàng)新方面包括但不限于:(i)光MMO系統(tǒng)，設計并且配置為動態(tài)地和智能地管理位于光空分復用(SDM)信號的發(fā)射器和/或接收器處的空間模式選擇/分配，(?)鏈路內(nèi)光模式混合器，設計并且配置為可控制地更改光鏈路的空間模式混合特性，以及(iii)作為整體操作該系統(tǒng)的方法，該方法還單獨地操作發(fā)射器、接收器、以及模式混合器中的每一個，以獲取高傳輸能力和/或高操作可靠性。當系統(tǒng)技術(shù)指標施加了相對嚴格的誤碼率(BER)要求時，由本公開內(nèi)容的各種實施例所提供的某些益處和優(yōu)點可以變得特別明顯。
[0009]根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面，欠尋址的光MMO系統(tǒng)中的中斷概率可以通過配置鏈路內(nèi)光模式混合器，以動態(tài)地在比信道相干時間更快速的時間尺度上改變空間模式混合特性而被降低。假如MMO系統(tǒng)利用具有足夠糾錯能力的FEC(前向糾錯)碼用于糾正對應于MIMO信道的平均狀態(tài)的錯誤量，該相對快速的動態(tài)改變趨向于降低如下事件的頻率:在這些事件期間，數(shù)據(jù)的每個FEC編碼塊的錯誤數(shù)量超過FEC碼的糾錯能力。
[0010]根據(jù)一個實施例，提供了一種光學系統(tǒng)，具有第一光模式稱合(OMC)設備(例如，510a)，配置為對空間模式的第一子集進行尋址，所述第一子集是第一光鏈路的空間模式的子集；以及第二 OMC設備(例如，510b)，配置為對空間模式的第二子集進行尋址，所述第二子集是第二光鏈路的空間模式的子集。該光學系統(tǒng)還具有光混合子系統(tǒng)(例如，530),置于第一 OMC設備和第二 OMC設備之間，并且配置為，混合從第一子集的不同空間模式經(jīng)由第一OMC設備接收到的光，以及將結(jié)果的混合光應用到第二 OMC設備，以引起第二 OMC設備將混合光耦合到第二子集的不同空間模式中。
[0011]在上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，光混合子系統(tǒng)包括相互連接的光混合器陣列，該陣列以如下方式置于第一 OMC設備和第二 OMC設備之間:該方式使光學系統(tǒng)能夠指引從第一光鏈路接收到的光通過所述第一 OMC設備，然后通過所述相互連接的光混合器陣列，然后通過所述第二 OMC設備，并且進入第二光鏈路。
[0012]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，陣列包括一個或多個2x2光開關(guān)。
[0013]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，陣列包括一個或多個馬赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉儀。
[0014]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，光學系統(tǒng)進一步包括控制器，操作地耦合到光混合子系統(tǒng)并且配置為控制在所述光混合子系統(tǒng)中混合的光。
[0015]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，第一 OMC設備可配置為改變第一子集；并且第二 OMC設備可配置為改變第二子集。
[0016]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，第一 OMC設備可配置為對與第二 OMC設備不同數(shù)量的空間模式進行尋址。
[0017]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，光學系統(tǒng)進一步包括:光發(fā)射器，經(jīng)由第一光鏈路光耦合到第一 OMC設備；以及光接收器，經(jīng)由第二光鏈路光耦合到第二 OMC設備，其中:第一和第二光鏈路的每一個包括各自的多模光纖、多芯光纖、或光纖光纜；以及第一和第二 OMC設備的每一個配置為對各自的多模光纖、多芯光纖、或光纖光纜的空間模式的子集進行尋址。
[0018]根據(jù)另一個實施例，提供了一種光學系統(tǒng)，具有適于置于第一光鏈路和第二光鏈路之間的光模式混合器，所述光模式混合器配置為，將對應于第一光鏈路的不同空間模式的光混合，并且將結(jié)果的混合光耦合到第二光鏈路的不同空間模式中。光學系統(tǒng)進一步具有控制器，控制器配置為，在通過攜帶數(shù)據(jù)的經(jīng)調(diào)制的光信號的光模式混合器的發(fā)射期間，引起所述光模式混合器改變其光混合特性，所述經(jīng)調(diào)制的光信號被從所述第一光鏈路，通過所述光模式混合器，指引到所述第二光鏈路。
