[發明專利]用于空分復用系統的偏振不敏感自零差探測接收器

有效

• 申請號: 201580078670.8
• 申請日: 2015-04-10
• 公開（公告）號: CN108463958B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 路易斯·魯本·索爾斯;本·普特內姆;門丁尤塔·約瑟·曼紐爾·德爾加多;淡路祥成;和田尚也
• 申請（專利權）人: 國立研究開發法人情報通信研究機構
• 主分類號: H04B10/63
• 分類號: H04B10/63;H04J14/00;H04J14/04;H04J14/06
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營

SHD接收器包括第一偏振分束器11、第二偏振分束器13、第一分離器15、第二分離器17、第三分離器19、第四分離器21、第一90度偏振旋轉器23、第二90度偏振旋轉器25、第一混頻探測器31、第二混頻探測器33、第三混頻探測器35、第四混頻探測器37以及信號處理器39。

技術領域

本發明涉及用于相干自零差探測(self-homodyne detection，SHD)的接收器，并且尤其涉及偏振不敏感的SHD接收器。

背景技術

空分復用(spatial division multiplexing，SDM)系統中的相干自零差探測(SHD)是基于在一個空間信道中傳輸導頻音(pilot tone，PT)以及在其余多個空間信道中傳輸不同種類的多個信號。SHD需要PT和多個信號源自于相同的光源并且相位相干。在通過空分復用媒介傳輸后，使用以PT作為本地振蕩器(local oscillator，LO)的相干自零差探測來接收所述多個信號。由于所述多個信號和PT在接收器輸入端相位相干，取消了光到電的轉換后所探測到的信號中的來自原始光源的激光相位噪音的影響。作為結果，SHD允許使用低成本的寬譜線寬的激光，其不需要載頻偏移估計或補償并且僅需要殘余相位噪聲補償。在數字接收器的情況下，這極大簡化了所需的數字信號處理過程，降低了接收器的成本和能量消耗。除此之外，SHD不需要使用潛在昂貴的激光以作為接收器中的本地振動器。SHD可以用于任何形式的現存空分復用媒介，如多芯光纖、多模光纖、混合多模多芯光纖、獨立光纖或多元(multi-element)光纖。

[引文列表]

[專利文獻]

專利文獻1WO 2014034165手冊

[非專利文獻]

非專利文獻1Kazovsky,Phase-and Polarization-Diversity CoherentOptical Techniques,J.Lightwave Technol.,vol.LT-7,no.2,pp.279-292,Feb.1989。

發明內容

技術問題

SHD依賴于將PT與信號在偏振相位分集接收器處混合。這種接收器的常規實現方法類似于用在內差(intradyne)探測系統中的接收器[例如，卡佐夫斯基《相位和偏振分集相干光學技術》J.光波技術，LT-7卷，第2號，第279-292頁，1989年2月],是基于先用偏振分束器將傳入信號分成兩個正交偏振分量的過程。每個分量在相位分集接收器中與LO混合后被獨立探測。以LO同等地與信號的各正交偏振分量混合的方式校準LO的偏振狀態。然而，在SHD接收器中，PT替換了LO并具有未知的和隨機變化的偏振狀態。這是通過空分復用系統傳輸以及沿傳輸路徑影響光學系統的環境條件波動的結果。這樣，常規的SHD接收器必須包括將PT的偏振狀態校準為與接收器的偏振軸一致的機構以能夠探測信號。為了實現上述內容，需要潛在昂貴的光學偏振跟蹤校準機構來校準PT的偏振狀態。

問題的技術方案

本發明涉及兩種解決前述問題的手段。一種方法中，以經信號處理來校正導頻音的偏振不一致的方式將信號和導頻音的各個正交偏振分量分別獨立地用適當的權重或系數進行分離和重組。

另一種方法中，本發明提出了使用一種接收器，該接收器不具有諸如偏振分束器的偏振約束組件。這種接收器使用了導頻音本身作為針對于所接受信號的偏振基準。這相當于在與傳入導頻音相一致的基準移動幀上觀察該信號。因此，可以使用信號處理來重構該信號，而不考慮導頻音的偏振狀態。

為了本說明書的目的，認為有兩個光信號到達所述接收器。對應于導頻音的未調制信號R0，以及調制信號R1，該調制信號R1在其正交偏振分量上攜帶了兩個信息信號。兩個信號R0和R1源自于空分復用傳輸系統的發射器側的同一光源。