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KR20140119191A - 멀티모드 광섬유, 섬유 시스템용 모드 지연 조정기, 그리고 이러한 광섬유, 조정기 및 시스템을 사용하는 방법 - Google Patents

멀티모드 광섬유, 섬유 시스템용 모드 지연 조정기, 그리고 이러한 광섬유, 조정기 및 시스템을 사용하는 방법 Download PDF

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KR20140119191A
KR20140119191A KR1020147024862A KR20147024862A KR20140119191A KR 20140119191 A KR20140119191 A KR 20140119191A KR 1020147024862 A KR1020147024862 A KR 1020147024862A KR 20147024862 A KR20147024862 A KR 20147024862A KR 20140119191 A KR20140119191 A KR 20140119191A
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KR
South Korea
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optical
mode
light
optical fiber
modes
Prior art date
Application number
KR1020147024862A
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English (en)
Inventor
레네-장 에시앰브레
롤랜드 리프
Original Assignee
알까뗄 루슨트
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Filing date
Publication date
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Abstract

장치는 선택된 복수의 광 전파 모드를 갖는 멀티-모드 광섬유를 포함한다. 상기 선택된 복수의 모드는 적절한 서브셋만을 포함하거나 또는 멀티모드 광섬유의 광 전파 모드 전부를 포함할 수 있다. 상기 선택된 복수의 각 광 전파 모드는 광 통신 C-대역, 광 통신 L-대역, 광 통신 S-대역 중의 적어도 한 대역 내의 광의 대응하는 레인지(range)에 걸쳐 변화하는 군속도를 갖는다. 상기 선택된 복수의 모드 중에 상이한 모드들에 대응하는 레인지들은 겹치지 않는다. 상기 레인지들의 군속도-인접 쌍의 레인지들은 초당 약 10,000 미터 미만의 0이 아닌 갭에 의해 분리된다.

Description

멀티모드 광섬유, 섬유 시스템용 모드 지연 조정기, 그리고 이러한 광섬유, 조정기 및 시스템을 사용하는 방법{MULTIMODE OPTICAL FIBER, MODE DELAY ADJUSTER FOR FIBER SYSTEMS, AND METHODS TO USE SUCH FIBERS, ADJUSTERS, AND SYSTEMS}
본 출원은 2012년 3월 5일에 출원된 미국 가출원 제61/634,784호의 이득을 주장한다.
기술분야
본 발명은 멀티모드 광섬유와, 멀티모드 광섬유와 함께 사용가능하거나 멀티모드 광섬유를 포함하는 장치와, 그러한 섬유와 장치를 사용하는 방법에 관련된다.
본 섹션은 본 발명에 대한 더 나은 이해를 돕기에 유용할 수 있는 측면을 소개한다. 따라서, 본 섹션의 설명은 이러한 점에 비추어 읽혀져야 하며 무엇이 선행기술이라거나 무엇이 선행기술이 아니라는 것에 대한 인정으로 이해될 수 없다.
멀티모드 광섬유는 오랫동안 알려져 왔다. 멀티모드 광섬유는 두 개의 광 전파 모드가 상이한 군속도(gropu velocities)를 갖는 싱글 파장에서 두 개 이상의 광 전파 모드를 갖는 광 섬유이다. 방사상 대칭의 멀티모드 광섬유에서, 상이한 방사상, 광의 세기 프로파일을 갖는 광 전파 모드들은 전형적으로 상이한 군속도(group velocities)를 갖는다. 그러나, 일부 군속도 값은 그러한 멀티모드 광섬유 내의 복수의 광 전파 모드와 연관될 수 있다. 예를 들면, 축대칭 멀티모드 광섬유는 동일한 방사상 광의 세기 프로파일과 직교 편파(orthogonal polarization) 분포 및/또는 반대부호(opposite sign)의 각 운동량을 갖는 광 전파 모드 집합을 가질 수 있다. 이와 같은 집합에서 상이한 모드들은 축대칭 멀티모드 광섬유 내에 동일한 군속도를 가질 수 있다.
최근 몇년동안, 일부 연구는 광학적으로 싱글모드 광섬유보다 더 높은 데이터율을 전송하는 멀티모드 광섬유의 사용을 목표로 진행되어 왔다. 특히, 멀티모드 광섬유에서, 상이한 광 전파 모드는 상이한 데이터 스트림을 실어보낼 수 있다. 예를 들면, 상이한 데이터 스트림을 실어 보내는 상이한 광 전파 모드의 사용은 많은 싱글모드 광섬유 내의 데이터율을 넘는 파장 채널 당 데이터율의 증가를 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 장치는 선택된 복수의 광 전파 모드를 갖는 멀티-모드 광섬유를 포함한다. 상기 선택된 복수는 멀티-모드 광섬유의 광 전파 모드들의 적절한 서브셋이거나 또는 멀티-모드 광섬유의 광 전파 모드 전체일 수 있다. 상기 선택된 복수의 각 광 전파 모드는 광 통신 C-대역, 광 통신 L-대역, 광 통신 S-대역 중의, 적어도 한 대역 내의 대응하는 광의 레인지(range)에 걸쳐 변화하는 군속도(group speed)를 갖는다. 상기 선택된 복수의 모드 중의 상이한 모드들에 대응하는 레인지들은 겹치지 않는다. 상기 레인지의 군속도-인접 쌍의 레인지들은 초당 약 10,000 미터 미만의 0이 아닌 갭에 의해 분리된다.
제1 장치의 일부 실시예에서, 갭은 초당 약 500 미터보다 크거나 같을 수 있고 그리고/또는 초당 약 5,000 미터보다 작거나 같을 수 있다. 일부 실시예에서, 갭은 초당 약 2,500 미터보다 작거나 같을 수 있다.
제1 장치의 상기 어느 실시예에서, 광섬유는 석영 유리 광섬유일 수 있다.
제1 장치의 상기 어느 실시예에서, 광섬유는 경사형 광 굴절률(graded optical refractive index)을 갖는 광 코어를 가질 수 있다.
제1 장치의 상기 어느 실시예에서, 광섬유는 디프레스드-인덱스 클래딩(depressed-index cladding) 타입의 광섬유일 수 있다.