[0019]在上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)的FEC編碼塊或?qū)ьl數(shù)據(jù)(pilotdata)序列。
[0020]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，光模式混合器包括:第一光模式耦合(OMC)設備，可配置為對空間模式的第一子集進行尋址，所述第一子集是第一光鏈路的空間模式的子集；第二 OMC設備，可配置為對空間模式的第二子集進行尋址，所述第二子集是第二光鏈路的空間模式的子集；以及光混合子系統(tǒng)，置于第一 OMC設備和第二 OMC設備之間，并且配置為將從第一子集的不同空間模式經(jīng)由第一 OMC設備接收的光混合，以及將結(jié)果的混合光應用到第二 OMC設備，用于將混合光耦合到第二子集的不同空間模式中。
[0021]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，光混合子系統(tǒng)包括相互連接的光混合器的陣列，該陣列以如下方式置于第一OMC設備和第二OMC設備之間:使光學系統(tǒng)能夠指引從第一光鏈路接收的光通過所述第一 OMC設備，然后通過相互連接的光混合器的所述陣列，然后通過所述第二 OMC設備，并且進入第二光鏈路。
[0022]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，所述陣列包括一個或多個2x2光開關(guān)。
[0023]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，所述陣列包括一個或多個馬赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉儀。
[0024]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，控制器操作地耦合到至少一些所述陣列的光混合器，并且配置為控制在所述至少一些所述光混合器中的光混合。
[0025]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，第一 OMC設備被配置為對與第二 OMC設備不同數(shù)量的光模式進行尋址。
[0026]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，第一 OMC設備可配置為改變第一子集；或者第二 OMC設備可配置為改變第二子集；或者第一 OMC設備可配置為改變第一子集并且第二 OMC設備可配置為改變第二子集。
[0027]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，光學系統(tǒng)進一步包括:光發(fā)射器，經(jīng)由第一光鏈路光耦合到第一 OMC設備；以及光接收器，經(jīng)由第二光鏈路光耦合到第二 OMC設備。
[0028]在任一個上述光學系統(tǒng)的一些實施例中，光模式耦合器包括:第一板，具有不平坦的表面；第二板，具有不平坦的表面；光纖的一部分，夾心在第一和第二板的不平坦的表面之間，光纖的所述部分適于耦合在第一和第二光鏈路之間；以及驅(qū)動器，配置為將機械力施加到第一和第二光學板，以相對光纖的所述部分按壓所述不平坦的表面，其中控制器操作地耦合到驅(qū)動器并且配置為改變機械力的大小。
[0029]根據(jù)又另一個實施例，提供了處理光信號的方法。所述方法包括步驟:將對應于第一光鏈路的不同空間模式的光混合以生成混合光，所述混合在置于所述第一光鏈路和第二光鏈路之間的光模式混合器中執(zhí)行；將混合光耦合到第二光鏈路；以及，在通過攜帶數(shù)據(jù)的經(jīng)調(diào)制的光信號的光模式混合器的發(fā)射期間，改變光模式混合器的光混合特性，所述經(jīng)調(diào)制的光信號被從所述第一光鏈路，通過所述光模式混合器，指引到所述第二光鏈路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]以示例性的方式，從下述詳細描述和隨附的附圖，本發(fā)明的各種實施例的其他方面、特征以及益處將變得更加完全地明顯，其中:[0031]圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的光MMO系統(tǒng)的框圖；
