本發(fā)明大體上涉及光學(xué)通信的領(lǐng)域，更具體地，涉及使用多?；蚨嘈绢愋凸饫w的光學(xué)通信。

背景技術(shù)：
長距離(幾百到幾千公里)的光學(xué)傳輸使用單模光纖。這些提供了如下優(yōu)點(diǎn)：不會表現(xiàn)出振模色散(modaldispersion)(除了偏振模色散)以及能夠承受每波長幾十Gibts/s的高輸出并且能夠針對多個(gè)波長做到這樣。然而，對于短距離的傳輸，特別是對于寬帶局域網(wǎng)(LAN)，多?；蚨嘈竟饫w成為特別引起關(guān)注的選擇，因?yàn)樗麄兪沟每梢允褂玫统杀静考?塑料或POF光纖)。硅多模光纖具有允許幾個(gè)導(dǎo)模的傳輸?shù)拇笾睆降睦w芯，注意，Llp為線偏振，其中l(wèi)是方位角模式索引，p是徑向模式索引。模式LP01是唯一能夠在單模光纖中傳輸?shù)幕灸Ｊ?。模式Llp的總數(shù)量取決于幾何參數(shù)(纖芯的直徑，特別是折射率分布)。被傳輸?shù)男畔⒎稚⒃诓煌膶?dǎo)模。則多模光纖的通帶被模間色散限制。常規(guī)的多模光纖(直徑為62.5μm而不是單模光纖的8-10μm的纖芯)實(shí)現(xiàn)了幾百個(gè)模式的傳播。當(dāng)模式Llp的數(shù)量很低時(shí)(通常從2至10個(gè)模式，對應(yīng)于歸一化頻率參數(shù)V<8的值)，其是弱多模光纖或FMF(少模光纖)的一種說法。在它們對光學(xué)通信的應(yīng)用中，F(xiàn)MF本質(zhì)上被用于根據(jù)基本模式的傳播。FMF光纖通常提供單模光纖與標(biāo)準(zhǔn)多模光纖(幾百個(gè)模式)之間的良好折衷，因?yàn)樗鼈兪沟每梢垣@得光纖產(chǎn)品的高通帶x長度。多模光纖的通帶通常比單模光纖的通帶大，每個(gè)模式被獨(dú)立地調(diào)制并且被傳輸?shù)男盘栐诓煌哪Ｊ缴媳粡?fù)用。然而，該通帶在傳播期間被模式Llp之間的耦合(模間串?dāng)_)所限制。此外，考慮到光纖的非理想性和不均勻性，不同的模式并不經(jīng)歷相同的衰減。也稱為MDL(模式色散損耗)的模式之間的損耗差Llp導(dǎo)致對噪聲源的敏感度增加，這可明顯地限制這些系統(tǒng)的范圍。多芯光纖包括在共同外殼中的多個(gè)纖芯(通常從2到7個(gè)纖芯)。纖芯的尺寸足夠小以僅能在它們的每個(gè)中實(shí)現(xiàn)單模傳輸。不同于多模光纖，這些因此不會表現(xiàn)出模間色散。另一方面，逐漸消散的波引起不同纖芯之間的耦合(芯間串?dāng)_)，當(dāng)纖芯的數(shù)量很高或芯間距離很低時(shí)，串?dāng)_的電平都較高。如先前模間耦合所引起的，芯間耦合也限制這些系統(tǒng)的范圍。無論何種類型的光纖，通帶的另一個(gè)限制是由于偏振相關(guān)損耗或PDL以及偏振模色散或PMD。實(shí)際上，在理想的光纖中，根據(jù)兩個(gè)正交軸被線偏振的兩個(gè)信號經(jīng)歷相同的衰減并且以相同的速度傳輸。然而，實(shí)際上，光纖的不對稱缺陷和隨機(jī)不理想性不同地影響兩個(gè)正交偏振并且導(dǎo)致信號的劣化，這限制了能夠在光纖上獲得的最大輸出。當(dāng)被注入到光纖的光功率足夠高以在其中產(chǎn)生非線性影響時(shí)，出現(xiàn)另外的限制。這將特別是當(dāng)人們必需借助高強(qiáng)度的光信號以補(bǔ)償用于長距離傳輸?shù)墓饫w的衰減時(shí)的情況。特別是當(dāng)使用波長復(fù)用傳輸或WDM(波長頻分復(fù)用)時(shí)，出現(xiàn)該限制。實(shí)際上，以第一波長傳輸?shù)母邚?qiáng)度波可通過克爾效應(yīng)修改在接近第一波長的第二波長的光纖的折射率。更一般地，當(dāng)兩個(gè)波在光纖中傳播時(shí)，其中一個(gè)根據(jù)另一個(gè)的強(qiáng)度觀測其相位調(diào)制，反之亦然。稱為交叉相位調(diào)制或XPM的這種現(xiàn)象在當(dāng)播放中的光強(qiáng)度是重要的并且當(dāng)波長很接近時(shí)更敏感。因此它影響運(yùn)行在長傳輸距離(長運(yùn)輸)的具有高光譜密度的第一種情形的WDM系統(tǒng)，也稱為DWDM(密集WDM)。當(dāng)在低輸出的由OOK(開關(guān)鍵控)調(diào)制來強(qiáng)度調(diào)制的光信號與在高輸出的被相位(PSK)和/或幅度(QAM)調(diào)制的光信號在光纖中傳播時(shí)，這種現(xiàn)象尤為明顯。當(dāng)這些被相位和/或幅度調(diào)制的信號的光譜效率(或以等價(jià)的方式，它們調(diào)制的次序)較高時(shí)，在接收到這些被相位和/或幅度調(diào)制的信號后，信噪比將會更加地劣化。