제1 장치의 상기 어느 실시예에서, 상기 선택된 복수는, 적어도, 3 개의 광 전파(propagating) 모드를 포함할 수 있다. 이와 같은 일부 실시예에서, 상기 3 개의 모드에 대응하는 레인지의 군속도-인접 쌍들은, 초당 약 500 미터보다 크거나 같고 그리고/또는 초당 약 5,000 미터보다 작거나 같은 갭들에 의해 분리된다. 이러한 일부 실시예에서, 광섬유는 디프레스드-인덱스 클래딩(depressed-index cladding) 타입의 광섬유일 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 장치는 1 x M 광 모드 디멀티플렉서와, M x 1 광 모드 멀티플렉서와, M 개의 광 도파관을 포함한다. 1 x M 광 모드 디멀티플렉서는 멀티모드 광섬유 내의 제1 집합의 각 광 전파 모드로부터 수신한 광을 모드-선택적으로 라우팅하되, 상기 광 모드 디멀티플렉서의 한 광 입력으로부터 상기 광 모드 디멀티플렉서의 M 개의 광 출력 중의 대응하는 한 광 출력으로 라우팅하도록 구성된다. M x 1 광 모드 멀티플렉서는 2차 멀티모드 광섬유 내의 제2 집합의 각 광 전파 모드로 향하는 광을 모드-선택적으로 라우팅하되, 상기 광 모드 멀티플렉서의 M 개의 광 입력 중의 대응하는 한 광 입력으로부터 상기 광 모드 멀티플렉서의 한 광 출력으로 라우팅하도록 구성된다. M 개의 광 도파관 각각은 상기 광 모드 디멀티플렉서의 M 개의 광 출력 중의 한 광 출력을 상기 광 모드 멀티플렉서의 M 개의 광 입력 중의 대응하는 한 광 입력에 광학적으로 연결한다.
제2 장치의 일부 실시예에서, M 개의 상이한 광 도파관은 상이한 광 경로 길이를 가질수 있다.
제2 장치의 상기 어느 실시예에서, 상기 M 개의 광 도파관은 싱글-모드 광 도파관일 수 있다.
제2 장치의 상기 어느 실시예에서, 상기 광 도파관은 상기 상이한 광 전파 모드를 통해 상기 제1 멀티모드 광섬유의 한 세그먼트에 걸쳐 광의 신호를 운반함으로써 생성되는 상대적 군지연(group delay)을, 적어도 부분적으로 보상하도록 구성될 수 있다.
제2 장치의 상기 어느 실시예에서, 상기 M 개의 광 도파관 중의 일부는 분산 보상(dispersion compensation)을 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제3 장치는 일련의 멀티모드 광섬유 중계 구간(spans)과 복수의 차동(differential) 군지연(group delay) 보상기를 포함할 수 있다. 각 보상기는 멀티모드 광섬유 중계 구간의 대응하는 쌍의 인접한 말단을 단-연결함(end-connects)으로써 상기 중계 구간과 보상기가 멀티모드 광 링크의 세그먼트를 형성하도록 한다. 각 차동 군지연 보상기는 상기 각 차동 군지연 보상기에 대응하는 쌍의 멀티모드 광섬유의 중계 구간들 중의 한 중계 구간의 상이한 광 전파 모드들 상에 데이터를 운반함으로써 발생되는 상대적인 시간 지연들을 보상하도록 구성된다.
제3 장치의 일부 실시예에서, 멀티모드 광섬유의 각 중계 구간은 선택된 복수의 각 광 전파 모드가 상기 광 통신 C-대역, L-대역 및 S-대역 중의 한 대역 내의 대응하는 광의 레인지에 걸쳐 값이 변화하는 군속도를 갖도록 할 수 있다. 군속도-인접 레인지에 해당하는 레인지들은 0이 아닌 갭에 의해 분리된다. 상기 갭들 중 일부 또는 전부는 초당 약 10,000 미터보다 작거나 같다.
제3 장치의 상기 어느 실시예에서, 상기 갭들 중 일부 또는 전부는 초당 약 5,000 미터보다 작거나 같고 그리고/또는 초당 약 500 미터보다 크거나 같을 수 있다.
제3 장치의 상기 어느 실시예에서, 상기 차동 군지연 보상기들 중의 하나는 멀티모드 광섬유의 광 전파 모드들을 위한 1 x M 광 디멀티플렉서와, 멀티모드 광섬유의 광 전파 모드들을 위한 M x 1 광 모드 멀티플렉서와, M 개의 광 도파관을 포함할 수 있다. 상기 M 개의 각 광 도파관은 상기 광 모드 디멀티플렉서의 M 개의 광 출력들 중의 한 광 출력을 상기 광 모드 멀티플렉서의 M 개의 광 입력들 중의 대응하는 한 광 입력에 광학적으로 연결한다. 제3 장치의 이러한 실시예에서, 상이한 광 도파관들은 상이한 광 경로 길이를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 방법은, 한 시퀀스의 각 파장 채널에 대해서, N 개의 분리된 데이터-변조 광 캐리어의 광을 멀티-모드 광섬유의 N 개의 대응하는 광 전파 모드 상으로 모드-멀티플렉싱하거나 또는 N 개의 모드로부터의 광을 N 개의 대응하는 분리된 데이터-변조 광 캐리어로 모드-디멀티플렉싱하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 시퀀스의 파장 채널들의 가장 큰 파장과 가장 작은 파장은, 광 통신 C-대역, 광 통신 L-대역, 그리고 광 통신 S-대역 중의 적어도 한 대역을 가로지르는(spanning) 인터벌을 정의한다. 각 모드는 모드-대역을 정의하는 인터벌에 대한 한계치를 갖는 군속도를 갖는다. 모드-대역의 군속도-이웃 쌍은 겹치지 않고 초당 약 10,000 미터보다 작은 0이 아닌 갭에 의해 분리된다.
방법의 상기 어느 실시예에서, 모드의 군속도-이웃 쌍 간의 갭들 중 일부 또는 전부는 초당 약 5,000 미터보다 작거나 같고 그리고/또는 초당 약 500 미터보다 크거나 같을 수 있다.
상기 방법의 일부 실시예에서, 방법은 멀티-모드 광섬유를 통한 광의 전파에 의해 생성되는 차동 모드 지연을 제거하기 위하여 광을 광학적으로 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법의 일부 실시예에서, 인터벌은, 적어도, 광 통신 C-대역과 L-대역에 걸쳐지거나, 또는, 적어도, 광 통신 C-대역과 S-대역에 걸쳐질 수 있다.
도 1은 멀티모드 광섬유(MMF)의 횡단면도를 도시한다.
도 2(a) 내지 도 2(c)는 MMF, 예를 들면 도 1에 따른 MMF의 다양한 예에서 광 굴절률의 방사상 프로파일을 도시한다.
도 3은, 예를 들면, 도 1, 2a, 2b, 및/또는 2c 중의 하나 이상의 도면에 따른, MMF의 일부 예의 광 전파 모드의 군속도를 도식적으로 도시한다.
도 4는, 예를 들면, 도 1, 2a, 2b, 2c 및 3 중의 하나 이상의 도면에 도시된 MMF(들) 내의, 복수의 광 전파 모드를 사용하는 광 통신 시스템을 도식적으로 도시한다.
