CN108496313B

CN108496313B - 短距离可使用的光空分复用

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Publication number: CN108496313B
Application number: CN201780006189.7A
Authority: CN
Inventors: 阿列夫·乔杜里; 罗兰·里夫
Original assignee: Alcatel Lucent USA Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2019-10-18
Anticipated expiration: 2037-01-09
Also published as: US20170201341A1; EP3403343B8; CN108496313A; EP3403343B1; WO2017123489A1; KR20180091907A; US10075257B2; EP3403343A1

Abstract

一种光数据发射器，其包含竖直腔面发射激光器和全光空间模式复用器。每一竖直腔面发射激光器配置成输出中心波长小于一微米的数据调制光载波。所述全光空间模式复用器具有光输出和多个光输入。每一竖直腔面发射激光器以光学方式连接到所述全光空间模式复用器的所述光输入中的一或多个。所述全光空间模式复用器配置成使所述竖直腔面发射激光器中的至少两个响应于所述光输出耦合到光纤的近端而激发所述光纤的一或多种光空间传播模式的线性独立组合。

Description

短距离可使用的光空分复用

技术领域

本发明涉及用于光纤通信的设备和方法。

背景技术

这个部分引入可帮助促进较好理解本发明的方面。因此，这个部分的陈述就此而论经解读且不理解为对现有技术中的内容和现有技术中不包含的内容的认可。

光空分复用(optical spatial division multiplexing)技术涉及通过具有多种光空间传播模式的光纤管线发射的数据。在光空分复用中，光空间传播模式中的至少两种具有侧向传播方向的不同相位和/或强度分布且可携载不同数据。

当前，已产生对用于光传送网络的光空分复用系统的关注。光传送网络通常在介于约1.5微米与约1.7微米之间或接近1.3微米的光通信频带中操作。在这些波长带中，常规玻璃光纤具有低衰减或损耗。这类光传送网络常常使用边发射激光芯片，所述边发射激光芯片提供窄带发光。这类光传送网络常常使用成本高的光学组件和成本高的数据处理组件，例如以补偿色度色散、信道间和/或信道内干扰、噪音、非线性光失真和/或光损耗。

发明内容

一些实施例提供适用于例如在数据中心内部和/或在邻近数据中心之间的短距离使用的光数据通信组件和/或系统。举例来说，在数据中心中，光数据通信系统可在不同服务器之间、在服务器与架顶交换器(top of rack switch；TORS)之间、在TORS之间、在TORS与其它交换器之间、在交换器之间、在交换器与路由器之间或更通常来说在数据中心的数据管理装置之间提供光数据通信。这类实施例可提供通过短光发射距离的低成本和/或高带宽数据通信。

在第一实施例中，设备包含光数据发射器。光数据发射器包含多个竖直腔面发射激光器和全光空间模式复用器。多个竖直腔面发射激光器中的每一个配置成输出中心波长小于一微米的数据调制光载波。全光空间模式复用器具有光输出和多个光输入。竖直腔面发射激光器中的每一个以光学方式连接到全光空间模式复用器的光输入中的一或多个。全光空间模式复用器配置成使竖直腔面发射激光器中的至少两个响应于耦合到光纤的近端的光输出而激发光纤的一或多种光空间传播模式的线性独立组合。

在任何第一实施例的一些实例中，设备可进一步包含经连接以直接地调制竖直腔面发射激光器中的对应者的多个电驱动器。

在任何第一实施例的一些实例中，组合中的不同者可相对正交。

在任何第一实施例的一些实例中，竖直腔面发射激光器中的一些可配置成发射波长在0.90微米与0.70微米之间的光束。

在任何第一实施例的一些实例中，设备可进一步包含光纤。光纤可以是例如波长在光电信C波段中的标准单模光纤。光纤可具有例如小于十千米或甚至小于两千米的长度和/或可以是例如用于具有1.550微米波长的光的单模光纤。在这段的一些实例中，设备可进一步包含具有另一全光空间模式复用器的光数据接收器。另一全光空间模式复用器具有多个光输入且具有连接以从光纤的相对端接收光的光输出。在一些实例中，光数据接收器连接以在不光放大所述光的情况下从光数据发射器接收光。

