用于在具有模式和/或芯加扰的光纤上传输的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种在具有模式或芯加扰的光纤(130)上传输的系统和方法。该系统包括空间‑时间编码器(110)和分别与所述光纤的单独传播模式或芯相关联的多个调制器(1251，...，125n)，每个调制器调制激光束。所述光纤包括多个片(1301，...，130L)，放大器(140l)设置在光纤的任何两个连续片之间。模式扰码器(150)与每个放大器相关联，以便于在至少两个连续片之间执行所述模式的置换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在具有模式和/或芯加扰的光纤上传输的方法和系统
本专利技术总体上涉及光通讯领域，更具体地说，涉及使用多模或多芯类型的光纤领域。
技术介绍
长距离(几百到几千公里)的光传输使用单模光纤。这些具有不显示模态色散(除了偏振模色散)以及即使对于多个波长也能处理每波长数十Gbit/s的高比特率的优点。然而，对于短距离传输，特别是对于宽带局域网(LAN)，多模或多芯光纤构成对单模光纤特别有利的替代方案。可以对两种类型的多模光纤进行区分：塑料光纤(或POF)和石英光纤。第一种光纤通常连同在线末端的简单能量检测一起使用，而不在各种模式上复用数据。另一方面，第二种光纤通常仅允许少量模式的传播，但是连同在各种模式上的数据复用和检测一起使用，这使得它们有利于确保短距离和长距离两者上的高传输容量。石英多模光纤具有允许传播多个导引模式的大直径芯，对于直线偏振其由的Llp表示，其中，l是方位角模式指数，p是径向模式指数。模式LP01是唯一一个能够通过单模光纤传播的基本模式。模式Llp的总数取决于光学几何参数(芯直径，特别是折射率分布)。要发送的信息在各种导引模式上分布。当导引模式的数量小时，称为弱多模光纤。更具体地，如果光纤的归一化频率参数V＜8，则光纤被称为弱多模。多模光纤的带宽通常高于单模光纤的带宽，每个模式被单独调制，并且要发送的信号在各种模式上被复用。然而，这种带宽受到传播期间的模间耦合Llp(模间串扰)的限制。此外，对于长距离，必须在光纤切片之间提供放大器。由于这些放大器的增益模式色散(以及，例如由于诸如多路复用器或信号分离器的其它光学部件而导致的增益模式色散)和较小程度的光纤中的缺陷(特别是在切片之间的接合)，各种模式不经受相同的衰减水平。模式相关损耗(MDL)Llp导致对噪声源的灵敏度增加，这将会实质上限制这些系统的范围。多芯光纤在共享的护套内包括多个芯(通常在两个到七个芯之间)。芯的尺寸足够小，只允许通过每个芯的单模传播。因此，与多模光纤相比，这些光纤没有表现出模态色散。然而，消逝波(evanescentwave)导致了各个芯之间的耦合(芯间串扰)；芯的数量更多并且芯间距离更短，串扰的水平成比例地更高。类似于上述的模间耦合，芯间耦合限制了这些系统的范围。在本申请人名下的申请FR-A-2977099中已经提出使用空间-时间编码在多个模式(在弱多模光纤中)或芯上发送符号。这种技术允许在模间或芯间串扰的情况下实质上降低误码率。然而，对于相同的信噪比，误码率仍然保持高于加性高斯信道所观察到的误码率。因此，本专利技术的目的是在通过多模或多芯光纤传输的情况下进一步降低误码率。
技术实现思路
