用于多模通信的光学接收器制造技术

一种用于多模通信的光学接收器(20)包括：模式解复用器(21)，具有连接到多模链路(22)的输入和多个输出线(231—234)，其中模式解复用器适于将光信号的模态分量中的每个模态分量基本上耦合到输出线中的选定输出线中；多个相干光学检测器(251—254)，分别连接到输出线以产生电数字信号的集合，每个电数字信号包括同相分量和正交相位分量；多个独立可调光学延迟器件(241—244)，被布置于输出线上以向对应模态分量中的每个模态分量赋予选定延迟；以及信号处理设备(26)，适于处理数字信号以通过反转多模链路的模式混合特性来恢复相应模态分量的独立调制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多模通信的光学接收器
本专利技术涉及采用支持多于一个传播模式的波导的光学通信系统的
，具体地涉及适合于这样的系统的光学接收器。
技术介绍
用于进一步增加长距离光学传输系统中的容量的潜在突破解决方案是利用光纤中的多于一个空间传播模式。这样的模分复用实现多输入多输出（MIMO）传输。WO-A-2010/151432公开了这样的光学多模传输系统的示例。在光学多模传输系统中，不同空间模式具有不同传播常数并且有时间延迟地到达接收器侧。该延迟是传输距离和差分模式群延迟（DMGD）的函数。在长距离应用中，这样的延迟可能超过常规数字信号处理器的处理深度能力。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术提供一种用于多模通信的光学接收器，该光学接收器包括：模式解复用器，具有连接到多模链路的输入和多个输出线，其中多模链路适于传播光信号，该光信号包括已经在多模链路的远程点处被独立调制的多个模态分量，其中模式解复用器适于将光信号的模态分量中的每个模态分量基本上耦合到输出线中的选定输出线中，多个相干光学检测器，分别连接到输出线以产生电数字信号集合，每个电数字信号包括同相分量和正交相位分量，多个独立可调光学延迟器件，被布置于输出线上以向对应模态分量中的每个模态分量赋予选定延迟，以及信号处理设备，适于处理数字信号以通过反转多模链路的模式混合特性来恢复相应模态分量的独立调制。根据实施例，这样的接收器设备可以包括以下特征中的一个或者多个特征。在一个实施例中，可调光学延迟器件包括：延迟模块（30），其包括并行连接的、具有相应长度的光纤的集合；以及光学交换机，其适于向并行连接的光纤中的选定光纤传递在输出线中传播的光信号。在一个实施例中，第一集合中的光纤的长度是基准长度的连续的整数倍。在一个实施例中，基准长度基本上对应于信号处理设备的最大处理深度。在一个实施例中，可调光学延迟器件还包括：第二延迟模块，其包括并行连接的、具有相应长度的光纤的第二集合；以及第二光学交换机，其适于向并行连接的光纤中的选定光纤传递来自第一延迟模块的光信号，其中第二集合中的光纤的长度等于第一集合中的光纤的长度乘以整数乘数。在一个实施例中，整数乘数基本上等于第一集合中的光纤的数目。在一个实施例中，输出线和光学延迟器件包括单模光纤。在一个实施例中，光学接收器还包括：延迟控制模块，用于调整可调光学延迟器件，其中延迟控制模块能够：根据与模态分量与基准之间的差分模式延迟有关的延迟数据和与多模链路中使用的光纤的长度有关的长度数据来针对光信号的模态分量中的每个模态分量确定粗略补偿延迟，并且根据针对模态分量确定的粗略补偿延迟来调整与模态分量对应的可调光学延迟器件。在一个实施例中，粗略补偿延迟补偿模态分量的传播时间与基准的传播时间之间的差异。在一个实施例中，延迟控制模块还能够从数据存储库取回延迟数据和长度数据。在一个实施例中，数据存储库包括与在其中安装了光学接收器的光网络的多个链路对应的长度数据和延迟数据，其中延迟控制模块能够根据多模链路的链路标识符取回延迟数据和长度数据。在一个实施例中，延迟控制模块能够：在相干光学检测器处针对光信号的模态分量中的每个模态分量确定残留延迟，并且根据针对模态分量确定的残留延迟来调整与模态分量对应的可调光学延迟器件。在一个实施例中，对残留延迟的确定包括优化从模态分量恢复的数字流与从另一模态分量恢复的数字流之间的互相关函数，其中这两个模态分量原先利用相同的学习序列来调制。在一个实施例中，延迟控制模块还能够根据残留延迟针对模态分量确定更新的延迟数据并且向数据存储库中上传经更新的延迟数据。在一个实施例中，信号处理设备包括与每个数字信号分量关联的、用于向数字信号分量赋予可调延迟的相应可调数字延迟线，其中延迟控制模块还能够根据针对对应模态分量确定的残留延迟来调整与数字信号分量关联的可调数字延迟线。本专利技术的各方面源于观察到光纤中的低阶模式、例如模式LP01、LP02和LP11的差分模式群延迟（DMGD）可以相对于基本模式约为6.1ps/nm、7.3ps/nm和0.5ps/nm。在1000km的传输距离之后，累计约6.1μs、0.73μs和0.5μs的模式延迟。对于很高速传输、例如在100Gb/s的PDM-QPSK调制，累计延迟分别对应于170,800个符号、20,440个符号和14,000个符号。不能在常规数字信号处理单元中补偿这样大的值。本专利技术的各方面源于观察到光纤中的非线性现象以及采用的模态复用器和解复用器的非理想行为可能在多模通信系统中引起集总线性模式耦合。因此，需要联合数字信号处理用于均衡以减轻产生的损害、即在模式之间的串扰。然而，DSP中的联合数字信号处理不能在信号延迟大量超过DSP的可用处理深度时实现均衡。本专利技术基于将DMGD补偿器用于至少在超过数字FIR均衡器的能力这样的程度上补偿差分模式群延迟的思想。本专利技术的各方面基于在光学接收器中的若干层、例如在光学层和电子层补偿DMGD的思想。