[0032]圖2示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的，能夠使用在圖1的系統(tǒng)中的多模光纖的三個最低線性偏振(LP)模式的代表性強度分布和偏振；
[0033]圖3示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個實施例的，能夠使用在圖1的系統(tǒng)中的多模光纖的若干LP模式的代表性相位/場強(PFS)圖；
[0034]圖4A-4B圖示了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例，能夠使用在圖1的系統(tǒng)中的光模式耦合(OMC)設備；
[0035]圖5A-5B圖示了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例，能夠使用在圖1的系統(tǒng)中的光模式混合器；
[0036]圖6示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個實施例，能夠使用在圖1的系統(tǒng)中的光模式混合器的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0037]圖7示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例，操作圖1的系統(tǒng)的方法的流程圖；
[0038]圖8示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個實施例，操作圖1的系統(tǒng)的方法的流程圖；
[0039]圖9示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的又另一個實施例，操作圖1的系統(tǒng)的方法的流程圖；
[0040]圖10示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的又另一個實施例，操作圖1的系統(tǒng)的方法的流程圖；以及
[0041]圖11示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的又另一個實施例，操作圖1的系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0042]多模光纖能夠，例如通過空分復用(SDM)的手段，提供比單模光纖更高的傳輸能力。更具體地，多模光纖的不同導模能夠用不同的經(jīng)調(diào)制的光信號填充，或者用經(jīng)獨立調(diào)制的光信號的給定集合的不同線性組合填充。原始數(shù)據(jù)然后能夠在接收器處，通過將結(jié)果的、所接收的光SDM信號適當?shù)亟鈴陀煤徒饩矸e而被恢復。相似的概念還可應用到多芯光纖。有利地，空分復用能夠用于補充其他復用技術(shù)，比如時分復用、波分復用、正交頻分復用、以及偏分復用，由此進一步增加對應的光傳送鏈路的可達到的傳輸能力。
[0043]如本領域中已知的，多模光纖可能使通過其傳輸?shù)墓庑盘栐馐茈S機振幅衰落。通過FEC(前向糾錯)編碼的使用，振幅衰落的有害影響可以至少在一定程度上被減輕。FEC碼使用系統(tǒng)地生成的冗余數(shù)據(jù)來降低接收器處的誤碼率(BER)。該降低的成本是所要求的前向信道帶寬中的伴隨增加，后者特征在于FEC碼的“速率”。一般而言，更低速率的FEC碼用于更多噪聲的信道。當信道條件關(guān)于時間波動時，速率和/或FEC碼能夠適應性地被改變以維持可接受的BER。然而，無論何時信道波動太快和/或動態(tài)地改變碼率對于給定的系統(tǒng)太復雜，則使用固定的碼率和固定的FEC碼，其趨向可靠地工作在大多數(shù)光信道例示(instantiation)上。然而，對于它們的最大MMO能力低于由FEC碼所允許的最小MMO能力的那些光信道例示，所接收的SDM信號可能變得不可解碼，其可能對于光信道保持在這種“壞的”例示中的時間量，不利地產(chǎn)生錯誤，導致系統(tǒng)中斷。
[0044]如本文所使用的，術(shù)語“中斷”指代一個事件，在該事件期間接收器失去了它的、從具有比規(guī)定的閾值BER小的BER的所接收的光信號恢復數(shù)據(jù)的能力。一般而言，在任何給定的時間，光纖鏈路中的信號傳播條件對于不同的空間模式不是均勻的，并且，此外，這些條件對于每個不同的空間模式能夠關(guān)于時間變化。在欠尋址的光MMO系統(tǒng)中，例如，當信號傳播條件對于由發(fā)射器和/或接收器尋址的空間模式的子集特別不利時，中斷可能發(fā)生。
