[发明专利]叠加光传输模式

说明书

一种沿着多模光纤传输N个光信号的方法，其中该N个光信号中的每个包括N个不同的经叠加传输模式(M1、M2、…)以及在数据传输网络的接收端处取样该N个传播光信号中每个的一部分。从对应于该数据传输网络的接收端处的经叠加传输模式(M1、M2、…)的传输矩阵T和特殊酉矩阵群SU(N)导出N2‑1个不同的测量条件，以及从该取样信号中提取N2‑1个测量。所提取N2‑1个测量被用于求解矩阵方程(T·Λ)|V>＝τ|V>其中Λ表示所生成的SU(N)矩阵，τ表示所提取的测量，而|V>表示对应于在该数据传输网络的接收端处N个光信号的输出矩阵的主态本征向量。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2012年12月10日提交的美国临时申请S/N.61/735,477(COR 23954 MA)和2013年2月2日提交的美国临时申请S/N.61/760,040(COR 23954 M2)的优先权益以及根据35U.S.C.§120要求2013年3月14日提交的美国申请S/N.13/803,872的优先权益。

背景

技术领域

单模光纤的一般用途被认为限于长距离和其他应用，因为它的有限信息容量。多模光纤被引入以增加传输容量，然而，在单个芯或多个不同芯中传输多个光模式的这些多信道光纤经受由模式耦合效应引起的信道串扰。例如，当光纤或光纤束(fiber bundle)在其部署状态下经受弯曲或扭转时，在多模光纤中会出现模式耦合。

背景技术

数字信号处理技术被发展以处理由前述模式耦合产生的信道串扰。此数字信号处理的一个类型通常被称为相干多输入、多输出(MIMO)数字信号处理(DSP)。MIMO DSP被广泛地提出和展示但在很大程度上受到限制，因为它被证明难以部署在大传输长度的系统中，其中，必需的纠错方案随着传输长度增张而逐渐变得愈发复杂。

发明内容

由于在光纤中存在双折射性，偏振模式色散(PMD)会出现在数据传输网络的多模光纤中。此双折射性沿着光纤长度随机地改变，来源于由光纤应力和光纤几何结构产生的不对称性。存在PMD的不同表现。在频域中，对于固定输入偏振，在输出偏振的频率中可存在变化。在时域中，在脉冲穿过光纤的平均时延中可出现差异。本发明人认识到这样的差异是输入脉冲的偏振的函数以及这两个现象(即PMD与输入脉冲的偏振)是密切联系的。

根据本公开的主题，SU(N)群理论被用于建立由于在光纤中叠加N个空间模式或偏振模式并且形成N个正交主态(principle state)的形式。这些主态提供了克服在光通讯链路中发生模式耦合的不利效应的手段。如下被详细地解释，当N＝2时，此主态形式简化为琼斯矩阵本征分析法。在具体实施例中，LP11空间模式群的四个偏振模式中的一些或全部被用于建立主态。本公开的主题也涵盖了用于复用和解复用根据本公开的理念构造的光纤链路的模式成分的方法及系统组件。

附图说明

结合以下附图阅读，本公开的特定实施例的以下详细描述能够被最好地理解，在附图中相似的结构使用类似的附图标记来指示，而且在附图中：

图1是可根据本公开的理念实施的三主态系统的示意图。

图2是根据本公开的理念，图1的三主态系统可被按比例增加为N主态系统的方式的示意图。

具体实施方式

由于在光纤中存在双折射性，在数据传输网络的多模光纤中会出现偏振模式色散(PMD)。此双折射性沿着光纤长度随机地改变，来源于由光纤应力和光纤几何结构产生的不对称性。存在PMD的不同表现。在频域中，对于固定输入偏振，在输出偏振的频率中可存在变化。在时域中，在穿过光纤的脉冲的平均时延中可出现差异。这样的差异是输入脉冲的偏振的函数。这两个现象是密切联系的。