本發(fā)明的基本問題是解決分別由模間串?dāng)_和芯間串?dāng)_所造成的限制。第一附屬問題是另外解決當(dāng)用于傳輸?shù)南到y(tǒng)使用偏振復(fù)用時(shí)的偏振相關(guān)損耗(PDL)/偏振模色散(PMD)的現(xiàn)象。第二附屬問題是另外解決當(dāng)用于傳輸?shù)南到y(tǒng)使用波長復(fù)用時(shí)的交叉相位調(diào)制(XPM)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明由用于弱多模光纖上的光學(xué)通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)來限定，該發(fā)射機(jī)包括：‐編碼器，稱為空時(shí)編碼器，將每個(gè)將被傳輸?shù)姆枆Kd1,...,dM轉(zhuǎn)化為碼矩陣，所述矩陣的每個(gè)元素與弱多模光纖的使用時(shí)間和傳播模式相關(guān)；‐多個(gè)調(diào)制器，分別與不同的傳播模式相關(guān)聯(lián)，每個(gè)調(diào)制器借助相應(yīng)矩陣的元素調(diào)制使用時(shí)間的激光束；‐因此被調(diào)制的每個(gè)光束被注入到弱多模光纖以根據(jù)獨(dú)立模式在弱多模光纖中傳播。根據(jù)第二實(shí)施方式，所述調(diào)制器形成多個(gè)對，每對對應(yīng)于多模光纖中的傳播模式，對中的第一調(diào)制器借助于碼矩陣中的第一元素調(diào)制根據(jù)第一方向偏振的第一光束，對中的第二所述調(diào)制器借助于碼矩陣的第二元素調(diào)制根據(jù)正交于第一方向的第二方向偏振的第二光束，第一和第二被偏振并因此被調(diào)制的光束被結(jié)合，生成光束被注入到弱多模光纖以根據(jù)獨(dú)立模式在弱多模光纖中傳播。根據(jù)第三實(shí)施方式，所述調(diào)制器形成多個(gè)(M個(gè))組，每組調(diào)制器與多模光纖的獨(dú)立傳播模式相關(guān)聯(lián)，相同組的調(diào)制器借助于碼矩陣的多個(gè)元素分別調(diào)制多個(gè)(P個(gè))獨(dú)立波長的光束，由調(diào)制器組因此調(diào)制的光束被結(jié)合(為總光束)從而生成光束被注入到光纖以根據(jù)與所述組相關(guān)聯(lián)的傳播模式在光纖中傳播。碼矩陣可具體地是具有維度為(P,M×M)的并行MIMO信道的編碼的矩陣。根據(jù)第二與第三實(shí)施方式的結(jié)合，所述調(diào)制器形成多個(gè)組，每組調(diào)制器與多模光纖的獨(dú)立傳播模式相關(guān)聯(lián)，所述組分成與第一偏振方向?qū)?yīng)的第一子組以及與正交于第一方向的第二偏振方向?qū)?yīng)的第二子組，第一子組的調(diào)制器借助于碼矩陣的多個(gè)第一元素分別調(diào)制根據(jù)第一偏振方向偏振的獨(dú)立波長的光束，以及第二子組的調(diào)制器借助于碼矩陣的相同的多個(gè)第二元素分別調(diào)制根據(jù)第二偏振方向偏振的相同波長的光束，相同組的光束被結(jié)合，從而生成光束被注入到光纖內(nèi)以根據(jù)與所述組相關(guān)聯(lián)的傳播模式在光纖中傳播。本發(fā)明還涉及根據(jù)第四實(shí)施方式的發(fā)射機(jī)。該發(fā)射機(jī)旨在用于在多芯光纖上的光學(xué)通信系統(tǒng)，并且包括：‐編碼器，稱為空時(shí)編碼器，將每個(gè)將被發(fā)送的符號塊d1,...,dM轉(zhuǎn)化為碼矩陣，所述矩陣的每個(gè)元素與多芯光纖的使用時(shí)間和纖芯相關(guān)；‐多個(gè)調(diào)制器，分別與不同的纖芯相關(guān)聯(lián)，每個(gè)調(diào)制器在使用時(shí)間期間借助相應(yīng)矩陣的元素調(diào)制激光束；‐每個(gè)因此被調(diào)制的光束被注入到多芯光纖的獨(dú)立纖芯中。根據(jù)第五實(shí)施方式，所述調(diào)制器形成多個(gè)對，每對與多芯光纖的纖芯對應(yīng)，對中的第一調(diào)制器借助于碼矩陣的第一元素調(diào)制根據(jù)第一方向偏振的第一光束，對中的第二所述調(diào)制器借助碼矩陣的第二元素調(diào)制根據(jù)正交于第一方向的第二方向偏振的第二光束，然后第一和第二被偏振的以及因此被調(diào)制的光束被結(jié)合，生成光束被注入到多芯光纖的獨(dú)立(separate，分離)纖芯。根據(jù)第六實(shí)施方式，所述調(diào)制器形成多個(gè)組，每組調(diào)制器與多芯光纖的獨(dú)立纖芯相關(guān)聯(lián)，相同組的調(diào)制器借助于碼矩陣的多個(gè)元素分別調(diào)制獨(dú)立波長的光束，由組內(nèi)的調(diào)制器因此調(diào)制的光束被結(jié)合，生成光束被注入到多芯光纖的獨(dú)立纖芯。