在任何第一实施例的一些实例中，多个竖直腔面发射激光器可配置成发射约相同中心波长的光。

在任何第一实施例的一些实例中，光数据发射器可配置成在组合中的相同者的相对正交极化上以光学方式复用数据调制光载波中的至少两个。

在第二实施例中，方法包含操作多个竖直腔面发射激光器以输出携载对应数字数据流的光载波。每一光载波的中心波长小于1.0微米。方法也包含将数据调制光载波以全光学方式复用到光发射纤维的近端处的光发射纤维的多种光空间传播模式上。复用使数据调制光载波中的至少两个激发光发射纤维的光空间传播模式的线性独立组合。

在第二实施例的一些实例中，光载波可具有约相同的中心光波长。

在第二实施例中的任一例的一些实例中，每一中心波长可介于约0.70与0.90微米之间。

在第三实施例中，方法包含响应于从光发射纤维接收波长小于1.0微米的光，基于光发射纤维的近端处的光的光空间传播模式而将光以全光学方式分用到不同光端口。方法也包含通过在光端口中的每一个处产生光强度的电测量值以及时间取样电测量值以产生对应的数字数据值流来从在光端口中的每一个处的分用光中解调单独的数字数据值流。

在第三实施例的一些实例中，光发射纤维可以是用于具有波长在光电信C波段中的光的单模光纤。

在第三实施例中的任一个的一些实例中，所接收的光可能已通过直接地同时调制多个竖直腔面发射激光器来产生。

在第三实施例中的任一个的一些实例中，所接收的光可能已从位于距用于执行分用的光空间模式分用器小于一万米或甚至小于两千米的光数据发射器发射。

附图说明

图1A和1B为示意性地说明使用单光发射纤维以基于光空分复用提供对应单向和双向光数据通信的替代光数据通信系统的框图；

图1C为示意性地说明使用一对光纤以基于光空分复用提供双向光数据通信的光数据通信系统的框图；

图2为示意性地说明例如可用于图1A-1C的光数据通信系统中的光数据发射器的框图；

图3为示意性地说明例如可用于图1A-1C的光数据通信系统中的光数据接收器的框图；

图4为示意性地说明例如在图2的光数据发射器中经由光空分复用发射数据的方法的流程图；

图5为示意性地说明例如在图3的光数据接收器中经由光空分复用接收数据的方法的流程图；

在图式和本文中，相同附图标记是指功能上和/或结构上类似的元件。

在图式中，可放大一些特征的相对尺寸以更清楚地说明其中的设备。

在本文中，各种实施例通过图式和说明性实施例的详细描述来更充分描述。尽管如此，本发明可以各种形式实施且不限于图式和说明性实施例的详细描述中所描述的特定实施例。

具体实施方式

发明人为陈好说(Haoshuo Chen)、尼可拉斯方丹(Nicolas Fontaine)和罗兰雷夫(Roland Ryf)的代理人案号为818534-US-NP的标题为“多模竖直腔面发射激光器(MULTIMODE VERTICAL-CAVITY SURFACE-EMITTING LASER)”的美国专利申请案(本文中称为CHEN申请案)与本申请案同一天提交且以全文引用的方式并入本文中。CHEN申请案描述可用于本申请案中所描述的竖直腔面发射激光器(vertical cavity surface-emittinglaser；VCSEL)的一些实施例的VCSEL。

在本文中，全光装置是指处理光学信号而不将光学信号中间转化成一或多种电信号和将一或多种电信号再转化成另一光学信号的装置。

图1A、1B和1C说明执行用于数据的光通信的光空分复用的替代光数据通信系统10A、10B和10C。每一光数据通信系统10A、10B、10C包含一或多个光数据发射器14和一或多个光数据接收器16，并且配置成支持两个节点18、20之间的单向或双向光数据通信。

在一些实施例中，光数据通信系统也可执行极化模式复用以使得不同数据流以光发射纤维管线的相同光空间传播模式的正交极化状态携载。在这类实施例中，一个光数据发射器14和一个光数据接收器16的一或多个通信对可配置成处置光空间复用和光极化分路复用由此实现实质上较高数据通信速率的光信号。

