專利名稱：：包括模式混合的光耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其，涉及一種包括模式混合的光耦合器以及一種用于處理光信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
：對(duì)以高數(shù)據(jù)速率傳輸和接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視和分析需要能夠接入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，而不破壞數(shù)據(jù)傳輸或網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。為此，采用了利用網(wǎng)絡(luò)抽頭的監(jiān)視系統(tǒng)，其被配置成可捕獲用于分析的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，而不危及網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。在多模光纖網(wǎng)中，可以使用光耦合器，以便從主傳輸路徑中的信號(hào)中抽取一部分光能量。這樣抽出的部分可被光接收器和數(shù)據(jù)處理器接收，以便使信號(hào)品質(zhì)得到分析和使光纖，浮到監(jiān)視。光耦合器在主輸出端應(yīng)當(dāng)具有低損耗，從而對(duì)主信號(hào)的衰減最小化。另夕卜，由于對(duì)于較高數(shù)據(jù)速率的降低的損耗預(yù)算，要求光耦合器以較高數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)移較少部分光能量。由于大部分光能量保留在主輸出端，因此這樣的光耦合器被稱為"高分光比光耦合器"。最終，由于數(shù)據(jù)速率增加，所以比特周期就減小。比特周期的減小對(duì)應(yīng)于信號(hào)衰減增加的效果。所有這些效果的總和就是傳統(tǒng)多模光耦合器在高比特率下不能可靠地工作(例如，至少在4吉比特/每秒(Gbps)那樣高)。因此，由于數(shù)據(jù)速率增加，所以一些P艮制就對(duì)傳統(tǒng)光耦合器提供可靠接入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流而不危及數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行產(chǎn)生了障礙。
發(fā)明內(nèi)容公開了一種光耦合器。該光耦合器包括輸入端和用于引入模式混合的裝置。該光耦合器還包括第一輸出端、第二輸出端和光纖分束器。該光纖分束器被配置成將輸入端與第一輸出端和第二輸出端進(jìn)行光耦合。公開了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括光耦合器。該光耦合器包括輸入端和用于引入模式混合的裝置。該光耦合器還包括第一輸出端、第二輸出端和光纖分束器。該光纖分束器被配置成使輸入端與第一輸出端和第二輸出端進(jìn)行光耦合。該系統(tǒng)還包括光耦合到光耦合器的輸入端的第一電子設(shè)備。該系統(tǒng)還包括光耦合到光耦合器的笫二輸出端的第二電子設(shè)備。公開了一種用于處理在光通信鏈路中傳輸?shù)墓庑盘?hào)的方法。該方法包括將模式混合引入光信號(hào)和轉(zhuǎn)移一部分模式混合的光信號(hào)。根據(jù)以下描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他方面將變得更加明顯。為了進(jìn)一步闡明本發(fā)明的上述和其他方面，將通過參考附圖中說明的具體實(shí)施例給出本發(fā)明的更具體描述。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到這些附圖僅僅給出了本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不能被認(rèn)為是對(duì)其范圍進(jìn)行限制。將通過使用附圖以及結(jié)合附加特征和細(xì)節(jié)來描述和解釋本發(fā)明，其中圖1A和1B是說明當(dāng)數(shù)據(jù)速率從2Gbps(圖1A)增加到4Gbps(圖1B)時(shí)30%抽頭輸出端的信號(hào)衰減增加的眼圖；圖2A、2B和2C是說明沒有模式混合的光耦合器(圖2B)和包括模式混合的光耦合器(圖2C)之間的信號(hào)衰減的差的眼像；圖3A和3B是說明當(dāng)比特率增加時(shí)抖動(dòng)(jitter)相對(duì)增加的眼圖；圖4示出了光耦合器的示例；圖5A和5B說明了在模式混合前(圖5A)和在模式混合后(圖5B)光纖內(nèi)的圓柱狀模式；圖6示出了光耦合器的示例；圖7示出了光耦合器的示例；圖8示出了包括多個(gè)光耦合器的高密度抽頭的示例；圖9示出了用于監(jiān)視光鏈路的系統(tǒng)的示例；以及圖IO示出了用于處理光信號(hào)的方法的示例。具體實(shí)施方式傳統(tǒng)的光耦合器不能在光纖內(nèi)進(jìn)行模式分布。模式是在光纖中維持或傳播電磁場的各種可能的圖案。模式的特征由與光纖的邊界相關(guān)的其電磁場分量的波長、空間分布和方向以及這些分量的場強(qiáng)表明。