도 5는, 예를 들면, 도 4의 시스템 내의, 상이한 광 전파 모드들 간의 군지연(group delay)을 조정하는 장치를 도시한다.
도 6은 광 통신 시스템의 세그먼트, 예를 들면, 도 4에 도시된 시스템의 세그먼트를 작동하는 방법을 도시한다.
도면에서, 참조번호와 같은 텍스트는 기능적으로 그리고/또는 구조적으로 유사한 구성요소를 참조한다.
도면에서, 어떤 특징의 상대적 크기는 장치를 좀 더 명확하게 설명하기 위하여 과장될 수 있다.
본 명세서에서, 다양한 실시예가 도면과 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 의해 좀더 충분히 설명된다. 그렇지만, 본 발명은 다양한 형태로 구현될 수 있고, 도면과 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 내에 기술되는 특정 실시예에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 광 통신(telecommunications) C, L 및 S-대역들은 파장-분할 멀티플렉싱(wavelength-division multiplexing, WDM) 광 통신에 대하여 전통적으로 정의되는 파장 대역이다. 광 통신 C-대역은 전형적으로 약 1530 나노미터에서 1565 나노미터의 대역을 참조한다. 광 통신 L-대역은 전형적으로 약 1565 나노미터에서 1625 나노미터의 대역을 참조한다. 광 통신 S-대역은 전형적으로 약 1460 나노미터에서 1530 나노미터의 대역을 참조한다.
도 1은 멀티모드 광섬유(MMF)(10), 예를 들면 석영 유리의 축 대칭 MMF의 횡단면도를 보여준다. MMF(10)는, 예를 들면, 도핑(doped) 또는 비도핑(undoped) 석영 유리로 이루어진, 광 코어(12) 및 예를 들면, 상이하게 도핑되거나 비도핑된 석영 유리로 이루어진, 인접하여 둘러싸서 접촉하고 있는 광 클래딩(14)을 포함한다. 광 코어(12)는 광 클래딩(14)보다 더 높은 광 굴절률을 갖는다. 광 코어(12) 및/또는 광 클래딩(14)은 광섬유(10)의 축(16)으로부터의 방사상 거리에 따라 변화하는 광 굴절률(들)을 가질 수 있다.
도 2(a) 내지 도 2(c)는 MMF의 다양한 예, 예를 들면, 도 1의 MMF에 대하여, 광 굴절률의 방사상 프로파일, 즉 MMF의 축에 수직인 프로파일을 보여준다.
도 2(a)는, 커브(20)를 이용하여, 간단한 계단형 프로파일(step profile) MMF 내의 광 굴절률의 방사상 프로파일의 예를 보여준다. 간단한 계단형 프로파일 MMF 내의, 광 굴절률은 광 코어에서 제1 상수값 c를 갖고, 광 클래딩에서 더 작은 제2 상수값 d를 갖는다. 즉, 굴절률은 코어와 클래딩 내부의 MMF의 축으로부터의 거리 "r"에 따라 변하지 않는 값들을 갖는다. 이와 같은 MMF에서, 광 코어는, 예를 들면, 동일한 코어 및 클래딩 합성의 싱글모드 광 코어보다 더 넓어서 전파하는 광의 주어진 파장에서 상이한 군속도를 갖는 복수의 광 전파 모드를 지원할 수 있다.
도 2(c)는, 커브(26)를 이용하여, 복잡한 계단형 프로파일 MMF 내의 광 굴절률의 방사상 프로파일의 예를 보여준다. 복잡한 계단형 프로파일 MMF에서, 광 굴절률은 광 코어에서, 제1 상수값 c를 갖고, 또한 광 클래딩에서 MMF의 축으로부터의 거리 "r"에 따라 변하는 값을 갖는다. 광 클래딩에서, 광 굴절률은, 예를 들면, 광 코어 옆의 환형 클래딩 영역에서 제1 상수값 b를 갖고, 그리고, 예를 들면, 광 코어 옆의 환형 클래딩 영역 외부에 상이한 더 높은 상수값 d를 갖는다. 또한, 광 굴절률의 다양한 값 c, b 그리고 d는 다음의 관계, c > b, c > d, 그리고 d > b에 따른다. 광 코어에 접하는 환형 클래딩 영역은 광 클래딩의 더 먼 영역보다 광 굴절률에 대하여 더 낮은값 b를 갖기 때문에, 그러한 MMF는 디프레스드-인덱스 클래딩(depressed-index cladding) MMF로서 참조될 것이다.
디프레스드-인덱스 클래딩 MMF에서, 광 코어와 광 클래딩은 전파 광의 주어진 파장에서 상이한 군속도를 갖는 광 전파 모드를 지원하도록 선택된 크기와 광 굴절률을 갖는다.
도 2(b)는, 점선과 실선 커브(22, 24)를 이용하여, 상이한 경사형-인덱스(graded-index) MMF의 광 굴절률에 대한 방사상 프로파일의 두 예를 도식적으로 보여준다. 경사형-인덱스 MMF에서, 광 굴절률은 광 코어의 축으로부터의 거리 "r"에 따라 변하는 값을 갖는다. 광 굴절률은 광 클래딩의 둘러싸는 환형 영역 내에서보다 광 코어에서 더 크고 또한 (예를 들면, 커브(22, 24)에 도시된 것처럼) 광 클래딩의 어느 부분에서보다도 광 코어에서 더 클 것이다.
이와 같은 경사형-인덱스 MMF에서, 광 굴절률의 방사상 프로파일은 전파 광의 주어진 파장에서 상이한 군속도를 갖는 광 전파 모드를 지원하도록 선택될 수 있다. 실제로, 광 굴절률의 상이한 방사상 프로파일은 도식적으로 도시된 것처럼 MMF의 실시예를 지원하도록 이용가능할 수 있다. 예를 들면, 프로파일은, 예를 들면 커브(24)에 도시된 것처럼, MMF의 축으로부터 거리 "r"에 2차원 종속이나 파라볼릭 종속을 가질 수 있다. 대안으로, 코어의 인덱스 프로파일은, 커브(22)에 도식적으로 도시된 것처럼, 또 다른 "r" 종속을 갖는데, 여기서 인덱스 프로파일은 커브(24)의 2차원 또는 파라볼릭 코어 프로파일과 도 2(a)와 2(b)의 커브(20)로 도시된 상수 코어 프로파일 간에 보간한다. 이와 같은 보간 코어 인덱스 프로파일은 전파 광의 주어진 파장에서 상이한 군속도를 갖는 광 전파 모드의 집합을 지원하는 MMF를 생성할 수 있다.