本发明人认为，光数据通信系统10A-10C的有利一些实施例可有利地配置成用于短距离光通信。举例来说，这类实施例将使用长度小于10千米、通常小于2千米、可能小于1千米、可能甚至小于500米或甚至小于100米或在一些情况下小于10米的光发射纤维管线。这类光数据通信系统通常将具有长度至少为约1米或至少约2米、可能至少约10米或甚至至少约100米的光发射纤维管线。针对这类短距离光数据通信，这类实施例被认为能够以低成本提供高端到端数据速率，例如有时不需要波分复用、在线光放大、光色散补偿和/或光群速度时延补偿中的一或多个。

参考图1A，光数据通信系统10A具有配置成用于节点18、20之间的单向光数据通信的单光发射纤维12。在这个实施例中，节点18通常具有一或多个光数据发射器14中的一个，且节点20具有一或多个数据光接收器16中的一个。光数据发射器14和接收器16经由光端口OP以光学方式耦合到光发射纤维12的相对端。

参考图1B，光数据通信系统10B具有配置成用于节点18、20之间的双向光数据通信的单光发射纤维12。在这个实施例中，每一节点18、20包含一或多个光发射器14中的一个、一或多个光接收器16中的一个和3端口的光连接器22。3端口的光连接器22在适当方向上重导向所接收的光数据通信。3端口的光连接器22将来自同一节点18、20的光数据发射器14的光信号重导向到光发射纤维12且将来自光发射纤维12的光信号重导向到同一节点18、20的光数据接收器16。3端口光连接器22可以是例如常规3端口光环行器。光数据发射器14和光数据接收器16具有光端口OP，其例如经由光波导OW和/或例如一或多个透镜、一或多个镜面、可用空间等的其它常规光学组件以光学方式连接到3端口光连接器22的光端口。

参考图1C，光数据通信系统10C具有一对光发射纤维12_1、12_2且配置成用于节点18、20之间的双向光数据通信。在这个实施例中，每一节点18、20包含一或多个光数据发射器14中的一个和一或多个光数据接收器16中的一个。此外，光发射纤维12_1、12_2中的每一个以支持所述对节点18、20之间的单向通信的方式将节点18、20中的一个的光发送器14的光端口OP以光学方式连接到节点20、18中的另一个的光接收器16的光端口OP。两个光发射纤维12_1、12_2支持在两个节点18、20之间的相反方向上的光数据通信。

参考图1A-1C，光数据通信系统10A-10C通常配置成以光学方式以小于1.0微米的一或多个波长传送数据。举例来说，光数据通信的一或多个波长可介于约0.90微米与0.70微米之间，且波长可接近0.98微米、接近0.85微米或接近0.78微米，即，输出似乎可商购的低成本竖直腔面发射激光器(VCSEL)的波长。在这类短波处，光发射纤维12、12_1、12_2可以是例如光电信C波段的标准多模光纤(standard multimode optical fiber；SMMF)或甚至可以是光电信C波段的标准单模光纤(standard single mode optical fiber；SSMF)。光电信C波段包含1.530微米到1.565微米范围内的波长。确切地说，这类SSMF在光数据通信系统10A-10C操作的短波下可充当多模光纤，即，极少模式光纤。

通常，光发射纤维12、12_1、12_2支持至少3种相对正交光空间传播模式且常常还支持由光数据通信系统10A-10C所使用的短波处的每一这类光空间传播模式的2种正交极化状态。举例来说，光发射纤维12、12_1、12_2可支持零角动量的基本传播模式和角动量分别为+1和-1的一对较高传播模式。光发射纤维12、12_1、12_2可甚至支持较大组相对正交空间传播模式，例如还具有大于一的量值的角动量。举例来说，一些SSMF可支持更多相异光空间传播模式，例如具有较大量值的角动量、比接近1.00微米的波长短的在0.70微米到0.80微米范围内的波长的模式。