當(dāng)光耦合器分光比增加時(shí)，小部分抽頭輸出端中模式噪聲的概率顯著地增加。模式噪聲源自于當(dāng)光信號(hào)在光耦合器的大部分主輸出端和小部分抽頭輸出端之間被分束時(shí)，一個(gè)或多個(gè)模式的光信號(hào)的功率損耗。這種模式噪聲表明自身作為少部分抽頭輸出端中增加的抖動(dòng)，然而這樣的抖動(dòng)一般不代表大部分主輸出端的信號(hào)。如此處公開的，模式混合被引入光耦合器的輸入光信號(hào)以減少抽頭輸出端中的模式噪聲。模式混合涉及模式中功率的傳送，以便在光纖內(nèi)提供期望的模式分布。如此處使用的，能夠執(zhí)行模式混合的任何設(shè)備在此被描述為"模式混合器"。而且，如此處使用的，術(shù)語"抽頭"或"光抽頭"能指一個(gè)或多個(gè)光耦合器。因此，術(shù)語"抽頭"、"光耦合器"、"光抽頭"和"光抽頭耦合器"可被交替使用。這種模式混合的結(jié)果是抽取輸出中的模式噪聲減少，從而抽頭輸出信號(hào)的波形和輸入光信號(hào)的波形更為相似。這種效果在高分光比光耦合器應(yīng)用中尤其有益。所以，此處公開的光耦合器對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流提供了更可靠的接入，以便在不危及數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的情況用于分析或其他目的。為了更好地理解高分光比光耦合器的模式分布的重要性，如下狄映本發(fā)明的各方面的簡短討論(1)光損耗預(yù)算和分光比的關(guān)系；(2)分光比和模式噪聲的關(guān)系；和(3)數(shù)據(jù)速率和諸如抖動(dòng)之類的信號(hào)衰減的關(guān)系，接下來是幾個(gè)示例的討論，(4)光耦合器以及(5)合并了光耦合器的系統(tǒng)和方法。I.光損耗預(yù)算和分光比的關(guān)系通常，組件或系統(tǒng)中可允許的光損耗量根據(jù)光損耗預(yù)算來限定。在光通信系統(tǒng)中，損耗是電路或組件中消耗的光功率或能量的量，通常以分貝(dB)來表示。光損耗預(yù)算包括系統(tǒng)的諸如電纜、耦合器和接頭之類的組件中總的可允許的損耗分布，使得系統(tǒng)在可容忍比特誤差率下以最小成本來設(shè)計(jì)。要求的發(fā)射器功率、接收器靈敏度、干擾損耗和功率容陷全都-陂考慮在損耗預(yù)算中。當(dāng)光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中數(shù)據(jù)速率增加時(shí)，光損耗預(yù)算降低。由此，相對(duì)較小部分的光損耗預(yù)算可以被安排到光耦合器的抽頭輸出端。因此，在如此的高速應(yīng)用中，需要具有較高分光比的光耦合器。在高分光比光耦合器中，較大數(shù)目是指耦合到光耦合器的主輸出端的一部分光能量，而較小數(shù)目是指耦合到光耦合器的抽頭輸出端的部分光能量。例如，要求與70:30、80:20或更高的分光比相關(guān)聯(lián)的高分光比光耦合器來替代50:50分光比，使得從主輸出端轉(zhuǎn)移較少的光能量。給定鏈路的損耗預(yù)算通常指示用于光鏈路中的光耦合器的分光比的選擇?？梢砸愿鞣N方式為光纖信道鏈路計(jì)算損耗預(yù)算。一種方式是才艮據(jù)規(guī)范確定理論損耗預(yù)算。例如，由下面的表2說明了一種針對(duì)50微米2000Mhzkm多模光纖的信道插入損耗的規(guī)范。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2此夕卜，針對(duì)不同抽頭分光比，可以如下所示的表3所^兌明的那樣考慮主信道和抽頭信道衰減。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3因此，例如，通過將4.25Gbps鏈路的理論信道插入損耗(表2的2.48dB)和給定抽頭中線路側(cè)衰減(表3的第二列)進(jìn)行比較，可以確定在一些實(shí)施例中抽頭應(yīng)當(dāng)具有不高于70:30的分光比。因此，在高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用中，光損耗預(yù)算的減少經(jīng)常需要使用高分光比光耦合器。II.分光比和模式噪聲的關(guān)系當(dāng)光耦合器分光比增加時(shí)，在沒有使用模式混合的光耦合器的抽頭輸出端中模式噪聲的概率增加。例如，具有50:50分光比的光耦合器將比具有70:30或更高的分光比的光耦合器具有更低的模式噪聲的概率。下面表4中所示的示例說明了當(dāng)比特率增加時(shí)的模式噪聲的效果(表現(xiàn)為所引起的抖動(dòng))。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表4因此，在較低數(shù)據(jù)速率，眼閉合度(eyeclosure)的百分比是允許的。然而，例如，在4.250&卩5和8.50&8的比特率，表4中所示的抖動(dòng)開始嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。參考圖1A,說明了眼圖的圖像，表示沒有模式混合的2Gbps的70:30的光耦合器的抽頭輸出端的光信號(hào)。