도 3은, 스펙트럼 커브(30, 32, 34)를 이용하여, 예를 들면, 도 1에 도시된, MMF의 일부 실시예에 대한 광 전파 모드 A, B 및 C의 집합의 군속도를 도식적으로 보여준다. 대응하는 MMF는, 예를 들면, 도 2(a), 2(b) 및/또는 2c에서처럼, MMF의 축에 대칭인 광 굴절률 프로파일을 가질 수 있다. A 모드는 스펙트럼 커브(30) 상에 분포되는, 예를 들면 대략 균일하게 분포되는 군속도를 갖고, B 모드는 스펙트럼 커브(32) 상에 분포되는, 예를 들면 대략 균일하게 분포되는 군속도를 갖고, C 모드는 스펙트럼 커브(34) 상에 분포되는, 예를 들면 대략 균일하게 분포되는 군속도를 갖는다. 각각의 개별적인 스펙트럼 커브(30, 32, 34)에 대하여, 광 전파 모드의 대응하는 집합은 전형적으로, 군속도가 대응하는 대역이나 레인지 내에 놓이는, 공통의 또는 실질적으로 유사한 방사상, 광의 세기 프로파일을 가진다. 그러한 대역이나 레인지에서, 하나 이상의 광 전파 모드의 공통의 군속도는 전파 광의 파장을 따라 변화한다. 그러한 각 대역이나 레인지에 걸쳐, 그룹의 공통의 군속도의 변화는 바람직하게 그리고/또는 전형적으로 파장을 따라 단조로우며 또한 스펙트럼 커브(30, 32, 34)에 의해 도식적으로 도시된 것처럼, 파장을 따라 대략 선형일 수 있다. 군속도의 상이한 모드-대역이나 레인지, 예를 들면 모드 A - C의 모드-대역들은 큰 파장 영역에 걸쳐서, 예를 들면, 적어도, 거의 전체 광 통신 C-대역이나, 거의 전체 광 통신 L-대역이나, 또는 거의 전체 광 통신 S-대역에 걸쳐서, 군속도의 값이 겹치지 않는다. 실제로, 모드-대역이나 레인지가 겹치지 않는 파장 인터벌은 거의 전체 광 통신 C와 L 대역이나, 거의 전체 광 통신 C와 S 대역이나, 거의 전체 광 통신 C, L과 S 대역을 포함할 수조차 있다. 특히, 군속도 레인지 내에서 이웃하는, 모드-대역이나 레인지들은, 큰 선택된 파장 레인지 내의 광에 대해, 0이 아닌 갭, 예를 들면 군속도 값 내의 갭 1과 2에 의해 분리된다.
이와 같은 인접한 대역들 간의 예시된 갭들, 예를 들면, 갭 1과 2는 0이 아니고 때로는 상대적으로 작다. 이러한 0이 아닌 갭의 존재로 인해, 두 개의 군속도-이웃 모드-대역들의 광 전파 모드들은 전체 광 통신 파장의 레인지에 걸쳐, 예를 들면 거의 전체 C-대역이나, 거의 전체 L-대역이나, 거의 전체 S-대역이나, 거의 전체 L과 C 대역의 콤비네이션이나, 거의 전체 S와 C 대역의 콤비네이션이나, 거의 전체 S, L과 C 대역의 콤비네이션에 걸쳐서, 상이한 군속도를 가질 것이다. 이와 같은 이웃 대역들의 광 전파 모드의 상이한 군속도로 인해, 인터-모드 광 크로스톡(crosstalk) 및/또는 인터-모드 비선형 광학 효과는 전형적으로 광 신호가 MMF의 전송 중계 구간의 길이를 따라 전파됨에 따라 상당히 평균화되는 경향을 보일 것이다. 즉, 만일 데이터가 이러한 광 통신에 대하여 사용되는 전체 파장 레인지에 걸쳐 이와 같은 인접한 대역 내에서 상이한 속도로 운반된다면, 이러한 시간적 평균화(averaging)는 전형적으로 전파 동안 바람직하지 않은 인터-모드 광학적 인터랙션에 의해 야기되는 왜곡을 감소시킬 것이다.
그러나, MMF 내의 전파 동안의 이와 같은 시간적 평균화는 전형적으로 수신한 데이터-변조 광 캐리어 내에 일부 잔여 인터-모드 크로스톡을 남길 것이다. 그러한 이유로, 광 수신기는, 예를 들면 수신한 데이터-변조 광 캐리어 내의, 인터-모드 광 크로스톡의 양을 감소시키는 추가적인 프로세싱을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 추가적인 프로세싱은 수신한 데이터-변조 광 캐리어나 균일하게(coherently) 다운-믹싱된 광학적 또는 전기적 신호를 광학적 및/또는 전기적 등화기를 통해 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 등화기(들)는 수신한 데이터-변조 광 캐리어나 광학적으로 또는 다운-믹싱된 전기적 또는 광학적 신호를 동일한 광 캐리어나 전기적으로 또는 광학적으로 다운-믹싱된 신호의 상대적인 시간(temporally) 지연 부분과 믹싱할 것이다. 이러한 믹싱을 수행하기 위하여, 등화기(들)는 전형적으로 광 캐리어나 전기적으로 또는 광학적으로 다운-믹싱된 신호의 부분을 MMF 내의 광 전파 동안 상당한 인터-모드 광 크로스톡을 유발하는 데이터-변조 광 캐리어의 부분들 간의 상대적 지연과 비교되는 크기의 시간적 기간(temporal period)에 걸쳐 저장할 것이다. 이와 같은 이유로, 일반적으로 상이한 광 전파 모드의 데이터-변조 광 캐리어의 크로스톡 부분 간의 상대적 시간 지연이 너무 커지지 않도록 보장하는 것이 좋다.