[0045]本公開內(nèi)容的各種實施例對準了，緩解當FEC編碼被應用到欠尋址的光MMO系統(tǒng)時，至少一些上面所指出的FEC編碼的限制。例如，所公開的性能增強技術(shù)的一個或多個可以通過不時地改變一個或多個的:(i)由發(fā)射器尋址的空間模式的子集，(ii)由接收器尋址的空間模式的子集，以及(iii)光纖鏈路的空間模式混合特性，而能夠降低中斷概率。該些改變可以用可控制的方式而被執(zhí)行，可控制的方式趨向促使實際的BER低于在對應的靜態(tài)配置中觀察到的BER。有利地，較低的BER通常將自身顯示為用于固定MMO數(shù)據(jù)傳輸能力的較低中斷概率，或者顯示為用于規(guī)定的固定中斷概率的較高可達到的MMO數(shù)據(jù)傳輸能力。
[0046]通信提供者還可以有利地使用來自本公開內(nèi)容的一些實施例，來部署光纖或者能夠適應“未來〃光信號傳送技術(shù)的光纖光纜。例如，當前，光轉(zhuǎn)發(fā)器(optical-transponder)技術(shù)可能還沒有達到使所有空間模式能夠被尋址的點。該約束可以部分地歸因于耦合光學中的技術(shù)限制和/或MMO處理ASIC的能力上的限制。然而，本文公開的某些實施例可以使這樣的通信提供者能夠部署“防未來(future-proof) ”的光纖或光纖光纜，同時，當對應的通信系統(tǒng)保持著用“欠尋址"配置中的光纖或光纖光纜而被操作時，將用于最小化中斷概率的手段給予所述通信提供者。
[0047]圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的光MMO系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100具有經(jīng)由光纖鏈路140相互耦合的光發(fā)射器110和光接收器160。光纖鏈路140具有兩個光纖區(qū)段146a-b，以及放置在這兩個區(qū)段之間的光模式混合器150。系統(tǒng)100進一步具有控制器130，控制器130操作地連接到一個或多個的發(fā)射器110、接收器160、以及模式混合器150，例如，如圖1中所指示的。
[0048]在操作中，如下面進一步描述的，控制器130控制(i)發(fā)射器110中的空間模式(SM)耦合器120、(ii)接收器160中的SM分離器164、以及(iii)光模式混合器150中的一個或多個的配置。在各種實施例中，控制器130可以包括一個或多個分離的模塊。這些分離的模塊(如果有的話)的一些可以與發(fā)射器110共同定位。一些其他模塊(如果有的話)可以與接收器160共同定位。又一些其他模塊(如果有的話)可以沿著光纖鏈路140放置在一個或多個專用位置，例如，接近光模式混合器150。
[0049]系統(tǒng)100的下述可替換的實施例也被預想到。在某些可替換的實施例中，SM耦合器120和SM分離器164的至少一個是動態(tài)地可(重新)配置的光模式耦合(OMC)設備，而模式混合器150是靜態(tài)光模式混合器或者根本不存在。在其他的可替換實施例中,模式混合器150是動態(tài)可(重新)配置的設備，而SM耦合器120和SM分類器164的一個或兩者是靜態(tài)OMC設備。此外，光纖鏈路140可以具有多于兩個的光纖區(qū)段146，帶有耦合在各自的鄰近光纖區(qū)段146之間的光模式混合器150的對應實例。例如，如果鏈路140具有三個光纖區(qū)段146，則鏈路具有兩個光模式混合器150。這兩個光模式混合器之一耦合在鏈路的第一和第二光纖區(qū)段之間，并且這兩個光模式混合器的另一個耦合在鏈路的第二和第三光纖區(qū)段之間。
[0050]在操作中，發(fā)射器110接收輸入數(shù)據(jù)流102，并且生成攜帶了由輸入數(shù)據(jù)流所供應的數(shù)據(jù)的光SDM輸出信號124。輸入數(shù)據(jù)流102被應用到FEC編碼器112，F(xiàn)EC編碼器112例如使用適當?shù)腇EC碼，將冗余添加到數(shù)據(jù)。由FEC碼生成的冗余數(shù)據(jù)的每個塊可選地被交織和/或解復用，以生成K個平行數(shù)據(jù)流IH1-1Hk，其中K是大于I的整數(shù)。FEC編碼器112然后將數(shù)據(jù)流IH1-1Hk應用到電到光(E / O)轉(zhuǎn)換器116。