如圖所示，由于該眼圖的所有抽樣點(diǎn)基本上位于重疊的掩蔽100外，所以掩蔽容限測(cè)試仍然是非?？山邮艿?。另一方面，在沒有引入模式混合的情況下，通過增加光纖耦合器中的比特率(減小比特周期)到4Gbps，眼中關(guān)聯(lián)的抖動(dòng)變得更加明顯，并且在該眼和邊界內(nèi)，很多點(diǎn)取樣很好，如圖1B中由點(diǎn)線200所示，重疊的掩蔽將位于其中。然而，通過比較圖1A和圖1B明顯示出的抖動(dòng)的增加不是主輸出端中信號(hào)的準(zhǔn)確表示，由于數(shù)據(jù)速率的相應(yīng)增加，所以所述信號(hào)經(jīng)歷了少量的衰減，如圖1B中所示。在下面的笫三部分中提供了關(guān)于抖動(dòng)和模式噪聲的關(guān)系的進(jìn)一步討論。將模式混合引入光信號(hào)基本上減少了信號(hào)損耗，所述信號(hào)損耗被引入到以高數(shù)據(jù)速率工作的分光比光耦合器的抽頭輸出端中。例如，參考圖2A，說明了對(duì)于到光耦合器的4Gbps輸入光信號(hào)的采樣的眼像。如圖2A所示，輸入光信號(hào)被具有最小抖動(dòng)和信號(hào)變形的基本上張開的眼而特征化。通常，與光耦合器的抽頭輸出端相關(guān)聯(lián)的眼圖應(yīng)當(dāng)和圖2A中所示的信號(hào)的眼圖盡可能相似。圖2B是一眼圖的圖像，其表示沒有模式混合的70:30分光比光耦合器的抽頭輸出端的光信號(hào)。圖2C描述了一眼圖的圖像，其表示合并了模式混合的70:30分光比光耦合器的抽頭輸出的光信號(hào)。如可以根據(jù)圖2B和2C的比較知道，圖2C的抽頭輸出眼圖比圖2B的抽頭輸出眼圖更相似于圖2A的輸入光信號(hào)眼圖。因此，根據(jù)此處公開的具體實(shí)施例，通過將模式混合引入光信號(hào)極大地增強(qiáng)了光耦合器的抽頭輸出端中的信號(hào)的完整性。此外，對(duì)于高于4Gbps的線路速度也可以改進(jìn)。在一試驗(yàn)中，如下面表5中所示，使用20厘米的階躍折射率光纖(也用于在4Gbps產(chǎn)生圖2C所示的眼圖)、工作在大約10Gbps的70:30分光比光耦合器中的抽取的信號(hào)顯示了這種改進(jìn)。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表5在表5中所示的10Gbps的示例中，由于引入了模式混合，30%抽頭輸出端中掩蔽容PIU^-30。/。提高到+15。/0。因此，在10Gbps數(shù)據(jù)速率引入模式混合減少了由增加的抖動(dòng)表明的模式噪聲，對(duì)于4Gbps也如此。III.數(shù)據(jù)速率和信號(hào)衰減的關(guān)系如上面所討論的，模式噪聲被顯示為高分光比光耦合器的抽頭輸出端中的增加抖動(dòng)，其在輸入光信號(hào)中并沒有顯示。然而，在高數(shù)據(jù)速率，至少由于減小的比特周期而使抖動(dòng)也變得更加顯著了。所以，當(dāng)數(shù)據(jù)速率增加時(shí)，減少由于模式噪聲引起的抖動(dòng)變得愈加重要。抖動(dòng)是偏離數(shù)據(jù)信號(hào)的理想定時(shí)，并且一般從數(shù)據(jù)信號(hào)的過零處來測(cè)量。換句話說，抖動(dòng)表示脈沖偏離其時(shí)間上的理想位置。用于表明抖動(dòng)程度的方法包括眼圖的產(chǎn)生。眼圖一般在重復(fù)時(shí)基(overlaidtimebase)上同時(shí)顯示多個(gè)波形交叉。眼圖呈現(xiàn)了總的抖動(dòng)(經(jīng)組合的確定性的和隨機(jī)的抖動(dòng))和消光系數(shù)(平均高對(duì)平均低邏輯電平的比率)的測(cè)量。眼圖也用于提m路是否符合給定標(biāo)準(zhǔn)的眼圖測(cè)試規(guī)范的可視表示，諸如光纖信道-普通業(yè)務(wù)4(FC-GS-4)(2004)標(biāo)準(zhǔn)之類的標(biāo)準(zhǔn)，例如，F(xiàn)C-GS-4標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容在此通過參考而被合并。現(xiàn)代釆樣示波器可以在越限(thresholdcrossing)處顯示抖動(dòng)柱狀圖，并可以產(chǎn)生一個(gè)"掩蔽"，以便識(shí)別抖動(dòng)干擾?？梢酝ㄟ^在掩蔽的周界內(nèi)紀(jì)錄的不可接受數(shù)目的采樣來識(shí)別抖動(dòng)干擾。然而，為了滿足規(guī)范，采樣的脈沖一般必須完全保留在掩蔽之外。當(dāng)比特率增加時(shí)，從模式噪聲引起抖動(dòng)的敏感度也增加。如下面表6所說明的，當(dāng)比特率增加時(shí)，比特周期按比例地減小。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表6比特周期的減小導(dǎo)致眼圖中眼寬度相應(yīng)減小。所以，由于減小的比特周期而引起眼的相應(yīng)減小會(huì)促成由于模式噪聲而引起的抖動(dòng)干擾增加的風(fēng)險(xiǎn)。例如，參考圖3A，說明了表示以第一數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)特征的眼圖的表現(xiàn)。表示了主系統(tǒng)時(shí)鐘的三個(gè)時(shí)間周期tP300A。