예를 들면, 표본 모드 당 데이터율이 초당 약 100 기가비트(Gb/s)인, 파장-분할 멀티플렉싱(wavelength-division multiplexed, WDM) 시스템은 약 50 기가 헤르츠, 즉 약 1,550nm의 파장을 갖는 광 통신 C-대역 광에 대하여 약 0.4 nm의 표본 광 채널 스페이싱을 가질 것이다. 이러한 WDM 시스템은, 예를 들면 분산이 나노미터 킬로미터당 약 17 피코 초(ps/(nm-km))인, 광 전송 섬유를 사용할 수 있다. 이러한 WDM 시스템에 대하여, 상당한 인터-모드 크로스톡이, 예를 들면, 70 - 120 킬로미터의 통상적인 길이의 광섬유 중계 구간에 걸쳐서, 주어진 광 파장 채널과 약 4개의 인근의 파장 채널들 간에 발생할 수 있다. 즉, 이러한 인터-모드 크로스톡은 광 파장 채널과 약 4개의 파장 채널들 간에 상당할 수 있는데, 상기 4개의 파장 채널들은 주어진 파장 채널의 일 측면이나 양 측면에 대하여 가장 근접한 파장의 파장 채널들, 예를 들면, 4 개의 더 긴 파장 채널이나, 4 개의 더 짧은 파장 채널이나, 또는 2 개의 더 긴 파장 채널과 2 개의 더 짧은 파장 채널일 수 있다. 따라서, 이러한 예의 MMF 중계 구간에 의해 주어진 채널에 생성된 인터-모드 광 크로스톡을 상당히 감소시키거나 제거하기 위하여, 최소한 광 파장 채널과 4번째로 가까운 이웃 광 파장 채널 간의 군속도의 차이만큼, 광 전파 모드의 군속도를 상이하게 하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 광 전파 모드의 인접한 대역들 간의 군속도의 역 간의 갭은, 적어도 4 x 0.4 nm x 17 ps/(nm-km)의 역과 거의 동일할 것이다. 인접한 대역들의 군속도의 갭의 크기는 상기 대역들의 군속도의 역(reverse) 내의 갭의 크기에 상기 갭에서의 평균 군속도의 제곱을 곱한 것이기 때문에, 만일 MMF의 유효 굴절률이 약 1.45라면, 이러한 인접한 대역들에 대하여 군속도 내의 갭은 약 1,200 미터/초이다.
다양한 MMF에서, 인접한 모드-대역 간의 군속도의 갭들은 MMF의 필요한 속성을 제거하지 않고도 다소 다른 값을 가질 수 있는데, 예를 들면, 크로스토킹 광 전파 모드들 간의 불편하게 크게 축적된 군지연을 생성하지 않고도 인터-모드 인터랙션의 평균화를 가질 수 있다. 이러한 이유로, 다양한 WDM 시스템에서, 도 3에 도식적으로 도시된 것 같은, 군속도 내의 인터-모드 갭, 예를 들면, 갭 1과 2는 초당 10,000 미터 이하의 값을 가지며, 바람직하게는 초당 5,000 미터 이하의 값을 갖고, 또한, 초당 2,500 미터 이하의 값을 가질 수 있다. 전형적인 중계 구간에 걸쳐서 바람직하지않은 인터-모드 인터랙션의 적절한 평균화를 유지하기 위하여, 인접 모드-대역들 간의 군속도 내의 갭들은 전형적으로, 적어도 초당 약 500 미터 정도의 크기일 것이다.
본 발명자는, 도 3에 도시된 것에 질적으로 대응되는 스펙트럼 특징을 갖는 MMF가 상이한 방식으로 제작될 수 있다고 믿는다. 예를 들면, 발명자는, 예를 들면 도 2(b)에 도시된 경사형-인덱스 코어 MMF나, 또는 예를 들면 도 2(c)에 도시된 디프레스드-인덱스 클래딩 MMF는 도 3에 도식적으로 도시된 것처럼 광 특징을 구비하도록 제작될 수 있다고 믿는다.
광섬유의 적절한 경사형 인덱스-코어 타입의 디자인을 더 설명하기 위하여, 본 발명자는 여기에 종래의 MMF의 일부 속성을 설명한다. 예를 들면 광 굴절률 프로파일이 도 2(a)에 도시된 MMF 같은, 약간 상이한 광 전파 모드들을 갖는 종래의 계단형-인덱스 MMF는 전형적으로 인접한 모드-대역들, 즉, 군속도 근사치의 모드-대역(들) 간에 큰 갭을 가질 것이다. 즉, 그러한 MMF에서, 도 3의 갭 1과 2는 전형적으로 요구되는 값보다 훨씬 더 커서 이러한 MMF를 사용하게 되면 통상적으로 광 수신기 내에 큰 시간적 버퍼를 갖는 등화기의 사용을 또한 요구할 것이다. 반대로, 예를 들면, 도 2(b)에 광 굴절률 인덱스 프로파일(24)이 도시된 MMF와 같은, 2차 경사형-인덱스 코어 타입 MMF는, 예를 들면 광 통신 C-대역의 파장 레인지의 크기에 걸쳐서, 군속도에서 강하게 겹치는(overlap) 모달 대역을 가질 것이다. 따라서, 도 2(b)의 커브(20)와 커브(24)의 광 굴절률 프로파일은 각각, 도 3의 인접한 모드 대역들 간의 갭 1과 2가 각각 너무 크고 너무 작은, MMF를 생성하는 것으로 기대될 것이다. 이러한 갭들은 MMF의 광 굴절률 프로파일이 점차로 변화함에 따라, 크기가 완만하게 변화할 것이기 때문에, 커브(24)의 광 굴절률 프로파일과 도 2(a)의 커브(20)의 광 굴절률 프로파일 간의 MMF의 광 굴절률 프로파일의 완만한 보간은 전형적으로 한 광 굴절률 프로파일을 거쳐갈 것이며, 이 프로파일에 대한 군속도-인접 광 전파 모드의 대역들 간의 갭 1과 2의 크기는 양의 값이며 전체 광 통신 C-대역이나, 아마도 전체 광 통신 C와 L 대역이나, 또는 아마도 전체 광 통신 C와 L 및 S 대역에 걸쳐서, 수용 불가능할 정도로 크지는 않다.
앞의 개시에 비추어, 본 발명자는, 예를 들면 도 2(c)의 광 굴절률 프로파일을 갖는, 디프레스드-인덱스 클래드 타입 MMF는 도 3에 도식적으로 도시된 상이한 광 전파 모드의 대역들의 스펙트럼을 갖도록 설계될 수도 있다고 믿는다. 실제로 이러한 MMF의 적합한 형태는, 전형적으로 대역간 갭이 지나치게 큰 광 전파 모드의 대역 분포를 생성하는, 도 2(a)의 계단형-인텍스 타입 MMF의 그것으로부터 멀어져서 광 굴절률 인덱스 프로파일을 보간함으로써 발견될 수 있다.
앞의 개시에 기초하여, 광섬유 분야에서 통상의 지식을 가진자는 도 3에 도식적으로 도시된 것 같은 군속도 분포를 갖는 MMF에 대한 방사상, 광 굴절률 프로파일을 쉽게 설계할 수 있을 것이다. 예를 들면, 일부 이와 같은 여타 MMF는 방사상 경사형 굴절률 프로파일 및/또는 디프레스드-인덱스 클래딩 프로파일을 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 도 3에 도식적으로 도시된 것 같은 광 전송 특징을 갖는 MMF는 이러한 타입의 광 굴절률 프로파일보다 더 광범위한 것으로 이해될 것이다.
