[發明專利]一種高速DQPSK 調制信號的全光再生方法及裝置

有效

• 申請號: 201110255744.4
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102305985A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 韓丙辰;楊成全;石云龍;楊春花
• 申請（專利權）人: 山西大同大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02B6/27;H04B10/155
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明涉及高速大容量全光網絡通信技術領域，具體涉及高速新型調制格式的全光再生方法及裝置。

背景技術

在近幾年中，波分復用技術、前向糾錯編碼、拉曼分布式放大器、新型的傳輸光纖都極大地提高了光纖通信系統的容量和距離。光纖通信系統的調制格式主要是采用傳統的開關鍵控（On-Off-Keying,?OOK）,?而一系列新的調制格式在光纖通信系統中逐漸開始得到重視，新的調制格式提高了信號對于色度色散、光濾波以及非線性的容忍度。這些調制格式包括了?CRZ（Chirped?Return?toZero）、AMI?(Alternate?Mark?Inversion)、CSRZ(Carrier?Suppressed?Return?to?Zero)以及?PSK(Phase?Shift?Keying)。而目前有報道的單纖最高傳輸容量已達25.6Tb/s。對于如此高的傳輸速率，采用傳統的RZ?或NRZ?碼型的OOK?調制信號已經難以實現，只能采用頻譜效率更高的相位-幅度混合調制的多進制調制格式。正因如此，如DQPSK?等調制格式在目前的高速光傳輸方案中得到廣泛的研究，被公認為下一代寬帶光纖通信系統的理想選擇。

與此同時，盡管相對于傳統OOK?調制格式，相位調制格式對傳輸中的非線性效應具有更高的容忍度，但是高速傳輸中由光放大器引入的線性相位噪聲，以及由線路非線性作用導致的非線性相位噪聲，仍將引起差分移相鍵控(DPSK)、四相相對相移鍵控(DQPSK)?等相位調制信號質量的嚴重惡化。為了保證未來高速大容量光網絡中信號的傳輸質量，必須對DPSK、DQPSK?信號進行再生。因此，研究出一種能夠實現對相位調制信號的全光再生技術是適應未來高速光傳輸技術發展的必然要求。

目前，針對相位調制信號的再生技術研究，國際上已有相當的報道，但大部分還主要集中在DPSK?信號的再生方面。常見的幾種方案有：1、在高非線性光纖中利用交叉相位調制或光纖參量放大效應實現對RZ-DPSK?信號的再放大和再整形；2、利用半導體光放大器（SOA）結合Sagnac環實現DPSK?的再生放大；3、通過偏振干涉結構將DPSK?的相位噪聲轉換為強度噪聲，同時在OOK?的數據脈沖中保留有相位信息，利用SOA?來對強度信號實現再整形，最后利用低噪聲的EDFA?對再生的DPSK?信號進行再放大。

而對于DQPSK?信號的再生技術研究，則鮮見相關報道。德國的研究小組K.?Cvecek提出利用非線性放大環鏡（NALM）對DQPSK?信號進行幅度再生實驗，但該方案只能夠對由ASE?引起的幅度噪聲進行再生，沒有能力對惡化DQPSK?信號中的相位噪聲進行再生。日本的研究小組Masayuki?Matsumoto?通過仿真提出的再生方案中，首先對DQPSK?信號通過延時干涉，轉換為OOK?信號，然后通過2R?再生器對OOK?信號進行整形和幅度再生，再生后的OOK?信號在隨后的全光相位調制器中與提取到的時鐘脈沖進行相互作用，最終得到再生后的DQPSK?信號。

在國內，全光再生技術的研究成果大多體現在對OOK?信號的再生上，相比之下，對于相位調制信號的研究則在許多高校和研究機構中開展較晚，并且多以理論仿真研究為主。而針對DQPSK?信號的研究，大多工作集中在信號的調制、傳輸、解調等方面。

重要的是，國際上目前以DPSK、DQPSK?為代表的相位調制格式已在高速光傳輸技術研究得到大量關注，并且成為一種必然的研究趨勢。但對其再生技術的研究卻大部分還限于對DPSK?的研究，對于DQPSK?的再生則仍未提出行之有效的解決方案。

發明內容

本發明目的是實現DQPSK調制信號的全光再生，以解決當前DQPSK信號再生方法中存在的系統復雜、成本高、穩定性差等問題，提供一種新型高速DQPSK調制信號的全光再生方法及裝置。

本發明首先提供了一種高速DQPSK?調制信號的全光再生裝置，該裝置包括：

第一偏振控制器：用于將傳輸鏈路上輸入的惡化DQPSK信號光實現45°線偏光的轉換；

差分群延時線：用于將第一偏振控制器轉換后的DQPSK信號實現x?軸和y?軸兩個偏振態上的信號有一個符號周期的延時；

第一光耦合器：用于將差分群延時后的光信號分為兩路，第一路當做DQPSK信號的實部，第二路作為DQPSK信號的虛部；?