[發(fā)明專利]多模光纖光傳輸系統(tǒng)中的空時和前向糾錯聯(lián)合編碼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710580810.2
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107634803B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·雷卡亞本-奧斯曼;Y·讓;E-M·安胡達
• 申請（專利權(quán)）人: 法國礦業(yè)電信學校聯(lián)盟
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/516;H04L1/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜;王英

本發(fā)明的實施例提供了一種光發(fā)射器，該光發(fā)射器被配置為在多模光纖傳輸系統(tǒng)中通過光傳輸信道在至少兩個空間傳播模式上發(fā)射數(shù)據(jù)序列，該傳輸系統(tǒng)與預定義的模式相關(guān)損耗值關(guān)聯(lián)，其中該光發(fā)射器包括：前向糾錯碼編碼器(22)，被配置為通過應(yīng)用至少一個糾錯碼來將所述數(shù)據(jù)序列編碼成碼字向量；調(diào)制器(23)，被配置為通過對所述碼字向量應(yīng)用調(diào)制方案來確定一組已調(diào)制符號；和空時編碼器(24)，被配置為通過對所述一組已調(diào)制符號應(yīng)用空時碼來確定碼字矩陣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及光通信，具體涉及用于使用多模光纖的基于光纖的傳輸系統(tǒng)的編碼方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

過去幾十年里，光纖的使用有了巨大增長。光纖被用在諸如電信中的眾多應(yīng)用中。電信應(yīng)用包含例如在全球網(wǎng)絡(luò)和臺式計算機中的應(yīng)用。這樣的電信應(yīng)用可以涉及聲音、數(shù)據(jù)或視頻的越過從小于一米到數(shù)千千米的距離的傳輸。

在過去二十年間，由于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，也由于不斷增加的互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量引起的流量增長，對更大網(wǎng)絡(luò)容量的需求有了顯著增長。光纖傳輸作為關(guān)鍵技術(shù)出現(xiàn)了，以滿足這樣的對全球電信基礎(chǔ)設(shè)施中更高的數(shù)據(jù)傳輸率的持續(xù)需求。光纖被用作在基于光纖的通信系統(tǒng)的兩端之間傳輸光的手段。光承載數(shù)據(jù)，并且允許以比在基于有線的通信系統(tǒng)或無線通信系統(tǒng)中更高的帶寬越過長距離進行傳輸。

光纖表示對光譜中的電磁波進行引導的光波導。波沿著光纖的傳播依賴于若干個與光纖有關(guān)的參數(shù)，諸如光纖的幾何形狀、光纖的模式結(jié)構(gòu)、折射率的分布，以及制成光纖的材料。光纖通常包含透明芯，該透明芯被包覆以具有較低折射率的透明包層材料。承載數(shù)據(jù)的光在充當波導的光纖中傳播，遵循一連串的內(nèi)反射。

光纖根據(jù)它能夠支持的傳播模式的數(shù)量(也被稱為“橫模”、“空間模式”或“空間傳播模式”)可以被分成兩類。這些模式定義了波在光纖中傳播時的分布。

光纖包含單模光纖(SMF)和多模光纖(MMF)。單模光纖被設(shè)計為根據(jù)單個模式承載光，這個模式被稱為“基模”。單模光纖纜線具有僅允許基模傳播的小直徑芯。結(jié)果是，所產(chǎn)生的光反射的數(shù)量隨著光穿過芯而減少，實現(xiàn)了信號的低衰減和快速傳播。單模光纖通常被用于長距離應(yīng)用。

多模光纖允許許多模式在單芯或多芯光纖中傳播，其中每個芯可以是單模或多模的。多模光纖纜線具有大直徑芯，其允許多模的光的傳播。結(jié)果是，所產(chǎn)生的反射的數(shù)量隨著光穿過芯而增加，實現(xiàn)了在給定時隙中傳播更多數(shù)據(jù)的能力。多種傳播模式形成了一組正交信道，在這組正交信道上，獨立的數(shù)據(jù)符號可以被多路復用(multiplex)。空分復用(SDM)技術(shù)，尤其是模分復用(MDM)技術(shù)可以被用于這個目的，并使得鏈路容量能夠以傳播模式的數(shù)量為倍數(shù)而倍增。

多模光纖可以提供比單模光纖更高的傳輸率。然而，利用多個模式的存在來進行復用和傳輸更大量的數(shù)據(jù)符號，要求對若干個模態(tài)不利缺陷(modal detrimentalimpairment)進行管理。這些缺陷主要緣于光學部件(例如光纖、放大器和復用器)的不完美，以及各種傳播模式之間的串擾效應(yīng)。這樣的不完美造成了非均一化缺陷，例如導致正交性丟失(loss of orthogonality)和/或?qū)ⅹ毩⒌臄?shù)據(jù)符號復用的不同信道之間的能量損耗的缺陷。這樣的缺陷可以顯著降低光鏈路的容量，并使傳輸系統(tǒng)的性能惡化，尤其是在長距離應(yīng)用中。

尤其，通過多模光纖的傳播模式受到被稱為模式相關(guān)損耗(MDL)的非均一化串擾的影響。MDL效應(yīng)要求用光學或數(shù)字信號處理方案來減輕。