在圖3A中，抖動(dòng)由眼壁(walls)的寬度305A表示。當(dāng)抖動(dòng)增加時(shí)，眼圖的中心處的空間310A(包括眼寬)減小。眼寬是針對(duì)數(shù)據(jù)信道的穩(wěn)定性的好的量度標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)數(shù)據(jù)速率增加時(shí)，定時(shí)準(zhǔn)確性對(duì)系統(tǒng)性能變的更加重要。這是由于以秒測(cè)量的抖動(dòng)的量值可能約略不變化，但是按照一部分比特周期來測(cè)量，抖動(dòng)隨著數(shù)據(jù)速率成比例增加并引起誤差。這樣，在較低數(shù)據(jù)速率可允許的抖動(dòng)量對(duì)于相對(duì)較高數(shù)據(jù)速率可能是不可接受的。圖3B說明了表示以兩倍于圖3A所示的眼圖所表示的信號(hào)的數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)男盘?hào)的眼圖。例如，圖3A可以表示以2Gbps傳輸?shù)男盘?hào)，而圖3B可以表示以4Gbps傳輸?shù)男盘?hào)。如圖3B中所示，由于數(shù)據(jù)速率的增加和時(shí)間周期tP300B的相應(yīng)減小使得每比特周期的抖動(dòng)305B增加。所以，比喻為眼寬的抖動(dòng)量305B隨著數(shù)據(jù)速率成比例增加，并且導(dǎo)致接收器在檢測(cè)脈沖是否存在時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性更大。IV.模式混合光耦合器示例模式混合器被用于改進(jìn)光耦合器中的模式分布。改進(jìn)的模式分布帶來降低的模式噪聲，其中所述模式噪聲是由高分光比光耦合器的抽頭輸出端中減小的抖動(dòng)來顯示的。因此，抽頭輸出端更加準(zhǔn)確地表示了主輸出端中傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波形(盡管在高分光比實(shí)施例中按較低電平的功率)。所以，可靠的抽頭輸出信號(hào)被提供來監(jiān)視和分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，而不危及數(shù)據(jù)傳輸或網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。模式混合也可用于提供獨(dú)立于源特性的模式分布。沒有模式混合的光耦合器中的模式噪聲也受進(jìn)入光纖的光能量的模式起始圖案、通過光纖傳播的模式的方式、以及光纖分束器中使用的接頭技術(shù)的影響。例如，模式分布可依賴于產(chǎn)生信號(hào)的諸如激光或光發(fā)射二極管之類的源的類型。而且，模式分布可受諸如光源、光纖、光接頭、或光連接之類的品質(zhì)的光組件品質(zhì)的影響。通過在輸入光信號(hào)內(nèi)混合模式，模式混合補(bǔ)償由不同源特性和組件品質(zhì)引起的不同模式分布，使得在抽頭輸出端中模式噪聲減少，而與光源類型或光組件品質(zhì)的影響無關(guān)。參考圖4,說明了光耦合器400,其包括通過光纖分束器435耦合到第一輸出端410和第二輸出端415的輸入端405。光耦合器400還包括用于引入模式混合的裝置。在這個(gè)示例中，用于引入模式混合的裝置作為光耦合到輸入端405的一長度的階躍折射率光纖420來實(shí)現(xiàn)。光耦合器400還包括用于耦合光能量的裝置，其將階躍折射率光纖420光耦合到漸變折射率光纖425。在圖4中說明的實(shí)施例中，用于耦合光能量的裝置是作為機(jī)械接頭430來實(shí)現(xiàn)的。;W^接頭430可以包括在光耦合器400的階躍折射率光纖420和漸變折射率光纖425之間的配對(duì)的接插組件。在一些實(shí)施例中，使用諸如LC型光連接器之類的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)連接器來實(shí)現(xiàn)配對(duì)的接插組件430。光纖分束器435按照光能量的某一相對(duì)百分比(分光比)在第一輸出端410和第二輸出端415之間對(duì)輸入光信號(hào)分光。在一些實(shí)施例中，耦合到第一輸出端410的部分光能量可以在輸入信號(hào)的總光能量的約10%到約50%之間。根據(jù)其他實(shí)施例，輸入光信號(hào)的總光能量的約20%或約30%被轉(zhuǎn)移到第一輸出端410。然而，本發(fā)明的范圍不限于這些分光比的示例。通過考慮階躍折射率光纖420的模式^t射和將要傳輸?shù)淖罡弑忍芈?，可以確定階躍折射率光纖420的長度。然而，階躍折射率光纖420的長度可選擇性地基本上依賴比特率。也就是說，一定長度的階躍折射率光纖420可對(duì)于寬范圍的比特率，例如4、8、或10Gbps或更高的比特率，執(zhí)行充分的模式混合。然而，階躍折射率光纖420的長度可具有引入充分模式混合所必需的或被制造過程限制的相關(guān)聯(lián)的最小值，諸如下面參考圖6討論的用于熔接接頭所要求的最小長度。階躍折射率光纖420可以具有長度、直徑和數(shù)值孔徑(NA)屬性的任意組合。例如，階躍折射率光纖420的長度可以是至少大約2厘米、大約5和大約100厘米之間、或大約10厘米和大約20厘米(大約8英寸)之間。