本专利技术由用于多模光纤上的光传输的系统限定，其包括：-编码器，其被称为空间-时间编码器，将要发送的每个符号块发送到码矩阵中，所述矩阵的每个元素与使用时间和所述光纤的传播模式相关；-分别与所述光纤的单独传播模式相关联的多个调制器，每个调制器借助于矩阵的对应元素来在使用时间内调制激光束，由此调制的每个激光束被注入到所述光纤中以便于以单独模式传播穿过光纤；其中：-所述光纤包括多个片，在任何两个连续片之间提供放大器，以便于放大以所述模式传播的光束的强度；-模式扰码器与所述放大器相关联，以便于在至少两个连续的片之间执行所述模式的置换。本专利技术还涉及一种用于在多芯光纤上进行光传输的系统，其包括：-编码器，其被称为空间-时间编码器，将要发送的每个符号块发送到码矩阵中，所述矩阵的每个元素与使用时间和所述光纤的芯相关；-分别与所述光纤的芯相关联的多个调制器，每个调制器借助于矩阵的对应元素来在使用时间内调制激光束，由此调制的每个激光束被注入到所述光纤的单独芯中；其中：-所述光纤包括多个片，在任何两个连续片之间提供放大器，以便于放大传播穿过所述多个芯的光束的强度；-芯扰码器与所述放大器相关联，以便于在至少两个连续的片之间执行对各个芯的光束的置换。空间-时间编码器可以使用TAST码或理想码。调制器有利地为QAM调制器，其次是OFDM调制器。根据第一变型，放大器是光放大器。根据第二变型，放大器均包括用于将各种模式的光信号转换为电信号的多个光电二极管、放大各种电信号的基本放大器、以及分别由因此被放大的电信号调制的多个激光二极管。不管实施例如何，可以有利地为每Q个放大器提供P个模式/芯扰码器，比率P/Q被选择为使得光纤的增益模式色散大体上等于值其中L是光纤的片数。本专利技术还涉及用于在多模光纤上进行光传输的方法，其包括：-编码操作，其被称为空间-时间编码，将要发送的每个符号块发送到码矩阵中，所述矩阵的每个元素与所述光纤的使用时间和传播模式相关；-调制与各种模式相关联的多个激光束，每个激光束借助于矩阵的对应元素在使用时间内被调制，由此调制的每个激光束被注入所述光纤中，以便于根据单独模式传播穿过光纤；其中：-以所述模式传播的光束的强度在所述光纤的任何两个连续片之间被放大；-在至少两个连续的片之间对模式进行扰码。最后，本专利技术涉及用于在多芯光纤上进行光传输的方法，其包括：-编码操作，其被称为空间-时间编码，将要发送的每个符号块发送到码矩阵中，所述矩阵的每个元素与使用时间和所述光纤的芯相关；调制与各个芯相关联的多个激光束，每个激光束借助于矩阵的对应元素在使用时间内被调制，由此调制的每个激光束被注入到所述光纤的单独的芯中；其中：-传播穿过所述芯的光束的强度在所述光纤的任何两个连续的片之间被放大；-各个芯的光束在至少两个连续的片之间加扰。空间-时间编码器可以使用TAST码或理想码。有利地，调制包括第一QAM调制步骤，其次是第二OFDM调制步骤。根据第一变型，借助于光抽运来执行两个连续片之间的放大。根据第二变型，借助于光电转换、对由此获得的电信号的放大、以及对由此放大的电信号的电光转换来执行两个连续片之间的放大。不管实施例如何，可以有利地为每Q个模式/芯扰码步骤(可以是放大步骤)提供P个模式/芯扰码步骤，比率P/Q被选择为使得光纤的增益模式色散大体上等于值其中L是光纤的片数。附图说明当阅读本专利技术的优选实施例时，参考附图，本专利技术的其它特征和优点将变得显而易见，在附图中：图1示意性地示出了根据本专利技术的第一实施例的用于在光纤上进行传输的系统；图2A至2C示意性地示出了对于各种水平的模间耦合以及各种检测方法，在图1的传输系统的情况下的取决于信噪比的误码率的变化；图3给出了对于各种水平的模间耦合的每片的模式扰码器的最佳数量；图4示意性地示出了根据本专利技术的第二实施例的用于在光纤上进行传输的系统。具体实施方式首先，将在多模光纤上进行传输的情况下，并且更具体地在弱多模光纤的情况下，对本专利技术进行描述。如在引言中提到的，多模光纤受增益模式色散或模式相关损耗(MDL)的影响，可以借助于空间-时间编码来防止其在比特误码率方面的影响，在这种情况下使用的空间变量是通过光纤的传播模式。