[發明專利]偏振解復用裝置、偏振復用光通信系統及實現方法

有效

• 申請號: 200910170336.1
• 申請日: 2009-09-14
• 公開（公告）號: CN101645739A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 張新全;楊鑄
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: H04B10/135
• 分類號: H04B10/135;H04B10/148;H04J14/02;G02B6/27
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術領域

本發明涉及光通信系統領域，特別是涉及偏振解復用裝置、偏振復用光通 信系統及實現方法。

背景技術

本發明中所用到的技術術語含義如下：

WDM，Wavelength?Division?Multiplexing，波分復用；

PDM，Polarization?Division?Multiplexing，偏振復用；

PC，Polarization?Controller，偏振控制器；

PDD，Polarization?Demultiplexing?Device，偏振解復用器；

PBC，Polarization?Beam?Combiner，偏振合束器；

PBS，Polarization?Beam?Separator，偏振分束器；

QWP，Quarter?Wave?Plane，1/4波片；

HWP，Half?Wave?Plane，半波片；

PMD，Polarization?Mode?Dispersion，偏振模色散；

PDG，polarization?Mode?Gain，偏振相關增益；

PDL，Polarization?Dependent?Loss，偏振相關損耗；

ASK，Amplitude?Shift?Keying，幅移鍵控；

為了提高WDM系統的效率，人們使用了兩種偏振相關的傳輸技術：偏振復 用(PDM)技術和偏振交錯技術，偏振復用是利用同一波長的兩個偏振態相 互正交的光波分別承載數據，利用該技術可以使光通信系統的傳輸容量加倍。 偏振交錯技術是使相鄰波長信號的偏振態相互正交，利用該技術可以抑制信道 間的串擾。

基于偏振復用技術的光通信系統通常包括兩個功能模塊，一是發送端的偏 振復用模塊，一般由偏振合束器(PBC)實現；一是接收端的偏振解復用模塊， 分電域和光域兩種解決方案。電域解決方案的優點是可以借助高速數字信號處 理裝置來進行偏振相關效應的補償，而光域解決方案的優點是與數據速率無 關，無須增加高速數字信號處理裝置，因而成本較低，應用較多。如圖1所示， 目前光域的偏振解復用方案主要由偏振控制器(PC)和偏振分束器(PBS)構 成。偏振控制器的基本結構如圖2所示，經過光纖傳輸的偏振復用信號，其偏 振態是隨機變化的，第一個1/4波片(QWP)的作用是使偏振復用信號變成線 偏振光信號；半波片(HWP)的作用是改變線偏振光信號的偏振方向；第二個 1/4波片的作用是控制輸出信號變成所期望的偏振態。偏振控制器的輸出經普 通單模光纖送入偏振分束器，由偏振分束器將兩個偏振復用信道分離后，分別 由接收機RX1、RX2處理。通過監測信號的性能，反饋控制電路對偏振控制器 進行控制，使偏振控制器的輸出信號的偏振態滿足要求。圖1中監測信號可以 取自接收機，或者只取自PBS的一個輸出端口。但是，由于偏振控制器用途很 多，可以用于偏振模色散補償、偏振解復用等，甚至可以用作擾偏器，因此， 當偏振控制器用于偏振解復用時，其結構則顯得較為復雜。具體來說，由于偏 振解復用裝置后面的偏振分束器的輸入信號只要求是線偏振光信號，因此，通 過第一個1/4波片和半波片就能滿足，所以該結構中的第二個1/4波片是可以 省去，這樣還能相應降低控制的復雜度，從而提高響應效率。

再者，利用圖1所示的方案進行偏振解復用的隱含前提是：發送端進入光 纖的偏振復用信號(由兩個偏振態相互正交的光信號組成)，經過光纖的傳輸 之后，進入PC的偏振復用信號中的兩個偏振光依然是正交的。這樣的光信號 經過PC調整偏振態后，才能被PBS分離成兩路無串擾的偏振信號，供后面的 接收機接收。但實際上，由于系統中光纖和器件(如摻鉺光纖放大器)的偏振 效應，輸入光纖的兩個偏振光在輸出時正交性會受到一定程度的破壞，從而形 成偏振信道串擾。因此，利用這種方案進行偏振解復用，系統性可能會因為偏 振信道串擾而降低。

綜上，由于PC不是專為偏振解復用設計的，導致PC的結構復雜，控制難 度高、影響了響應效率，而且由于偏振光在輸出時正交性受到一定程度的破壞 從而形成偏振信道串擾。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是解決偏振復用光通信系統中控制難度高、響 應效率低、容易出現偏振信道串擾的問題。