도 4는 광 전송기(42), 광 수신기(44) 및 광 전송기(42)를 광 수신기(44)에 광학적으로 단-결합(end-coupling)하는 N 개의 MMF 중계 구간(461, 462,..., 46N)의 시퀀스를 포함하는 광 통신 시스템(40)을 보여준다. MMF 중계 구간(461-46N)의 일부 또는 전부는 대응하는 차동 군지연 보상기(DGDC)(481, 482,..., 48N)에 단-연결될 수 있다.
광 전송기(42)는, 예를 들면, 병렬로, 복수의 데이터-변조 광 캐리어를 MMF 중계 구간(461-46N)의 시퀀스의 제1 말단으로 전송한다. 일부 실시예에서, 광 전송기(42)는, 상이하게 데이터-변조된 광 캐리어를 MMF 중계 구간(461-46N)의 상이한 광 전파 모드로 및/또는 상이한 광 전파 모드를 통해 전송하는 것을 가능하게 하는, 광 모드-멀티플렉서를 포함할 수 있다. 광 전송기(42)는 하나 이상의 광 파장 채널을 통해 데이터를 MMF 중계 구간(461-46N)의 일부 광 전파 모드로 전송하도록 구성된다. 이러한 이유로, 광 전송기(42)는 또한, 예를 들면 광 모드-멀티플렉서의 입력에 연결되는, 파장 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 따라서, MMF 중계 구간(461-46N)의 각 광 전파 모드 상에, 광 전송기(42)는 하나 이상의 파장 채널에 걸쳐 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 실제로, 광 전송기(42)는 분리된 광 데이터 스트림을 복수의 광 전파 모드와 복수의 파장 채널로 전송할 수 있다.
광 수신기(44)는 복수의 데이터-변조 광 캐리어를 MMF 중계 구간(461-46N)의 시퀀스의 제2 말단으로부터 수신한다. 일부 실시예에서, 광 수신기(44)는, MMF 중계 구간(461-46N)의 상이한 광 전파 모드에 의해 운반되는 데이터-변조 광 캐리어를 분리할 수 있는 광 모드-디멀티플렉서를 포함할 수 있다. 광 수신기(44)는 MMF 중계 구간(461-46N)의 일부 광 전파 모드의 하나 이상의 광 파장 채널로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 즉, MMF 중계 구간(461-46N)의 각 광 전파 모드로부터, 광 수신기(44)는 하나 이상의 파장 채널로부터온 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 실제로, 광 수신기(44)는 복수의 광 전파 모드와 복수의 파장 채널로부터 광 데이터 스트림을 수신할 수 있다.
일부 실시예에서, 광 전송기(42) 및/또는 광 수신기(44)는, 다른 광 네트워크 기능을 수행하도록 구성되는, 광 컴포넌트일 수 있다. 예를 들면 광 전송기(42)와 광 수신기(44) 중의 하나 또는 모두는 광섬유 네트워크의 광 분기-결합(add-drop) 멀티플렉서이거나 광 회선 분배기일 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 광 전송기(42)와 수신기(44)는, 각각, 광 데이터 스트림을, MMF 중계 구간들(461-46N)의 시퀀스에 의해 형성되는, 광 링크의 복수의 광 전파 모드를 통해 광 데이터 스트림을 전송하고 수신할 수 있다. 이러한 실시예에서, 광 통신 시스템(40)은 더 큰 WDM 광 네트워크, 예를 들면, 복합적인 토폴로지를 갖는 광 네트워크, 예를 들면, 3 개 이상의 MMF 중계 구간의 말단에 직접 연결되는 어떤 노드(들)(미도시)를 갖는 메쉬(mesh) 네트워크의 일부일 수 있다.
다른 실시예에서, 광 전송기(42)와 광 수신기(44) 중의 하나 또는 모두는 MMF 중계 구간들(461-46N)의 시퀀스나 그 서브시퀀스에 걸쳐 좀 더 한정된 수의 광 전파 모드(들) 및/또는 상기 시퀀스나 서브시퀀스의 파장 채널(들)에 의해 통신할 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 광 전송기(42) 및/또는 광 수신기(44)는 전기적 데이터 스트림(들)과 광 데이터-변조 캐리어(들) 간의 데이터의 변조 및/또는 복조를 수행할 수 있다. 그러한 실시예에서, 광 전송기(42) 및/또는 광 수신기(44)는 종래의 데이터 변조기(들), 파장 멀티플렉서(들) 및/또는 디멀티플렉서(들), 및/또는 광 모드-멀티플렉서(들) 및/또는 디멀티플렉서(들)를 포함할 수 있다.
MMF 중계 구간(461-46N)의 시퀀스나 그 서브시퀀스는 복수의 광 전파 모드 및/또는 파장 채널을 지원하는 WDM 광 링크를 형성한다. MMF 중계 구간들(461-46N)의 일부 또는 전부는, 예를 들면 도 3에 도시된 것 같은 MMF, 도 1, 2b, 및/또는 2c의 MMF를 포함할 수 있다. MMF 중계 구간(461-46N)의 일부 또는 전부의 인접 쌍들은 차동 군지연 보상기(DGDC)(481, 482,..., 48N-1)를 통해 광학적으로 단-연결될 수 있다. 각 DGDC(481-48N-1)는, MMF 중계 구간(461-46N) 중의 한 구간, 예를 들면 DGDC(481-48N-1)에 인접하여 직접 연결되는 MMF 중계 구간(461-46N) 중의 하나 또는 두 개에 걸쳐서, 상이한 광 전파 모드를 통해 전송되는, 데이터 심볼들 간의 생성된 상대적 시간 지연을 보상한다.
다른 실시예에서, DGDC(481-48N-1)는, 다음 MMF 중계 구간(461-46N) 내에 데이터를 운반함으로써 생성될, 차동 인터-모드 군속도 지연에 대하여 부분적으로 또는 완전하게 사전-보상하고, 그리고/또는 직접 단-연결되는 이전 MMF 중계 구간(461-46N) 내에 생성된, 인터-모드 군속도 지연에 대하여 부분적으로 또는 완전하게 사후-보상하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, DGDC(481-48N-1)는 광 증폭 및/또는 광 분산(dispersion) 보상을 선택적으로 제공할 수 있다.
도 5는, 예를 들면, 도 4의 어느 DGDC(481-48N-1) 처럼 사용가능한, DGDC의 일 실시예(48)를 보여준다. DGDC(48)는 1 x M 광-전파-모드 디멀티플렉서(50), M x 1 광-전파-모드 멀티플렉서(52), M 개의 광 도파관 어레이(OW1, ..., OWM)를 포함한다. 1 x M 광-전파-모드 디멀티플렉서(50)의 광 입력은 입력 MMF, 예를 들면, 도 4의 MMF 중계 구간(461-46N) 중의 하나의 인접한 출력 말단에 연결할 수 있다. M x 1 광-전파-모드 멀티플렉서(52)는 출력 MMF, 예를 들면, 도 4의 연속하는 다음 MMF 중계 구간(461-46N)의 인접한 입력 말단에 연결할 수 있다. 각 광 도파관(OW1, ..., OWM)은 1 x M 광-전파-모드 디멀티플렉서(50)의 광 출력 중의 한 광 출력을 M x 1 광-전파-모드 멀티플렉서(52)의 광 입력 중의 대응하는 한 광 입력에 단-연결시킨다.