碼矩陣可如之前的是具有維度為(P,M×M)的并行MIMO信道的編碼的矩陣。根據(jù)第五和第六實(shí)施方式的結(jié)合，所述調(diào)制器形成多個(gè)組，每組調(diào)制器與多芯光纖的獨(dú)立纖芯相關(guān)聯(lián)，所述組分成與第一偏振方向?qū)?yīng)的第一子組以及與正交于第一方向的第二偏振方向?qū)?yīng)的第二子組，第一子組的調(diào)制器借助碼矩陣的多個(gè)元素分別調(diào)制根據(jù)第一偏振方向偏振的獨(dú)立波長的光束，以及第二子組的調(diào)制器借助于碼矩陣的相同多個(gè)第二元素分別調(diào)制根據(jù)第二偏振方向偏振的相同波長的光束，相同組的光束被結(jié)合，生成光束被注入到多芯光纖的獨(dú)立纖芯。根據(jù)變形，編碼的矩陣的元素在調(diào)制器的上游經(jīng)歷OFDM調(diào)制。編碼的矩陣是理想碼、銀碼或金碼矩陣。它也可以是異步空時(shí)編碼矩陣。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于多模光纖上的光學(xué)通信系統(tǒng)的接收機(jī)，所述接收機(jī)旨在接收符號塊，所述多個(gè)模式在所述光纖的輸出地被空間解復(fù)用，因此被解復(fù)用的模式分別由多個(gè)解調(diào)器解調(diào)，每個(gè)解調(diào)器在光纖的每個(gè)使用時(shí)間提供判決變量，網(wǎng)格解碼器被適配為在光纖的多個(gè)使用期間接收所述判決變量并由此推斷所述符號塊的估計(jì)。根據(jù)第二實(shí)施方式，所述接收機(jī)旨在接收符號塊，其中，在光纖的輸出端，來自不同纖芯的光束分別由多個(gè)解調(diào)器解調(diào)，解調(diào)器在光纖的每個(gè)使用時(shí)間提供判決變量，網(wǎng)格解碼器被適配為在光纖的多個(gè)使用期間接收所述判決變量并由此推斷所述符號塊的估計(jì)。如果需要的話，OFDM可設(shè)置在網(wǎng)格解碼器的下游。網(wǎng)格解碼器可以是球形解碼器或替換為球形束棧解碼器(sphericalboundstackdecoder)。附圖說明通過閱讀本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式并參考附圖，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢將變得更明顯，其中圖1A和圖1B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的用于在多模光纖上進(jìn)行光學(xué)傳輸?shù)南到y(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；圖2A和圖2B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的用于在多模光纖上進(jìn)行光學(xué)傳輸?shù)南到y(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；圖3A和圖3B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的用于在多模光纖上進(jìn)行光學(xué)傳輸?shù)南到y(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；圖4A和圖4B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的用于在多芯光纖上進(jìn)行光學(xué)傳輸?shù)南到y(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；圖5A和圖5B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施方式的用于在多芯光纖上進(jìn)行光學(xué)傳輸?shù)南到y(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；圖6A和圖6B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施方式的用于在多芯光纖上進(jìn)行光學(xué)傳輸?shù)南到y(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。具體實(shí)施方式本發(fā)明的基本思想是使用與多天線或MIMO(多入多出...