本专利技术的第一实施例的基本思想是将空间-时间编码与模式扰码进行组合。更具体地，在图1中示出了根据该第一实施例的光传输系统。该传输系统包括空间-时间编码器110。要发送的符号流被分为大小为B的块，每个块以发送间隔或TTI(时间发送间隔)被发送。编码器将符号的每个块与在下文中被称为空间-时间矩阵的大小为N×T的矩阵C相关联：作为规则，其中矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在多模光纤上进行光传输的系统，包括：‑被称为空间‑时间编码器的编码器(110)，其将要发送的每个符号块变换成码矩阵，所述矩阵的每个元素与使用时间和所述光纤的传播模式相关；‑分别与所述光纤的单独传播模式相关联的多个调制器(125n)，每个调制器借助于所述矩阵的对应元素来在使用时间内调制激光束，如此调制的每个激光束被注入到所述光纤中以便于根据单独模式传播穿过所述光纤；所述传输系统的特征在于：‑所述光纤包括多个片(130l)，放大器(140l)被提供在任何两个连续片之间，以便于放大以所述模式传播的光束的强度；‑模式扰码器(150l)与所述放大器相关联，以便于执行在至少两个连续片之间的所述模式的置换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.01 FR 14562841.一种用于在多模光纤上进行光传输的系统，包括：-被称为空间-时间编码器的编码器(110)，其将要发送的每个符号块变换成码矩阵，所述矩阵的每个元素与使用时间和所述光纤的传播模式相关；-分别与所述光纤的单独传播模式相关联的多个调制器(125n)，每个调制器借助于所述矩阵的对应元素来在使用时间内调制激光束，如此调制的每个激光束被注入到所述光纤中以便于根据单独模式传播穿过所述光纤；所述传输系统的特征在于：-所述光纤包括多个片(130l)，放大器(140l)被提供在任何两个连续片之间，以便于放大以所述模式传播的光束的强度；-模式扰码器(150l)与所述放大器相关联，以便于执行在至少两个连续片之间的所述模式的置换。2.一种用于在多芯光纤上进行光传输的系统，包括：-被称为空间-时间编码器的编码器(410)，其将要发送的每个符号块变换成码矩阵，所述矩阵的每个元素与使用时间和所述光纤的芯相关；-分别与所述光纤的芯相关联的多个调制器(425n)，每个调制器借助于所述矩阵的对应元素来在使用时间内调制激光束，如此调制的每个激光束被注入到所述光纤的单独的芯中；所述传输系统的特征在于：-所述光纤包括多个片(430l)，放大器(440l)被提供在任何两个连续片之间，以便于放大传播穿过所述多个芯的光束的强度；-芯扰码器(450l)与所述放大器相关联，以便于实现在至少两个连续片之间的各个芯的光束的置换。3.根据权利要求1或2所述的光传输系统，其特征在于，所述空间-时间编码器使用TAST码。4.根据权利要求1或2所述的光传输系统，其特征在于，所述空间-时间编码器使用理想码。5.根据前述权利要求中的一项所述的光传输系统，其特征在于，每个调制器是QAM调制器，其次是0FDM调制器。6.根据前述权利要求中的一项所述的光传输系统，其特征在于，所述放大器是光放大器。7.根据权利要求1至5中的一项所述的光传输系统，其特征在于，所述放大器均包括：用于将各种模式的光信号转换为电信号的多个光电二极管、放大各种电信号的基本放大器、以及分别由如此放大的所述电信号调制的多个激光二极管。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·阿瓦德，G·雷卡亚本奥斯曼，Y·雅欧恩，
申请(专利权)人：法国矿业电信学校联盟，
类型：发明
国别省市：法国,FR