階躍折射率光纖420的直徑可以是至少25微米、小于200微米、大約50微米、或大約62,5微米。也可以選擇直徑，以便在階躍折射率光纖420和漸變折射率光纖425之間的接頭中提供改進(jìn)的耦合(最少功率損耗)。例如，階躍折射率光纖420的NA可以是大約0.2。在每個(gè)示例中，階躍折射率光纖420的長度、直徑和NA可被選擇，使得在將模式混合充分地引入輸入信號(hào)時(shí)，光耦合器400能夠?qū)⑤斎攵?05接收的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谝惠敵龆?10和第二輸出端415。參考圖5A，將光纖505A內(nèi)的圓柱橫向模式500A的代表性分布說明為分布可以在執(zhí)行模式混合過程之前出現(xiàn)。通過簡單理解可受模式混合器影響的一類模式的示例來說明圓柱橫向模式的使用，然而根據(jù)這里公開的示教其他類型的模式可以得到類似的好處。在這個(gè)示例中，模式500A通常如圖所示地分布在光纖505A的中央部分內(nèi)。因此，根據(jù)哪部分光能量被轉(zhuǎn)移到抽頭輸出端，至少模式500A的一部分可不被耦合到光耦合器的該抽頭輸出端。例如，如圖5A所示，如果來自光纖505A的外圍510A的光能量被轉(zhuǎn)移到光耦合器的抽頭輸出端，那么模式500A可能不會(huì)適當(dāng)?shù)伛詈系匠轭^輸出端。作為第二個(gè)示例，如果來自光纖505A內(nèi)的橫向部分515A的光能量^皮轉(zhuǎn)移到光耦合器的抽頭輸出端，那么只有一小部分模式500可被耦合到光耦合器的抽頭輸出端。模式損耗的變化(例如由于光纖布局、源波長等)被示為引起的抖動(dòng)。然而，參考圖5B，說明了在執(zhí)行了對(duì)模式500A的模式混合后的混合模式500B的表示。如圖5B所示，混合的模式500B更加充分地填充光纖505B。如這里討論的，當(dāng)光數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾实脑黾右蟾叻止獗裙怦詈掀鲿r(shí)，光纖中這樣的模式分布增加了光耦合的重要性。例如，如可根據(jù)圖5A對(duì)圖5B的比較得知，如果來自外圍510B或來自橫向部分515B的光能量從光纖505B轉(zhuǎn)移到光耦合器的抽頭輸出端，那么由于模式500B更加充分地填充光纖505B的橫截面，所以模式混合之后模式損耗的可能性較小。而圖5B說明了基本上模式填充的光纖505B,應(yīng)當(dāng)理解，在這里的示教中包括了模式分布的任何變化，其改進(jìn)到光耦合器的抽頭輸出端的模式耦合。在比較根據(jù)圖4說明的示例的80:20分光比光耦合器的結(jié)果的一測(cè)試中，對(duì)于模式混合的引入，在4Gbps實(shí)現(xiàn)了掩蔽容限的百分比的131%的改進(jìn)。更具體地說，使用沒有模式混合的光耦合器，紀(jì)錄了-97%的掩蔽容限。然而，使用合并了模式混合的光耦合器，實(shí)現(xiàn)了+34%的掩蔽容限。而且，在將光耦合器連接到比特誤差率測(cè)試(BERTK殳備后，在測(cè)試4Gbps抽取的光信號(hào)46小時(shí)后沒有發(fā)現(xiàn)誤差。參考圖6，根據(jù)一示例性實(shí)施例說明了光耦合器600。圖6中說明的光耦合器600和圖4中說明的光耦合器400類似，其中，光耦合器600包括輸入端605、第一輸出端610、第二輸出615端、階躍折射率光纖620、漸變折射率光纖625以及光纖分束器635。然而，才艮據(jù)圖6中說明的實(shí)施例，用于在階躍折射率光纖620和漸變折射率光纖625之間耦合光能量的裝置被實(shí)現(xiàn)為熔楱接頭630。熔捲接頭是光纖光接頭，該光纖光接頭通過施加足夠的熱來熔化、熔接并由此連接兩段光纖的每一段的端頭，以便形成具有在熔接接頭處為低損耗或接近零的單根光纖。可以實(shí)現(xiàn)任何其他類型的接頭，諸如紫外線固化或結(jié)合的接頭、旋轉(zhuǎn)M接頭或帶狀接頭。然而，應(yīng)當(dāng)理解這里公開的具體實(shí)施例的一些元件可以省略和/或被代替。例如，可以實(shí)現(xiàn)引入模式混合的其他裝置。某些衰減設(shè)備、表面涂覆、光潔(finishe)、機(jī)械或光擾動(dòng)以及其他類型的光纖也可以引入模式混合。例如，在一些具體實(shí)施例中，參雜的光纖被用于代替階躍折射率光纖，或除了使用階躍折射率光纖外還可使用參雜的光纖，以便引入模式混合。根據(jù)另一個(gè)示例，通過沉積技術(shù)將表面光潔應(yīng)用到光耦合器的輸入端、或通過將受控?cái)?shù)量的WI度應(yīng)用到表面光潔來引入模式混合。這些各種實(shí)施例也可以具有引入模式混合的效果。然而，在一些應(yīng)用中使用漸變折射率光纖可能更加可靠。而且，漸變折射率光纖的使用不會(huì)引入在一些應(yīng)用中可能不利的實(shí)質(zhì)性衰減或信號(hào)損耗。因此，盡管在一些應(yīng)用中一些實(shí)施例可能顯示超過其他實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)這里公開的示教，可以實(shí)現(xiàn)在光耦合器中引入模式混合的任何裝置。作為另一個(gè)示例，如果對(duì)于光纖分束器的功能不需要漸變折射率光纖，那么可以去除漸變折射率光纖。