DGDC(48)에서, M 개의 광 도파관(OW1 - OWM) 각각은 광 섬유나 광 도파관일 수 있는데, 예를 들면 싱글-모드 광섬유이거나 도파관일 수 있다. 각 광 도파관(OW1 - OWM)은 전형적으로 상이한 광 경로 길이를 가지며, 광 도파관(OW1 - OWM)의 광 경로 길이는 데이터 스트림을 연결된 MMF 중계 구간(들) 내의 상이한 광 전파 모드를 통해 전송함으로써 생성되는 상대적 지연을 완전하게 또는 부분적으로 보상하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 만일 K-차 광 전파 모드가 MMF(들)내의 J-차 광 전파 모드보다 더 큰 군속도를 갖는다면, K-차 모드에 대한 광 도파관(OWK)은 전형적으로 J-차 모드에 대한 광 도파관(OWJ)보다 더 길 것이다. 이러한 예에서, J-차 및 K-차 도파관(OWJ, OWK)의 광 경로 길이의 차이는, 예를 들면, 각 J-차 및 K-차 광 전파 모드에 의해 운반되는 광 데이터 스트림들 간의 상대적 지연(들)에 대하여 대략 사후-보상하거나 사전-보상하도록 구성될 수 있으며, 여기서 상대적 지연(들)은 DGDC(48)의 각 입력이나 출력에 물리적으로 연결된 MMF를 통한 전파에 기인한다.
다양한 실시예에서, 광 전파-모드-멀티플렉서(50)와 광 전파-모드-디멀티플렉서(52)는 통상적인 형태를 갖거나 또 다른 형태를 가질 수 있다. 광 전파-모드-멀티플렉서(50)와 광 전파-모드-디멀티플렉서(52)의 적합한 구성의 예는 Roland Ryf 등에 의해 2011년 9월 16일에 출원된, 미국 특허 출원 제13/200072호; Roland Ryf 등에 의해 2010년 6월 30일에 출원된 미국 특허 출원 제12/827284호; Roland Ryf 등에 의해 2009년 6월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제12/492391호; Roland Ryf 등에 의해 2011년 1월 7일에 출원된 미국 특허 출원 제12/986468호; Roland Ryf 등에 의해 2010년 6월 30일에 출원된 미국 특허 출원 제12/827641호 중의 하나 이상에 설명되어 있다. 상기 특허 출원 모두 전적으로 본 출원에서 참조문헌으로 인용된다.
도 6은 멀티모드 광 전송 섬유를 사용하는 WDM 광 통신 시스템의 동작 부분, 예를 들면 도 4의 시스템(40)의 세그먼트에 대한 방법(60)의 일 예를 도식적으로 보여준다.
시퀀스의 각 광 파장 채널에 대하여, 방법(60)은 Q개의 데이터-변조 광 캐리어의 광을 MMF의 Q개의 대응하는 광 전파 모드의 미리 선택된 집합으로 광 모드-멀티플렉싱하고 그리고/또는 Q개의 모드로부터의 광을 대응하는 별도의 데이터-변조 광 캐리어로 광 모드-디멀티플렉싱하는 단계(단계 62)를 포함한다. 여기서, 정수 Q는 2보다 크거나 같고, Q 개의 광 전파 모드의 미리 선택된 집합은 상대적으로 직교이다. 광 모드-멀티플렉싱이나 광 모드-디멀티플렉싱은 대략 Q 개의 광 전파 모드와 관련하여 수행될 수 있다. 이러한 광 모드-멀티플렉싱은, 예를 들면, MMF 중계 구간(461-46N)의 시퀀스의 입력 말단 부근에서, 즉, 도 4의 광 전송기(42)에 의해 수행될 수 있다. 이러한 광 모드-디멀티플렉싱은, 예를 들면, MMF 중계 구간(461-46N)의 시퀀스의 츨력 말단 부근에서, 즉, 도 4의 광 수신기(44)에 의해 수행될 수 있다.
광 파장 채널의 시퀀스, 예를 들면, WDM 시퀀스에 걸쳐, 미리 선택된 집합의 각 광 전파 모드의 군 속도는 전형적으로, 파장을 따라 단조롭게 변화하는, 대응하는 스펙트럼 커브를 추적한다. 각 스펙트럼 커브는 군속도의 모드-대역에 대응한다.
상이한 모드-대역들은, 예를 들면, 도 3에 도시된 것처럼, 미리 선택된 파장 인터벌에 걸쳐 겹치지 않고 0이 아닌 갭에 의해 분리된다. 미리 선택된 파장 인터벌은 시퀀스의 파장 채널의 가장 큰 중심 파장과 가장 작은 중심 파장에 의해 정의되는 경계를 갖는다. 미리 선택된 파장 인터벌은, 예를 들면, 광 통신 C, L 및 S 대역 중의 1/2 또는 하나의 대역을 포함한다. 미리 선택된 파장 인터벌은 전형적으로, 예를 들면, 광 통신 C, L 및 S 대역 중의 대략 하나의 대역을 포함한다. 미리 선택된 파장 인터벌은 광 통신 C와 L 대역을 포함하거나, 또는 광 통신 C와 S 대역을 포함하거나, 또는 광 통신 C, L 및 S 대역을 포함할 수 있다.
미리 선택된 파장 인터벌 내의, 각 모드는 모드-대역의 경계를 정의하는 한계치를 갖는 군속도를 갖는다. 모드-대역은, 예를 들면, 상술한 것처럼 상대적으로 작을, 0이 아닌 갭에 의해 분리된다. 예를 들면, 모드-대역의 각 군속도-이웃 쌍은 피코-초당 약 100 미터보다 작은 갭에 의해 분리될 수 있다. 이와 같은 각 갭은 0이 아니기 때문에, N 개의 상이한 광 전파 모드는 전형적으로 WDM 광 통신에 대한 미리 선택된 전체 파장 인터벌에 대하여 상이한 군 속도를 갖는다.