[0051]E / O轉(zhuǎn)換器116具有K個光調(diào)制器(未明確示出在圖1中)，每個配置為生成經(jīng)調(diào)制的光信號118「118κ*對應的一個。在一個實施例中，經(jīng)調(diào)制的光信號IIS1-1ISk具有相同的(共用的)載波頻率，并且這些光信號的每一個攜帶了由數(shù)據(jù)流IH1-1Hk中對應的一個所供應的數(shù)據(jù)。例如，經(jīng)調(diào)制的光信號IlS1攜帶了由數(shù)據(jù)流IH1所供應的數(shù)據(jù)；經(jīng)調(diào)制的光信號IlS2攜帶了由數(shù)據(jù)流1142所供應的數(shù)據(jù)等等。
[0052]在一個實施例中，SM耦合器120經(jīng)由K個各自的單模光纖從E / O轉(zhuǎn)換器116接收光信號IIS1-1ISk，并且將空間相位濾波應用到這些光信號118的每一個，以適當?shù)卣{(diào)節(jié)它們用于選擇性地耦合到光纖區(qū)段146a的不同的各自的空間模式中。經(jīng)空間相位濾波的信號(未明確示出在圖1中)例如，如下面參考圖2-4進一步描述的，在SM耦合器120中被重疊，以在光纖區(qū)段146a的輸入端144處生成光SDM信號124。
[0053]在SM耦合器120中被應用到光信號IIS1-1ISk的每一個的空間相位濾波是這樣的:隨著不同的信號118耦合到不同的各自的空間模式中，這些光信號的每一個基本上耦合到光纖區(qū)段146a的單個所選擇的空間模式中。取決于系統(tǒng)100的特定實施例，不同的光信號118到光纖區(qū)段146a的不同空間模式上的映射可以是靜態(tài)的(B卩，關(guān)于時間固定并且不變)或動態(tài)的(即，關(guān)于時間而改變)。當SM耦合器120是可(重新)配置的SM耦合器時，控制器130經(jīng)由控制信號132控制SM耦合器的空間模式配置以及其關(guān)于時間的變化。
[0054]當單獨的光信號由SM耦合器120選擇性地基本上耦合到輸入端144處的光纖區(qū)段146a的單個空間模式中，并且由此變換到SDM信號124的光分量中時，SDM信號124沿著該光纖區(qū)段向下發(fā)射，就是說該空間模式正在由發(fā)射器110 “尋址〃。
[0055]在各種實施例中，光纖區(qū)段146a_b中的每一個能夠使用，例如(不帶限制)下述的一個或多個而被實施:(i)多模光纖；(ii)多芯光纖；(iii)單模光纖束；以及(iv)光纖光纜。如果使用了多芯光纖，則該光纖的每個芯可以被設計為支持各自的單個空間模式或各自的多個空間模式。光纖區(qū)段146a-b可能的實施方式的額外細節(jié)能夠，例如在美國專利申請公開N0.2010 / 0329670和N0.2010 / 0329671中，以及在美國專利申請序列N0.13 /018，511中找到，所有這些文獻以它們的整體通過引用并入本文。
[0056]在某些實施例中,光纖區(qū)段146a_b中的每一個支持N個空間模式,其中N>K。換句話說，在這些實施例中，發(fā)射器110在光纖鏈路140中對比其中的空間模式的最大可能數(shù)量少的空間模式進行尋址。作為結(jié)果，光纖鏈路140操作為欠尋址的SDM鏈路。在可替換的實施例中，N=K。在其他可替換的實施例中,光纖區(qū)段146a支持Na個空間模式,而光纖區(qū)段146b支持Nb個空間模式，其中Na幸Nb,并且Na和Nb的每一個大于或等于K。
[0057]本領域中已知的是，多?；蚨嘈竟饫w的空間模式隨著它們沿著光纖的長度傳播，可能經(jīng)歷模間混合。作為結(jié)果，即使通信信號在光纖的輸入端完全限制于特定的單個空間模式，其他空間模式將在光纖的輸出端，例如光纖區(qū)段146a的輸出端148,具有來自該通信信號的貢獻。
[0058]光模式混合器150提供了用于可控制地改變光纖鏈路140的空間模式混合特性的能力。數(shù)學上，光模式混合器150對通過其傳播的SDM信號的影響由等式(I)描述:
【權(quán)利要求】