例如，參考圖7，根據(jù)一示例性實(shí)施例說明了光耦合器700。光耦合器700包括輸入端705、第一輸出端710、第二輸出端715以及光纖分束器720。然而，在這個(gè)實(shí)施例中，整個(gè)輸入光纖725是階躍折射率光纖。因此，在這個(gè)示例中，省略了在輸入端的用于在階躍折射率光纖和漸變折射率光纖之間耦合光能量的裝置。而且，漸變折射率光纖也從輸入光纖725省略了。然而，例如通過配對(duì)的接插組件、從外部到光耦合器700，漸變折射率光纖可以被光耦合到輸入光纖725。在一實(shí)施例中，第一輸出光纖730和第二輸出光纖735每一個(gè)都包括或包含階躍折射率光纖。根據(jù)另一實(shí)施例，僅僅第一輸出光纖730或第二輸出光纖735中的一個(gè)包括或包含階躍折射率光纖。例如，在一實(shí)施例中，第二輸出光纖735是高分光比光耦合器的主輸出端并且包括階躍折射率光纖，然而，第一輸出光纖730是光耦合器的抽頭輸出端并且包括漸變折射率光纖。光耦合器也可以包括外套，在該外套中包含圖4、圖6和/或圖7的光耦合器。由于這種外套，制造商基本上可以阻止用戶墓改各種元件。在另一實(shí)施例中，漸變折射率光纖和光纖分束器可以被包含在外套中，而階躍折射率光纖可以在外套的外部，M過諸如LC類型連接器之類的連接器耦合到漸變折射率光纖。因此，通過其間的連接，可以使用階躍折射率光纖跳線來將模式混合引入到光耦合器的輸入端。V.實(shí)現(xiàn)模式混合光耦合器的系統(tǒng)和方法圖4、圖6和/或圖7中乂>開的光耦合器可以被合并到高密度光抽頭系統(tǒng)。例如，參考圖8，高密度光抽頭800可以包括諸如圖4、圖6和/或圖7中公開的光耦合器之類的多個(gè)光耦合器805A-N。在一實(shí)施例中，高密度光抽頭800可以包括大約4和32個(gè)之間的光耦合器805A-N。光耦合器805A-N可以被放置在相同方向上、相反方向上、或相同方向和相反方向的組合?？梢院喜D4、圖6和/或圖7中公開的光耦合器的高密度光抽頭的一個(gè)示例是加利佛尼亞州森尼維耳市的Finisar公司制造的高密度TAP。這樣的高密度抽頭實(shí)施例可以包括容錯(cuò)TAPs(通信量接入點(diǎn))，其能以線路速率的速度從全雙工鏈路的兩側(cè)接入存儲(chǔ)通信量。這樣的高密度抽頭實(shí)施例對(duì)于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(或其他網(wǎng)絡(luò))基本上不干擾，并提供接入光纖信道通信量的方式來監(jiān)視、分析和診斷。這樣的高密度抽頭實(shí)施例可以最小化在可安裝配置的1U機(jī)架中具有16個(gè)單獨(dú)TAP的底盤中所占的空間。例如，利用50:50、70:30或80:20的分光比的選擇，高密度抽頭中的光耦合器可用于62.5或50微米類型的光纖。圖4、6和7的光耦合器可用于從光鏈路抽取一部分光功率。被抽取的光功率可以被光接收器和數(shù)據(jù)處理器接收，以便使得信號(hào)品質(zhì)和光纖鏈*到監(jiān)視。因此，圖4、圖6和圖7的光耦合器可以是包括網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備的光纖鏈路監(jiān)視和分析系統(tǒng)的一部分。圖9說明了用于監(jiān)視光鏈路的系統(tǒng)的示例。該系統(tǒng)包括光耦合器卯0。光耦合器卯0包括用于引入模式混合的裝置905。該光耦合器900還包括光纖分束器910。光耦合器900包括輸入端915、第一輸出端920和第二輸出端925。輸入端915被光耦合，第、一輸出，920和第二輸出端,925二所述系統(tǒng)還包括光耦合到光耦合器900的輸入端915的第一電子設(shè)備930。所述系統(tǒng)還包括光耦合到光耦合器卯0的第二輸出端925的第二電子設(shè)備935。在一實(shí)施例中，依賴于光耦合器卯O被耦合到的網(wǎng)絡(luò)鏈路，第一電子設(shè)備930包括網(wǎng)絡(luò)主機(jī)設(shè)備，而第二電子設(shè)備935包括網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，或者反之亦然。所述系統(tǒng)還包括耦合到第一輸出端920的分析設(shè)備940。分析設(shè)備940可以被配置來監(jiān)視和/或分析以至少2、4、8和/或10Gbps的線路速率從第一電子設(shè)備930傳輸?shù)降诙娮釉O(shè)備935的數(shù)據(jù)。這樣的分析設(shè)備940的一個(gè)示例是加利佛尼亞州森尼維耳市的Finisar公司制造的NetwisdomProbe。分析設(shè)備940可以通過光耦合器卯0的使用而被連接到網(wǎng)絡(luò)的鏈路上。以此方式，分析設(shè)備940可以搜集在Initiator/Target/LUN層的所有交互(主機(jī)到存^^殳R話)，并提供關(guān)于網(wǎng)絡(luò)健康和性能的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)。道鏈路(或其他類型的鏈路)。電子設(shè)備930、935和/或分析設(shè)備940可以包括諸如BERT設(shè)備、示波器、信號(hào)發(fā)生器或其他電子測(cè)試設(shè)備之類的測(cè)試儀器。