使用模态调节光纤的多模光学传输系统技术方案

本发明专利技术公开一种多模光纤传输系统，其使用具有至少一个模态调节光纤的光纤。所述系统包括：单模发射器，所述单模发射器产生具有在800nm与1600nm之间的波长的调制光；光学接收器，所述光学接收器被配置来接收并检测所述调制光；多模光纤，所述多模光纤限定所述单模发射器与所述光学接收器之间的光学路径，所述多模光纤具有芯部，所述芯部具有直径D40和折射率分布，所述折射率分布被配置来最佳地传输处于约850nm的标称波长下的光；至少一个模态调节光纤，所述至少一个模态调节光纤可操作地设置在所述光学路径中以进行所述光学调制光的模态过滤和模态转换中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权申请本申请根据专利法要求2014年5月16日提交的美国临时申请序列号第61/994,423号的优先权权益，所述申请的内容是本申请的基础并以全文引用方式并入本文中。
本公开涉及使用多模光纤的光学传输系统，并且尤其涉及一种使用至少一个模态调节光纤的光纤传输系统。
技术介绍
本文中提及的任何公开案或专利文件的整体公开内容是以引用方式并入，包括美国公开案第2013/0266033号和第2013/0322825号。光纤传输系统被用于数据中心中以在装置之间建立通信，所述装置如路由器、服务器、交换器和存储装置。光纤传输系统典型地利用干线电缆(例如，数十至数百米长)，所述干线电缆携带许多光纤(例如，十二个、二十四个、四十八个等)。干线电缆的每一端部光学连接至分线组件以从MPO型多光纤干线连接器转变到其他类型的连接器，所述其他类型的连接器则与接插线对接或直接插入设备端口中，从而建立装置之间的光学路径。分线组件常常容纳在分线模块中。数据中心被配置有含有多模光纤的电缆组件。使用这类光纤是因为光学装置中的收发器中的光源为多模光源。此外，历史上利用多模光纤进行工作比利用单模光纤更为容易。遗憾地是，多模光纤由于模态分散而具有较小带宽距离积，这使得难以延伸触及范围或增加光纤传输系统的数据速率，并且要达到这种目的非常昂贵。另外，现有多模光纤被优化用于在850nm的标称波长下操作，在所述标称波长下，多模光纤具有高的色散度。为达较长触及范围或较高数据速率传输，希望具有标称大约1300nm的操作波长，此处色散度最低。例如，设计了如LR和LRM收发器的许多单模收发器，所述单模收发器在1310nm的标称波长下操作。在约1300nm的波长下操作的一些收发器涉及CWDM或利用同一光纤在针对每一波长10Gb/s下传播的四个波长，以便每一收发器的总数据速率为40Gb/s。每一操作信道的波长标称上为1270nm、1290nm、1310nm和1330nm。传统上，除LRM收发器之外，利用单模光纤来操作收发器，LRM收发器可利用单模至多模光纤在偏移拼接(offsetsplicing)情况下操作，以便也可使用多模光纤。但最近，在数据中心中使用具有多模光纤的单模收发器来改进互操作性、提供平滑升级路径和达到较易后勤管理方面受到日益增加的关注，所有这些都提供经济和财务益处。因此，有利的是获得改进多模光纤传输系统的性能而不引起必须更换多模光纤的时间、人力和费用的多种方式。
技术实现思路
本公开的方面针对光学传输系统，所述光学传输系统在800nm至1600nm范围内的波长下操作并且使用光学地耦合至光纤路径的相应端部的单模光学发射器和光学接收器，所述光纤路径包括设计用于在约850nm的波长下操作的多模光纤。光纤路径使用至少一个模态调节光纤。所述模态调节光纤可用作：1)当相邻所述发射器使用时的模态转换光纤，其用于将发射光转换成接近于所述多模光纤的LP01基模；2)当相邻所述接收器使用时的模态过滤光纤，其用于基本上滤出较高阶模；3)当可操作地设置在所述光学发射器与所述接收器之间的所述光学路径内时的模态转换光纤和模态过滤光纤两者；4)当在相邻所述发射器和所述接收器的所述多模光纤的相应第一端部和第二端部处使用第一模态调节光纤和第二模态调节光纤时的模态转换光纤和模态过滤光纤两者。当所述模态调节光纤用作模态转换光纤时，其确保主要发射或激发所述多模光纤的基模。当所述模态调节光纤用作模态过滤光纤时，其确保仅检测到来自所述多模光纤或在大多数情况下来自所述多模光纤的所述基模的某一辐射区的光。