1.一種光學系統(tǒng)，包括: 第一光模式耦合(OMC)設備，用于尋址空間模式的第一子集，所述第一子集是第一光鏈路的空間模式的子集； 第二 OMC設備，用于尋址空間模式的第二子集，所述第二子集是第二光鏈路的空間模式的子集；以及 光混合子系統(tǒng)，被置于所述第一 OMC設備和所述第二 OMC設備之間，并且被配置為將從所述第一子集的不同的空間模式經(jīng)由所述第一 OMC設備接收的光混合，并且將結(jié)果的混合光應用到所述第二 OMC設備，以用于將所述混合光耦合到所述第二子集的不同的空間模式中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中所述光混合子系統(tǒng)包括相互連接的光混合器的陣列，所述陣列以如下方式置于所述第一OMC設備和所述第二OMC設備之間:使所述光學系統(tǒng)能夠指引從所述第一光鏈路接收的光通過所述第一 OMC設備，然后通過所述相互連接的光混合器的陣列，然后通過所述第二 OMC設備，并且進入所述第二光鏈路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，進一步包括控制器，所述控制器操作地被耦合到所述光混合子系統(tǒng)，并且被配置為控制所述光混合子系統(tǒng)中的光混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中: 所述第一 OMC設備可配置為改變所述第一子集；以及 所述第二 OMC設備可配置為改變所述第二子集。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中所述第一OMC設備可配置為對與所述第二OMC設備不同數(shù)量的空間模式進行尋址。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，進一步包括: 光發(fā)射器，經(jīng)由所述第一光鏈路光耦合到所述第一 OMC設備；以及 光接收器，經(jīng)由所述第二光鏈路光耦合到所述第二 OMC設備，其中: 所述第一光鏈路和第二光鏈路中的每一個包括各自的多模光纖、多芯光纖或光纖光纜；以及 所述第一 OMC設備和第二 OMC設備的每一個被配置為對所述各自的多模光纖、多芯光纖或光纖光纜的空間模式的子集進行尋址。
7.一種光學系統(tǒng)，包括: 光模式混合器，適于被置于第一光鏈路和第二光鏈路之間，所述光模式混合器被配置為將對應于所述第一光鏈路的不同空間模式的光混合，并且將結(jié)果的混合光耦合到所述第二光鏈路的不同空間模式中；以及 控制器，被配置為在通過攜帶數(shù)據(jù)的、經(jīng)調(diào)制的光信號的所述光模式混合器的發(fā)射期間，使所述光模式混合器改變其光混合特性，所述經(jīng)調(diào)制的光信號被從所述第一光鏈路，通過所述光模式混合器，指引到所述第二光鏈路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學系統(tǒng),其中所述光模式混合器包括: 第一光模式耦合(OMC)設備，可配置為對空間模式的第一子集進行尋址，所述第一子集是所述第一光鏈路的空間模式的子集； 第二 OMC設備，可配置為對空間模式的第二子集進行尋址，所述第二子集是所述第二光鏈路的空間模式的子集；以及光混合子系統(tǒng)，被置于所述第一 OMC設備和所述第二 OMC設備之間并且被配置為將從所述第一子集的不同空間模式經(jīng)由所述第一 OMC設備接收的光混合，并且將結(jié)果的混合光應用到所述第二 OMC設備，以用于將所述混合光耦合到所述第二子集的不同空間模式中，其中所述光混合子系統(tǒng)包括相互連接的光混合器的陣列，所述陣列以如下方式置于所述第一 OMC設備和所述第二 OMC設備之間:使所述光學系統(tǒng)能夠?qū)乃龅谝还怄溌匪邮盏墓庵敢ㄟ^所述第一 OMC設備，然后通過所述相互連接的光混合器的陣列，然后通過所述第二 OMC設備，并且進入所述第二光鏈路。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學系統(tǒng)，進一步包括: 光發(fā)射器，經(jīng)由所述第一光鏈路光耦合到所述第一 OMC設備；以及 光接收器，經(jīng)由所述第二光鏈路光耦合到所述第二 OMC設備。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學系統(tǒng),其中所述光模式混合器包括: 第一板，具有不平坦的表面； 第二板，具有不平坦的表面； 光纖的一部分，被夾在所述第一板和第二板的所述不平坦的表面之間，所述光纖的所述一部分適于耦合在所述第一光鏈路和第二光鏈路之間；以及 驅(qū)動器，被配置用于將機械力施加到第一光學板和第二光學板，以相對所述光纖的所述部分按壓所述不平坦的表面，其中所述控制器被操作地耦合到所述驅(qū)動器并且被配置為改變所述機械力的大小。
【文檔編號】H04J14/04GK103562763SQ201280011644
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月4日
【發(fā)明者】P·J·溫澤, G·J·福斯奇尼 申請人:阿爾卡特朗訊