參考圖10，說明了用于處理光信號(hào)的方法。該方法包括將模式混合引入到光通信鏈路中傳輸?shù)妮斎牍庑盘?hào)(1000)。該方法還包括在模式混合被引入到輸入光信號(hào)(1000)之后從光通信鏈路轉(zhuǎn)移出一部分輸入光信號(hào)(1005)。所述方法還包括執(zhí)行輸入光信號(hào)的分析(1010)。該分析可以包括對(duì)與輸入光信號(hào)關(guān)聯(lián)的掩蔽容限的確定。該分析也可以包括對(duì)與從通信鏈路轉(zhuǎn)移的部分輸入光信號(hào)相關(guān)聯(lián)的掩蔽命中(hits)(掩蔽老化)的少于5%增加的確定。該分析也可以包括傳輸輸入光信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)的性能分析。所轉(zhuǎn)移的部分輸入光信號(hào)可以被輸出到無源的或有源的光設(shè)備。例如，所轉(zhuǎn)移的部分輸入光信號(hào)可以被輸出到光接收器，該光接收器將轉(zhuǎn)移的部分輸入光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。所述電信號(hào)或分析的結(jié)果可以被輸出到電子設(shè)備。這樣的電子設(shè)備的示例包括不論本l故置或通過網(wǎng)絡(luò)放置的計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器、調(diào)制解調(diào)器、物理存儲(chǔ)介質(zhì)、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、探測(cè)器、網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試設(shè)備、BERT設(shè)備、示波器、或其他電子設(shè)備。應(yīng)當(dāng)理解，附圖是此類示例性實(shí)施例的概略和示意性的表達(dá)，并且因此，不應(yīng)當(dāng)限制本發(fā)明的范圍，所述附圖也不必按比例畫出。本發(fā)明可以體現(xiàn)為其他具體形式而不偏離其精神或?qū)嵸|(zhì)特征。所描述的具體實(shí)施例被認(rèn)為是在各方面只是說明性的，而不是限制性的。所以，所附權(quán)利要求比前述說明更能表明本發(fā)明的范圍。出自等價(jià)于權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)的所有變化都被包含在其范圍之內(nèi)。已經(jīng)包含了對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域中已知的裝置和處理技術(shù)的詳細(xì)描述。權(quán)利要求1.一種光耦合器，包括輸入端；用于引入模式混合的裝置，其被光耦合到所述輸入端；第一輸出端；第二輸出端；以及光纖分束器，其被配置成使所述輸入端與所述第一輸出端和所述第二輸出端進(jìn)行光耦合。2.如權(quán)利要求1所述的光耦合器，其中，所述用于引入模式混合的裝置包括階躍折射率光纖。3.如權(quán)利要求2所述的光耦合器，其中，所述輸入端包括漸變折射率光纖，其中，所述輸入端還包括用于在所述階躍折射率光纖和所述漸變折射率光纖之間耦合光能量的裝置。4.如權(quán)利要求3所述的光耦合器，其中，所述用于耦合光能量的裝置包括在所述階躍折射率光纖和所述漸變折射率光纖之間的光纖接頭。5.如權(quán)利要求4所述的光耦合器，其中，所述光纖接頭包括在所述階躍折射率光纖和所述漸變折射率光纖之間的熔接接頭。6.如權(quán)利要求4所述的光耦合器，其中，所述光纖接頭包括在所述階躍折射率光纖和所述漸變折射率光纖之間的機(jī)械接頭。7.如權(quán)利要求6所述的光耦合器，其中，所述,接頭包括在所述階躍折射率光纖和所述漸變折射率光纖之間的配對(duì)的接插組件。8.如權(quán)利要求7所述的光耦合器，其中，所述配對(duì)的接插組件包括配對(duì)的LC型光連接器。9.如權(quán)利要求1所述的光耦合器，其中，所述第一輸出端包括階躍折射率光纖。10.如權(quán)利要求l所述的光耦合器，其中，所述第二輸出包括階躍折射率光纖。11.如權(quán)利要求l所述的光耦合器，其中，所述光耦合器與預(yù)定的分光比相關(guān)聯(lián)。12.如權(quán)利要求11所述的光耦合器，其中，所述分光比是在大約10:90和50:50之間。13.如權(quán)利要求11所述的光耦合器，其中，所述分光比是大約20:80。14.如權(quán)利要求11所述的光耦合器，其中，所述分光比是大約30:70。15.如權(quán)利要求2所述的光耦合器，其中，所述階躍折射率光纖的長度至少是大約2厘米。16.如權(quán)利要求2所述的光耦合器，其中，所述階躍折射率光纖的長度是在大約5厘米和大約100厘米之間。17.如權(quán)利要求2所述的光耦合器，其中，所述階躍折射率光纖的長度是在大約10厘米和大約20厘米之間。18.如權(quán)利要求2所述的光耦合器，其中，所述階躍折射率光纖的芯直徑是在大約25和大約200微米之間。19.如權(quán)利要求2所述的光耦合器，其中，所述階躍折射率光纖的芯直徑是大約50微米。20.如權(quán)利要求2所述的光耦合器，其中，所述階躍折射率光纖的芯直徑是大約62.5微米。21.