[實用新型]基于標準具結構的差分相移鍵控解調器

有效

• 申請號: 200820145114.5
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN201341138Y
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 羅勇;胡強高;張玓;江山
• 申請（專利權）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: H04B10/158
• 分類號: H04B10/158
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 江鎮華

技術領域

本實用新型涉及一種解調器，特別是涉及一種無須外部控制即可以維持光程差的穩定，用于長距離高速大容量的通信系統中的基于標準具結構的差分相移鍵控解調器。

背景技術

近年來，隨著高速率、大容量光纖通信系統的發展，差分相移鍵控調制格式以其高頻譜效率超長距離傳輸中的優越性能，受到人們的廣泛關注。與傳統的強度調制格式(On-off?keying，OOK)相比，DPSK的顯著優點是在相同誤碼率(Bit?Error?Rate，BER)條件下，對光信噪比的要求降低了3dB。同時，DPSK能夠有效減小WDM系統中相鄰信道間交叉相位調制(Cross?Phase?Modulation，XPM)的影響，對非線性效應、色度色散、偏振模色散(Polarization?Mode?Dispersion，PMD)有較高的容忍度和緩解作用。

隨著對DPSK調制格式的關注越來越多，其調制和解調的方法的研究也有很大進展。典型的DPSK接收機如圖1所示，其中，D表示DPSK解調器，F表示平衡檢測。接收到的光信號首先經過馬赫-曾德爾延時干涉儀(Mach-Zehnder?Delay?Interferometer，MZDI)，干涉儀的差分延遲為一個比特周期。這樣，在DPSK解調時，前一個比特的相位信息可以恰好與下一個比特的相位信息相干，從而實現相位調制到振幅調制的轉換，即解調。從MZDI的兩個輸出端出來的光信號分別通過光電探測器再相減(平衡檢測)，可增大信噪比。總的來說，現階段基于時延干涉儀的DPSK解調器有以下幾種：

(1)全光纖型或平面光波導型的馬赫-曾德爾延時干涉儀，采取如圖1所示的結構，但全光纖或光波導型的器件往往需要通過外部的精確控制(加熱或電壓控制)來維持干涉儀兩臂之間光程差的穩定，從而使得器件的復雜度和成本上升；

(2)基于自由空間光學設計的邁克爾遜時延干涉儀，在這種干涉儀結構中，關鍵元件是50∶50消偏振分光片。專利文件US?2007/0070505?A1?Y.C.Hsieh等人用基于45°入射的消偏振分光片來實現邁克爾遜干涉儀結構，為了使偏振相關的頻率漂移(Polarization?Dependent?Frequency?Shift，PDFS)最小化，該分光片采取對稱鍍膜從而使其相位隨入射光的偏振態不敏感。但此種以45°入射的50∶50消偏振分光膜對工藝要求很高，而且以如此大角度入射時，偏振相關損耗(PDL)會增大，從而影響到器件的性能。為了減小PDL對器件的影響，可以采取小角度入射的50∶50消偏振分光膜，其原理與45°入射的邁克爾遜時延干涉儀相同，由于采取小角度入射(13°以內)，該器件的PDL可以被控制在理想的范圍內(如0.1dB以下)。但此種結構的邁克爾遜干涉儀的兩臂臂長隨外界溫度變化極為明顯，導致了傳輸譜線中心波長的漂移，使得器件不能正常工作；

(3)采取偏振光干涉的方式，即在偏振域上實現馬赫-曾德爾延時干涉儀的結構。如文獻L.Christen?et?al.，“Variable?rate，multi-format?receiver?design?for?10to?40Gb/s?DPSK?and?OOK?formats，17?March?2008/Vol.16，No.6/Optics?Express。

作為DPSK的一種擴展應用，差分正交相移鍵控(DQPSK)受到了研究者們的高度關注。一個典型的DQPSK接收機包含了兩個DPSK接收機，如圖2所示，即一對時延干涉儀DI與兩對平衡探測器F，每個DI的差分時延為一個比特周期的兩倍，即2T(在圖2中已標出)。但每個DI的兩臂之間有一定的相位差，π/4與-π/4。因此，DQPSK解調器可由兩個上述的DPSK解調器搭建而成，其關鍵在于對相位差的精確控制。由兩個DPSK解調器組成的DQPSK解調器的實現形式有很多，比較典型的有全光纖和光波導形式，但此種類型的DQPSK解調器和DPSK解調器一樣，同樣有復雜度和成本較高的缺點。

專利申請文件US?2006/0140695A1提出了一種自由空間光學設計的Michelson干涉儀型DQPSK信號解調器，但是同樣是基于45°入射的分光膜，且結構復雜，實現起來較為困難。