因为光数据通信系统10A、10B、10C通常以光学方式以小于1.0微米的一或多个波长发射数据，所以光发射纤维12、12_1、12_2通常产生实质或甚至较大光损耗。因此，光数据通信的距离通常不可能超过约10-80千米且距离可能甚至不能大于10千米或甚至距离可能不能大于约2千米。实际上，通常使系统10A、10B、10C的实施例支持通过光发射纤维12、12_1、12_2的短距离光通信。在这类短距离应用中，节点18、20可相隔小于10千米、相隔小于或等于2千米、相隔小于或等于1千米或甚至可相隔小于约500米，例如在单数据中心内部。因此，光发射纤维12、12_1、12_2通常具有小于或等于10千米、小于或等于2千米、小于或等于一千米或甚至小于或等于500米的总长度。

由于这类短距离，光系统10A、10B、10C通常可避免使用在线光放大、光色散补偿和/或对非线性光发射效果的补偿中的一或多个。在这类短距离时，光系统10A、10B、10C也可对补偿光数据发射器12和/或光数据接收器14处的不同光空间传播模式之间的群时延具有显著较小需要。因此，即使不同光空间传播模式在光发射纤维12、12_1、12_2中混合，这类混合也通常并不涉及具有较大相对群时延的光传播模式的部分。出于这个原因，预期在光数据通信系统10A、10B、10C中对回收在光传播模式中的不同者上携载的数据流或预补偿在光传播模式中的不同者上携载的数据流的多输入多输出处理可更简单或不存在。举例来说，模式间干扰或混合可经由光数据接收器16中的简单均衡而可校正。出于上文所描述的原因，系统10A、10B、10C的一些实施例可以低成本提供高容量光数据通信系统。

在一些实施例中，光发射纤维12、12_1、12_2也可以是例如光电信C波段的标准多模纤维(standard multimode fiber；SMF)，例如波长为1.530至1.565微米。

图2示意性地说明存在于图1A-1C的节点18、20中的一个或两个中的光数据发射器14的实施例14'。光数据发射器14'包含N个光源24_1……24_N以及全光1×N空间模式复用器28，N对应电驱动器26_1……26_N。

每一光源24_1-24_N为竖直腔面发射激光器(VCSEL)。不同VCSEL 24_1-24_N可配置成例如以约相同中心波长操作，所述相同中心波长例如小于或等于1.0微米或甚至在0.7微米到0.9微米的范围内。举例来说，VCSEL 24_1-24_N可甚至输出适合于泵抽供用于C波段光电信的常规掺铒光纤放大器的中心波长的光或可甚至输出例如波长在0.80与0.70微米之间的较短中心波长的光，其适合于泵抽其它常规激光器。VCSEL 24_1-24_N可例如在相同衬底30的平面表面PS上构造。

每一电驱动器26_1……26_N经连接并且配置成电控制VCSEL 24_1-24_N中的对应者以根据例如开/关(ON/OFF)调制方案或具有更大幅值的调制方案的调幅方案发射数据调制光载波。N个电驱动器26_1-26_N可沿与N个VCSEL 24_1-24_N相同的衬底30的平面表面PS定位或可位于不同衬底(未图示)上。

在一些实施例中，每一电驱动器26_1……26_N配置成直接地调制对应VCSEL 24_1-24_N以发射被调制以携载对应数字数据流的光载波，所述对应数字数据流即DATA_1、……，或DATA_N。在这里，DATA_1、……，和DATA_N为N个独立数字数据流。

在其它实施例中，每一电驱动器26_1……26_N可配置成操作外部调制器(未图示)以使得对应VCSEL 24_1-24_N发射携载N个数字数据流DATA_1、……，和DATA_N中的对应者的调制光载波。在这类实施例中，每一电驱动器26_1……26_N可电控制例如位于对应VCSEL24_1-24_N的光输出处的电吸收调制器。

全光1×N空间模式复用器28具有例如经由光波导OW连接到N个对应VCSEL 24_1-24_N的光输出的N个光输入OI_1、……、OI_N。全光1×N空间模式复用器28具有可以是光数据发射器14'的光端口OP的光输出，且因此，可以光学方式连接到例如图1A-1C的光发射纤维12、12_1、12_2中的一个的光发射纤维的近端或近端面。举例来说，全光1×N空间模式复用器28可以是常规光子灯笼型光空间模式复用器、常规3维光波导型空间模式复用器或光空分复用的常规可用空间设备(例如基于一或多个光相位掩模)。