如權(quán)利要求l所述的光耦合器，其中，所述第一輸出端包括第一輸出光纖，所述第二輸出端包括第二輸出光纖，并且所述輸入端包括輸入光纖。22.如權(quán)利要求l所述的光耦合器，其中，所述用于引入模式混合的裝置包括衰減器、表面涂覆、表面處理、機(jī)械或光擾動(dòng)、參雜的光纖或?qū)Ρ砻媾るS處理。23.—種光纖信道抽頭，包括如權(quán)利要求1所述的光耦合器。24.—種光纖信道抽頭，包括至少兩個(gè)如權(quán)利要求1所述的光耦合器，并且被配置成支持達(dá)到10吉比特/每秒。25.—種光纖信道抽頭，包括在大約4和大約32個(gè)之間的如權(quán)利要求1所述的光耦合器。26.—種系統(tǒng)，包括光耦合器，該光耦合器包括輸入端；用于引入模式混合的裝置，其被光耦合到所述輸入端；笫一輸出端；第二輸出端；以及光纖分束器，其被配置成使所述輸入端與所述第一輸出端和所述第二輸出端進(jìn)行;^合；第一電子設(shè)備，其被光耦合到所述光耦合器的所述輸入端；以及第二電子設(shè)備，其被光耦合到所述光耦合器的所述第二輸出端。27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述用于引入模式混合的裝置包括階躍折射率光纖。28.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述第一電子設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)主機(jī)設(shè)備，而所述第二電子設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。29.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，還包括耦合到所述第一輸出端的分析設(shè)備，該分析設(shè)備被配置成監(jiān)視和/或分析從所述第一電子設(shè)備傳輸?shù)剿龅诙娮釉O(shè)備的數(shù)據(jù)。30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中，所述分析設(shè)備包括探測(cè)器件，該探測(cè)器件被配置成對(duì)以至少4吉比特/每秒的線路速率從所述第一電子設(shè)備傳輸?shù)剿龅诙娮釉O(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視和/或分析。31.—種用于處理在光通信鏈路中傳輸?shù)墓庑盘?hào)的方法，該方法包括將模式混合引入所述光信號(hào)；以及轉(zhuǎn)移一部分在所述光通信鏈路中傳輸?shù)墓庑盘?hào)。32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述被轉(zhuǎn)移的部分光信號(hào)具有基本上表示所述光通信鏈路中傳輸?shù)墓庑盘?hào)波形的波形。33.如權(quán)利要求31所述的方法，還包括將所述被轉(zhuǎn)移的部分光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；以及將所述電信號(hào)輸出到電子設(shè)備。34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，在所述光通信鏈路中傳輸?shù)乃龉庑盘?hào)與至少大約4吉比特/每秒的傳輸速率相關(guān)聯(lián)。35.—種用于分析光信號(hào)的方法，包括執(zhí)行權(quán)利要求31的處理；以及分析所述被轉(zhuǎn)移的部分光信號(hào)。36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中，針對(duì)與所接收的光數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的掩蔽容限，分析所接收的數(shù)據(jù)。37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，所述掩蔽容限包括小于5%的掩蔽退化。38.如權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述分析包括對(duì)傳輸所述光數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)的分析。全文摘要使用一種模式混合器而將模式混合引入光耦合器的輸入端。因此，在光耦合器的輸出端模式噪聲影響被最小化。所執(zhí)行的模式混合器的示例包括階躍折射率光纖，該階躍折射率光纖可以通過光耦合器內(nèi)的接頭耦合或不耦合到漸變折射率光纖。在一些實(shí)施例中，該接頭可以是使用連接器的機(jī)械接頭或是熔接接頭。所述光耦合器可被包括在用于監(jiān)視和/或分析網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)中。文檔編號(hào)H04B10/12GK101277153SQ20071011077公開日2008年10月1日申請(qǐng)日期2007年6月13日優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日發(fā)明者喬納森·P·金,保羅·C·亞伯拉罕斯,蓋爾·L·諾布爾申請(qǐng)人:菲尼薩公司