附图说明本专利技术的这些和其它方面将在下文参照附图通过示例描述的实施例中变得清楚并且参照这些实施例来阐明。图1是本专利技术的实施例可以被用在其中的光学通信网络的功能表示。图2是根据一个实施例的光学接收器的功能表示。图3是可以在图2的光学接收器中使用的可调延迟器件的功能表示。图4是根据一个实施例的可以在图2的光学接收器中使用的信号处理单元的功能表示。图5是根据另一实施例的可以在图2的光学接收器中使用的信号处理单元的功能表示。具体实施方式图1是光网络10的示意表示，该光网络包括多个节点A至G和互连节点A-G的多个多模光学链路1-9。多模光学链路1-9由在所使用的载波频率范围中支持多个模式的波导、例如多模光纤（MMF）或者少模光纤（FMF）形成。如这里所使用的FMF是指在感兴趣的载波频率范围中具有10个横向模式的光纤。所示节点数目、链路数目和拓扑仅为示例性的。空间模分复用是一种可以在网络10中用来在相邻或者非相邻节点之间通过相同光纤传输多个调制的光信号的技术。出于该目的，在光学通信路径的一端采用模式复用器以将多个调制的光信号耦合到光纤的相应空间模式。相反，在通信路径的另一端采用模式解复用器以将通过光学通信路径传播的多个空间模式耦合到相应输出。然而，由于在传播期间的模间串扰，这样的模式解复用器可能不足以具有充分的解码质量来恢复原有调制的信号。参照图2，现在将描述光学接收器布置20，该光学接收器布置可以用来改进对用空间模分复用发送的光信号的接收。光学接收器布置20包括光学模式解复用器21，该光学模式解复用器包括连接到多模光学链路22的输入和连接到相应单模光纤231至234的多个输出，待解码的信号通过该多模光学链路被接收。光学模式解复用器21进行操作以有选择地将通过多模光学链路22接收的多模光信号的模态分量中的每个模态分量耦合到光纤231至234中的相应光纤中。可以用图2的示例性实施例中的该方式分离四个空间模式。“有选择地到光纤231至234中的相应光纤中”意味着在模式解复用器21的输出处的单模光纤接收主要（例如多于90%）来自多模链路22的光学模式之一的能量。在输出光纤231至234中传播的光信号将在以下描述中被称为“模态信号”。每个输出光纤231至234包括用于将相应模态信号延迟相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多模通信的光学接收器（20），包括：模式解复用器（21），具有连接到多模链路（22）的输入和多个输出线（231?234），其中所述多模链路适于传播光信号，所述光信号包括已经在所述多模链路的远程点处被独立调制的多个模态分量，其中所述模式解复用器适于将所述光信号的所述模态分量中的每个模态分量基本上耦合到所述输出线中的选定输出线中，多个相干光学检测器（251?254），分别连接到所述输出线以产生电数字信号的集合，每个电数字信号包括同相分量和正交相位分量，多个独立可调光学延迟器件（240，241?244），被布置于所述输出线上以向对应模态分量中的每个模态分量赋予选定延迟，以及信号处理设备（26，326，426），适于处理所述数字信号以通过反转所述多模链路的模式混合特性来恢复相应模态分量的独立调制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.04 EP 11164706.11.一种用于多模通信的光学接收器(20)，包括：模式解复用器(21)，具有连接到多模链路(22)的输入和多个输出线(231-234)，其中所述多模链路适于传播光信号，所述光信号包括已经在所述多模链路的远程点处被独立调制的多个模态分量，其中所述模式解复用器适于将所述光信号的所述模态分量中的每个模态分量耦合到所述输出线中的选定输出线中，多个相干光学检测器(251-254)，分别连接到所述输出线以产生电数字信号的集合，每个电数字信号包括同相分量和正交相位分量，多个独立可调光学延迟器件(240，241-244)，被布置于所述输出线上以向对应模态分量中的每个模态分量赋予选定延迟，以及信号处理设备(26，326，426)，适于处理所述数字信号以通过反转所述多模链路的模式混合特性来恢复相应模态分量的独立调制。2.根据权利要求1所述的光学接收器，其中可调光学延迟器件(240)包括：延迟模块(30)，包括并行连接的、具有相应长度的光纤的第一集合(33)；以及光学交换机(31)，适于向并行连接的所述光纤中的选定光纤传递在所述输出线中传播的所述光信号。3.根据权利要求2所述的光学接收器，其中所述第一集合中的所述光纤的长度是基准长度的连续的整数倍。4.根据权利要求3所述的光学接收器，其中所述基准长度对应于所述信号处理设备(26，326，426)的最大处理深度。5.根据权利要求2至4中的任一权利要求所述的光学接收器，其中所述可调光学延迟器件(240)还包括：第二延迟模块(30)，包括并行连接的、具有相应长度的光纤的第二集合；以及第二光学交换机，适于向并行连接的所述光纤中的选定光纤传递来自所述延迟模块的所述光信号，其中所述第二集合中的所述光纤的长度等于所述第一集合中的所述光纤的长度乘以整数乘数。6.根据权利要求5所述的光学接收器，其中所述整数乘数等于所述第一集合中的光纤的数目(N)。7.根据权利要求1至4中的任一权利要求所述的光学接收器，其中所述输出线(231-234)和光学延迟器件(240，241-244)包括单模光纤。8.根据权利要求1至4中的任一权利要求所述的光学接收器，还包括：延迟控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·克贝尔，M·萨尔西，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：
国别省市：