这允许所述系统的各种实施方案具有以下各项的用于接收信号的系统带宽：大于2GHz·km；大于4GHz·km；大于8GHz·km；大于10GHz·km；大于15GHz·km；或大于20GHz·km。所述模态调节光纤可具有相对短的长度，例如，短达4mm，但其可为长于5mm的任何合理长度以实现相同功能。所述模态调节光纤可为单模光纤、少模光纤(few-modefiber)或多模光纤，其具有直径处于选定范围中的芯部，所述直径例如小于所述主多模光纤的芯部直径。在涉及发射和/或接收基本上仅所述多模光纤的所述基模的实例中，所述模态调节光纤的所述芯部直径可为：a)在10μm和23μm范围内。在一些其他实施方案中，如果所述模态调节光纤的目的是仅仅剥离出靠近所述多模光纤芯部的边缘行进的极高阶模，那么所述模态调节光纤的芯部大小可在30μm和45μm范围内。在这种情况下，所述光纤可与设计用于10Gb/s至32Gb/s操作的较小面积多模光接收器一起使用，并且实例可在40Gb/s、50Gb/s或高于50Gb/s的甚至更高数据速率下工作。在其他实施方案中，所述模态调节光纤的所述芯部大小(直径)为50微米或更小，或在10微米与50微米之间。所述至少一个模态调节光纤可被整合在所述光学路径内处于限定所述光学路径的任何部件中，如一个或多个跳线中、作为连接器的部分，或串级至多模光纤的区段，处于分线模块或分线带具(即，扇出带具)内。所述光纤甚至可被拼接来在所述光纤路径的一个或两个端部处形成上文提及的部件或装置的部分，所述一个或两个端部即连接至所述发射器和/或接收器。在实例中，利用本文公开的模调节光纤的所述光学传输系统支持10Gb/s、16Gb/s、25Gb/s或甚至较高的数据速率。本公开的一方面是用于传输数据的光学传输系统。所述系统包括：单模发射器，所述单模发射器产生具有在800nm与1600nm之间的波长的调制光；光学接收器，所述光学接收器被配置来接收并检测所述调制光；多模光纤，所述多模光纤限定所述单模发射器与所述光学接收器之间的光学路径，所述多模光纤具有折射率分布，所述折射率分布被配置来传输处于约850nm的操作波长下的光；至少一个模态调节光纤，所述至少一个模态调节光纤可操作地设置在所述光学路径中并且具有至少5mm的长度和芯部直径DC，并且其中10μm<DC<50μm；和至少2GHz·km的模态带宽。本公开的另一方面是用于传输数据的光学传输系统。所述系统包括：第一收发器和第二收发器，所述收发器各自包括单模(SM)发射器，所述发射器产生具有在800nm与1600nm之间的波长的调制光，并且所述收发器各自包括光学接收器，所述光学接收器被配置来接收并检测所述调制光；第一多模光纤，所述第一多模光纤限定所述第一收发器的SM发射器与所述第二收发器的接收器之间的第一光学路径；第二多模光纤，所述第二多模光纤限定所述第二收发器的所述SM发射器与所述第一收发器的所述接收器之间的第二光学路径；其中所述第一多模光纤和第二多模光纤具有折射率分布，所述折射率分布被配置来传输处于约850nm的操作波长下的光；至少一个第一模态调节光纤，所述至少一个第一模态调节光纤可操作地设置在所述第一光学路径中；至少一个第二模态调节光纤，所述至少一个第二模态调节光纤可操作地设置在所述第一光学路径中；其中所述至少一个第一模态调节光纤和至少一个第二模态调节光纤各自具有至少5mm的长度和芯部直径DC，其中10μm<DC<50μm；和其中所述第一光学路径和第二光学路径各自支持至少2GHz·km的模态带宽。本公开的另一方面是在光学传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于传输数据的光学传输系统，其包括：单模发射器，所述单模发射器产生具有在800nm与1600nm之间的波长的调制光；光学接收器，所述光学接收器被配置来接收并检测所述调制光；多模光纤，所述多模光纤限定所述单模发射器与所述光学接收器之间的光学路径，所述多模光纤具有折射率分布，所述折射率分布被配置来传输处于约850nm的操作波长下的光；至少一个模态调节光纤，所述至少一个模态调节光纤可操作地设置在所述光学路径中并且具有至少5mm的长度和芯部直径DC，并且其中10μm<DC<50μm；和至少2GHz·km的模态带宽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.16 US 61/994,4231.