全光1×N空间模式复用器28可配置成将光从N个光输入OI_1-OI_N中的每一个发射到例如图1A-1C的光发射纤维12、12_1、12_2的光发射纤维的邻近端面中。在一些实施例中，全光1×N空间模式复用器28可配置成主要将光从N个光输入OI_1-OI_N中的每一个喷射到光发射纤维的光空间传播模式中的相对正交光空间传播模式中。在其它实施例中，全光1×N空间模式复用器28可配置成主要将光从N个光输入OI_1-OI_N中的一或多个喷射到发射光纤的所述相对正交光空间传播模式中的超过一种中。在各种实施例中，全光1×N空间模式复用器28可配置成将以线性独立数字数据流或数字数据流的线性独立组合调制的光束喷射到发射光纤的相对正交光空间传播模式上。

图3说明存在于图1A-1C的节点18、20中的一个或两个中的光数据接收器16的实施例16'。光数据接收器16'包含全光1×N空间模式复用器32；N个光强度检测器34_1……34_N；以及具有N个电输入的电子数据处理器36。

全光1×N空间模式复用器32经连接以与光数据接收器16'中的全光N×1模式分用器反向来操作。确切地说，全光1×N空间模式复用器32的单光端口为光数据接收器16'的输入光端口OP。全光1×N空间模式复用器32的N个光端口OP_1、……、OP_N的阵列连接以输出从光数据接收器16'的输入光端口OP接收的光。

每一光强度检测器34_1-34_N以光学方式连接以接收来自全光1×N空间模式复用器32的N个光端口的阵列中的对应者的光。每一光强度检测器34_1-34_N电连接以将电信号输出到电子数据处理器36的对应电输入。

全光1×N空间模式复用器32配置成基于光发射纤维中的光的光空间传播模式将来自例如图1A-1C的光发射纤维12、12_1、12_2的光发射纤维的近端或近端面的光端口OP处所接收的光分离。确切地说，全光1×N空间模式复用器32的N个光端口OP_1-OP_N中的不同者主要或几乎完全输出从连接到光数据接收器16'的光端口OP的光发射纤维的相对正交光空间传播模式接收的光。

在一些实施例中，全光1×N空间模式复用器32还可配置成将另外一致光空间传播模式的正交极化的光分离，以使得相对正交极化的光也主要或可能几乎完全被导向到N个光端口OP_1-OP_N中的单独光端口。确切地说，全光1×N空间模式复用器32的这类实施例可用于采用光空分复用和光极化模式复用两种来以光学方式发射数据的图1A-1C的光数据通信系统10A-10C。

光强度检测器36_1-36_N可包含常规二极管或晶体管光检测器。光强度检测器36_1-36_N可包含或可不包含连接到二极管或晶体管光检测器的对应电输出的电子放大器。

电子数据处理器36包含N个常规模/数转换器且可包含任选数字电路以供处理来自模/数转换器的数字信号流，所述常规模/数转换器连接N个其对应电输入。每一模/数转换器输出时间取样的数字信号流，(例如)其测量由端连接到光数据接收器16'的光端口OP的光发射纤维的光空间传播模式中的一个所携载的数字数据流。任选数字电路可例如在图1A-1C的对应成对光数据发射器14与光数据接收器16之间的发射期间提供校正发射误差和/或补偿光信号的一些分解。举例来说，任选数字电路可部分补偿或去除用于图1A-1C中的光纤管线的光发射纤维12、12_1、12_2中所产生的色度色散和/或光信道间干扰的影响。由于这类光纤12、12_1、12_2的短距离性质，在一些实施例中，群速度时延可为图1A-1C的光数据通信系统10A-10C中的小问题或不显著问题。