방법(60)은 또한 MMF의 길이를 통해 단계(62)의 광을 전파하는 단계(64)를 포함할 수 있다. 여기서, MMF의 길이는 N 개의 MMF 중계 구간(461-46N) 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
선택적으로, 방법(60)은 Q 개의 상이한 광 전파 모드를 통해 MMF의 길이를 지나는 전파에 의해 생성된 차동 모드 지연을 제거하기 위하여 광을 광학적으로 보상하는 단계(66)를 포함할 수 있다. 차동 모드 지연은 MMF 내의 Q 개의 광 전파 모드의 상이한 속도에 기인한다. 이러한 차동 군지연은, 예를 들면, 도 4의 하나 이상의 DGDC(481-48N-1) 내의 광을 프로세싱함으로써(단계 64), 부분적으로 또는 완전하게 제거될 수 있다. 이러한 보상은, 예를 들면, 도 4의 하나 이상의 MMF 중계 구간(461-46N) 내의 전파에 의해 야기되는 차동 모드 지연을 제거하기 위하여, 차동 모드 지연에 대하여 사후-보상하거나 사전-보상하는 것을 포함할 수 있다.
선택적으로, 방법(60)은, 단계(62)에 기술된 것처럼, WDM 광의 광 모드-멀티플렉싱을 수행하는 단계와, 단계(64)에 기술된 것처럼, MMF를 통해 모드-멀티플렉싱된 WDM 광을 전파하는 단계와, 단계(66)에 기술된 것처럼, MMF에서 WDM 광 내에 생성된 차동 모드 지연을 광 보상하는 단계와, 단계(62)에 기술된 것처럼, WDM 광의 광 모드-디멀티플렉싱을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
방법(60)은 멀티모드 광섬유 기반의 WDM 광 통신 시스템을 생성하는 여러가지 변형에 의해 수행될 수 있으며, 여기서 광 중심 파장과 전파 광 모드에 의해 정의되는 상이한 채널은 멀티모드 광섬유나 광 전송 중계 구간의 시퀀스 내에 상이한 군속도를 갖는다.
본 발명은 상세한 설명, 도면 및 청구범위에 비추어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게 명백할 타 실시예를 포함하도록 의도된다.

Claims (10)

  1. 선택된 복수의 광 전파 모드를 갖는 멀티-모드 광섬유(a multi-mode optical fiber)를 포함하고,
    상기 선택된 복수의 광 전파 모드의 각각은 광 통신 C-대역, 광 통신 L-대역, 광 통신 S-대역 중 하나의 대역 내의 광의 대응하는 레인지(range)에 걸쳐 변화하는 군속도(a group velocity)를 갖고,
    상기 선택된 복수의 광 전파 모드 중의 상이한 모드들에 대응하는 레인지들은 겹치지 않고,
    상기 레인지들 중 하나의 군속도-인접 쌍(a group velocity-adjacent pair)의 레인지들은 초당 약 10,000 미터 미만이며 0이 아닌 갭에 의해 분리되는
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 갭은 초당 약 500 미터와 초당 약 5,000 미터 사이에 있는
    장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유는 석영 유리 광섬유이고,
    상기 광섬유는 디프레스드-인덱스 클래딩(a depressed-index cladding) 타입의 광섬유인
    장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 복수의 광 전파 모드는, 적어도, 3개의 모드를 포함하는
    장치.
  5. 1 x M 광 모드 디멀티플렉서 ― 상기 1 x M 광 모드 디멀티플렉서는 제1 멀티모드 광섬유 내의 제1 집합의 광 전파 모드의 각각으로부터 수신한 광을 상기 광 모드 디멀티플렉서의 하나의 광 입력으로부터 상기 광 모드 디멀티플렉서의 M 개의 광 출력 중의 대응하는 하나의 광 출력으로 모드-선택적으로 라우팅하도록 구성됨 ― 와,
    M x 1 광 모드 멀티플렉서 ― 상기 M x 1 광 모드 멀티플렉서는 제2 멀티모드 광섬유 내의 제2 집합의 광 전파 모드의 각각으로의 광을 상기 광 모드 멀티플렉서의 M 개의 광 입력 중의 대응하는 하나의 광 입력으로부터 상기 광 모드 멀티플렉서의 하나의 광 출력으로 모드-선택적으로 라우팅하도록 구성됨 ― 와,
    M 개의 광 도파관 ― 상기 M 개의 광 도파관 각각은 상기 광 모드 디멀티플렉서의 M 개의 광 출력 중 하나의 광 출력을 상기 광 모드 멀티플렉서의 M 개의 광 입력 중의 대응하는 하나의 광 입력에 광학적으로 연결함 ― 을 포함하는
    장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 M 개의 광 도파관의 상이한 도파관들은 상이한 광 경로 길이를 갖는
    장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 M 개의 광 도파관은 상기 광 전파 모드의 상이한 모드들을 통해 상기 제1 멀티모드 광섬유의 세그먼트에 걸쳐서 광 신호들을 운반함으로써 생성되는 상대적 군지연(group delay)을 적어도 부분적으로 보상하도록 구성되는
    장치.
  8. 멀티모드 광섬유의 일련의 중계 구간들(spans)과,
    복수의 차동(differential) 군지연 보상기 ― 각 보상기는 상기 멀티모드 광섬유의 중계 구간들의 대응하는 쌍의 인접한 말단들을 단-연결(end-connecting)함으로써 상기 중계 구간들과 상기 보상기들이 멀티모드 광 링크의 세그먼트를 형성하게 함 ― 를 포함하고,
    각 차동 군지연 보상기는 상기 각 차동 군지연 보상기에 대응하는 쌍의 멀티모드 광섬유들의 중계 구간들 중의 한 중계 구간의 상이한 광 전파 모드들 상에 데이터를 운반함으로써 야기되는 상대적 시간 지연(relative temporal delay)들을 보상하도록 구성되는
    장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    멀티모드 광섬유의 각 중계 구간은, 복수의 광 전파 모드의 각각이 상기 광 통신 C-대역, L-대역 및 S-대역 중 하나의 대역 내의 광의 대응하는 레인지에 걸쳐서 값이 변화하는 군속도를 갖도록 구성되고, 상기 복수의 모드의 상이한 모드들의 레인지들은 겹치지 않고, 또한 상기 레인지들 중 군속도-인접(group velocity-adjacent)한 것들은 0이 아닌 갭에 의해 분리되고, 상기 갭들 중 일부는 초당 약 10,000 미터보다 작은
    장치.

  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 차동 군지연 보상기들 중의 하나는,
    멀티모드 광섬유의 광 전파 모드들에 대한 1 x M 광 디멀티플렉서와,
    멀티모드 광섬유의 광 전파 모드들에 대한 M x 1 광 모드 멀티플렉서와,
    M 개의 광 도파관을 포함하고, 상기 M 개의 광 도파관 각각은 상기 1 x M 광 모드 디멀티플렉서의 광 출력들 중의 하나의 광 출력을 상기 M x 1 광 모드 멀티플렉서의 광 입력들 중의 대응하는 하나의 광 입력에 광학적으로 연결하는
    장치.
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