一种用于传输数据的光学传输系统，其包括：单模发射器，所述单模发射器产生具有在800nm与1600nm之间的波长的调制光；光学接收器，所述光学接收器被配置来接收并检测所述调制光；多模光纤，所述多模光纤限定所述单模发射器与所述光学接收器之间的光学路径，所述多模光纤具有折射率分布，所述折射率分布被配置来传输处于约850nm的操作波长下的光；至少一个模态调节光纤，所述至少一个模态调节光纤可操作地设置在所述光学路径中并且具有至少5mm的长度和芯部直径DC，并且其中10μm<DC<50μm；和至少2GHz·km的模态带宽。2.根据权利要求1所述的光学传输系统，其中所述至少一个模态调节光纤具有在0.2≤Δ0≤2.0％范围内的芯部差值Δ0。3.根据权利要求1所述的光学传输系统，其中所述至少一个模态调节光纤包括处于所述操作波长下的单模光纤或少模光纤。4.根据权利要求1所述的光学传输系统，其中由所述单模发射器产生的所述调制光的所述波长标称为1300nm。5.根据权利要求1所述的光学传输系统，其中所述光学路径包括具有光纤阵列的分线模块或分线带具，所述光纤阵列包括所述多模光纤的区段，并且其中所述至少一个模态调节光纤可操作地附接至所述多模光纤区段。6.根据权利要求1所述的光学传输系统，其中所述光学路径包括至少一个跳线，所述至少一个跳线具有所述多模光纤的区段，并且其中所述至少一个模态调节光纤可操作地附接至所述多模光纤区段。7.根据权利要求1所述的光学传输系统，其中所述模态调节光纤的所述芯部直径DC在12μm至23μm范围内。8.根据权利要求1所述的光学传输系统，其中所述模态调节光纤包括单模光纤，其中10μm<DC<23μm。9.根据权利要求1所述的光学传输系统，其进一步包括至少10Gb/s的数据速率。10.根据权利要求1所述的光学传输系统，其进一步包括至少25Gb/s的数据速率。11.根据权利要求1所述的光学传输系统，其中所述至少一个模态调节光纤包括以下至少一个：a)模态转换光纤，所述模态转换光纤相邻所述单模发射器布置；b)模态过滤光纤，所述模态过滤光纤直接相邻所述接收器布置。12.一种用于传输数据的光学传输系统，其包括：第一收发器和第二收发器，所述收发器各自包括单模(SM)发射器，所述发射器产生具有在800nm与1600nm之间的波长的调制光，并且所述收发器各自包括光学接收器，所述光学接收器被配置来接收并检测所述调制光；第一多模光纤，所述第一多模光纤限定所述第一收发器的所述SM发射器与所述第二收发器的所述接收器之间的第一光学路径；第二多模光纤，所述第二多模光纤限定所述第二收发器的所述SM发射器与所述第一收发器的所述接收器之间的第二光学路径；其中所述第一多模光纤和第二多模光纤具有折射率分布，所述折射率分布被配置来传输处于约850nm的操作波长下的光；至少一个第一模态调节光纤，所述至少一个第一模态调节光纤可操作地设置在所述第一光学路径中；至少一个第二模态调节光纤，所述至少一个第二模态调节光纤可操作地设置在所述第一光学路径中；其中所述至少一个第一模态调节光纤和至少一个第二模态调节光纤各自具有至少5mm的长度和芯部直径DC，其中10μm<DC<50μm；和其中所述第一光学路径和第二光学路径各自支持至少2GHz·km的模态带宽。13.根据权利要求12所述的光学传输系统，其中所述至少一个第一模态调节光纤和所述至少一个第二模态调节光纤各自具有在0.2≤Δ0≤2.0％范围内的芯部差值Δ0。14.根据权利要求12所述的光学传输系统，其中所述至少一个第一模态调节光纤和至少一个第二模态调节光纤各自包括处于所述操作波长下的单模光纤或少模光纤。15.根据权利要求12所述的光学传输系统，其中由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：新·陈，约翰·道格拉斯·科尔曼，唐纳德·甘乃迪·霍尔，李明俊，
申请(专利权)人：康宁光电通信有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US