再次参考图1A-1C，光数据通信系统10A-10C的一些特定实施例也可通过R WDM波长信道支持波分复用(wavelength division multiplexing；WDM)。在这类实施例中，图3的多个VCSEL 26_1-26_N可包含R·P VCSEL，例如以支持用于P光空间模式中的每一个的RWDM波长信道上的光数据通信，即N＝R·P。此外，光空间模式复用器28可包含内部光P×1空间模式复用器以及连接到内部光P×1空间模式复用器的P光输入的P,R×1 WDM复用器。随后，VCSEL 26_1-26_N的R可连接到R×1 WDM复用器中的每一个的对应R光输入。此外，图4的光空间模式复用器32也可包含内部光P×1空间模式复用器以及连接到内部光P×1空间模式复用器的P光输入的P,1×R WDM分用器。随后，光强度检测器34_1-34_N的R可连接到每一1×R WDM分用器的R光输出。

这类WDM实施例也可支持极化分路复用以进一步增大光发射纤维12、12_1、12_2的光数据容量。实际上，支持WDM和/或光极化复用的实施例进一步增大图1A-1C的光发射纤维12、12_1、12_2的数据容量。

图4示意性地说明例如使用图2的光数据发射器14'经由光空分复用发射数据的方法50。

方法50包含操作多个竖直腔面发射激光器(VCSEL)以输出携载对应数字数据流的光载波，其中每一光载波具有小于1.0微米的中心波长(步骤52)。确切地说，调制每一光载波以携载不同或独立数字数据流。常常，按时序同时执行将数字数据调制到光载波上，但一些实施例可以完全按时序或部分连续方式执行调制。举例来说，方法50可涉及及时交替由数字数据流调制的光载波的选择。

在一些实施例中，操作步骤52可例如通过例如以开/关方式直接电调制个别VCSEL来执行。这类直接电调制可使用低成本设备来执行操作步骤52。

在其它实施例中，操作步骤52可例如通过例如以开/关方式或以支持具有多于两个值的调幅的方式外部调制个别VCSEL来执行。举例来说，每一VCSEL可通过对应电吸收调制器来外部调制。

在步骤52的一些实施例中，个别光载波可例如全部处于约相同的中心光波长。

在步骤52的一些实施例中，每一光载波可具有例如介于约0.70与约0.90微米之间的中心波长或甚至可具有适合于泵抽光电信C波段的掺铒光纤放大器的中心波长或适合于泵抽其它常规激光器的中心波长。在这类短波长处，例如约0.70微米到约0.90微米，认为可易于商购低成本VCSEL。

方法50包含将数据调制光载波以全光学方式复用到例如图1A-1C的光发射纤维12、12_1、12_2的其近端或端面处的光发射纤维的多种光空间传播模式上(步骤54)。复用步骤54可使用图2的全光1×N空间模式复用器28来执行复用。

步骤54涉及执行复用以使得数据调制光载波中的至少两个且可能全部激发光发射纤维的光空间传播模式的线性独立组合。

在步骤54的一些实施例中，复用也可涉及将不同数据调制光载波端耦合到光发射纤维中的相同光空间传播模式的正交极化状态。在这类实施例中，方法50涉及执行例如图2的光数据发射器14'处和图1A-1C的光数据通信系统10A-10C中的数据的光空分复用和光极化模式分路复用两种。

图5示意性地说明例如使用图3的光数据接收器16'经由光空分复用接收数据的方法60。

方法60包含响应于从光发射纤维的近端或近端面接收波长小于1.0微米的光，基于在光发射纤维的近端处的光的光空间传播模式而将光以全光学方式分用到不同光端口(步骤62)。可执行分用，例如以使得最后从光空间传播模式中的第一和第二光空间传播模式接收的光主要或可能甚至几乎完全导向到光端口中的不同者。步骤62可使用图3的全光1×N空间模式复用器32以将从图1A-1C的光纤12、12_1、12_2中的任一个的近端接收的光分用到图3的N个光端口OP_1-OP_N中的不同光端口。

在步骤62的一些实施例中，光发射纤维可以是用于具有波长在光电信C波段中的光的单模光纤。

在步骤62的一些实施例中，所接收的光可能已通过直接地同时调制多个竖直腔面发射激光器来产生。

在步骤62的一些实施例中，所接收的光已从位于距执行分用的光空间模式分用器小于两千米、小于一千米或甚至小于500米的光数据发射器发射。

在一些实施例中，分用步骤62可例如在不波分(解)复用的情况下对具有约相同中心波长的光执行。

方法60包含从在光端口中的每一个处输出的分用光中解调单独的数字数据值流(步骤64)。解调包含在光端口中的每一个处产生光强度的电测量值以及时间取样电测量值以产生数字数据值流。

分用传送到光端口中的不同光端口的光可携载线性独立或不同的数字数据流。可进一步处理所得多个数字信号流以补偿例如通过跨光发射纤维发射来产生的一些失真，例如，失真如衰减、色度色散和/或光发射纤维中的不同光空间传播模式的混合。

在一些实施例中，执行分用步骤62以将光同时导向到光端口中的各种光端口，因为光在约相同的时间从光发射纤维的不同光空间传播模式接收。

在其它实施例中，分用步骤62可以连续方式执行，因为接收光的光空间传播模式及时改变。

在一些实施例中，分用步骤62也可包含基于光极化分用所接收的光。在这类实施例中，从光发射纤维的相同光空间传播模式的相对正交极化状态接收的光可主要或甚至实质上完全通过步骤62来导向到光端口中的不同光端口。在这类实施例中，方法60可支持例如图2的光数据接收器16'和图1A-1C的光数据通信系统10A-10C中的包含光空分复用和光极化模式分路复用两种的光数据通信。

说明性实施例的详细描述和图式仅说明本发明的原理。由此将了解，所属领域的技术人员将能够设计各种布置，尽管本文中未明确地描述或展示所述布置，但所述布置体现本发明的原理且包含在所要求发明内。此外，本文中叙述本发明的原理、方面和实施例的所有陈述以及其特定实例意欲涵盖其等效内容。

Claims

1.一种用于光纤通信的设备，其包括：

光数据发射器，其包含：

多个竖直腔面发射激光器，所述多个竖直腔面发射激光器中的每一个配置成输出中心波长小于一微米的数据调制光载波；

光纤，其为波长在光电信C波段中的单模光纤；

全光空间模式复用器，其具有光输出和多个光输入，所述竖直腔面发射激光器中的每一个以光学方式连接到所述全光空间模式复用器的所述光输入中的一或多个，所述光纤的近端以光学方式耦合至所述全光空间模式复用器的所述光输出；且

其中所述全光空间模式复用器配置成使所述竖直腔面发射激光器中的至少两个激发所述光纤的一或多种光空间传播模式的线性独立组合。

2.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括经连接以直接地调制所述竖直腔面发射激光器中的对应者的多个电驱动器。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述竖直腔面发射激光器中的一些配置成发射波长在0.90微米与0.70微米之间的光束。

4.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括具有另一全光空间模式复用器的光数据接收器，所述另一全光空间模式复用器具有多个光输入且具有经连接以从所述光纤的相对端接收光的光输出。

5.一种用于光纤通信的方法，其包括：

操作多个竖直腔面发射激光器以输出携载对应数字数据流的光载波，每一光载波的中心波长小于1.0微米；

将数据调制光载波以全光学方式复用到光发射纤维的近端处的所述光发射纤维的多种光空间传播模式上，所述光发射纤维为用于具有波长在光电信C波段中的光的单模光纤；且

其中所述复用使所述数据调制光载波中的至少两个激发所述光发射纤维的所述光空间传播模式的线性独立组合。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述光载波具有相同的中心光波长。

7.根据权利要求5所述的方法，其中每一中心波长介于0.70与0.90微米之间。

8.一种用于光纤通信的方法，其包括：

响应于从光发射纤维接收波长小于1.0微米的光而基于所述光发射纤维的近端处的所述光的光空间传播模式来将所述光以全光学方式分用到不同光端口；以及

通过在所述光端口中的每一个处产生光强度的电测量值以及时间取样所述电测量值以产生对应的数字数据值流来从在所述光端口中的每一个处的所述经分用光中解调单独的数字数据值流；以及

其中所述光发射纤维为用于具有波长在光电信C波段中的光的单模光纤。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述波长介于0.70与0.90微米之间。