[發明專利]一種雙正交偏振復用強度調制系統及其解復用方法

有效

• 申請號: 201710018557.1
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106911395B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 閆連山;盤艷;蔣林;易安林;潘煒;羅斌;鄒喜華
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H04B10/54
• 分類號: H04B10/54;H04J14/06
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張輝

本發明公開了一種雙正交偏振復用強度調制系統及其解復用方法，所述系統為：兩路正交偏振復用強度調制光信號共同連接到一個光耦合器，所述光耦合器、波分復用器、光放大器、光纖、波分解復用器、斯托克斯分析儀、數字信號處理單元依次相連。所述方法包括：在發射端，產生雙正交偏振態復用信號，通過偏振控制器和光耦合器，將信號以不同的偏振角度復用在一起；在接收機端，采用斯托克斯分析儀作為接收方式，得到電信號I₀、I_0deg、I_45deg及I_RC；利用實時DSP信號處理實現復用信號的解調和恢復等步驟。本發明在保證光網絡中發射端和接收端靈活性的同時，簡化了接收端的結構，成倍地增加了通信容量，降低了成本。

技術領域

本發明涉及短距離光互聯、數據中心及接入網等領域，尤其是一種基于斯托克斯分析儀的雙正交偏振復用強度調制/直接探測系統及其解復用方法。

背景技術

自1966年高錕博士發表《光頻率介質纖維表面波導》一文以來，光纖通信已經歷了近半個世紀的發展。在幾代研究者的共同努力下，光纖通信已廣泛運用于跨洋通信、骨干網、城際網絡等領域。相干光通信以及數字信號處理(DSP)技術的迅速發展，更是將光通信的容量距離積提升到了Exabit/s·km量級。

然而，相干光通信成本較高，并不適用于對成本控制要求嚴格的短距離光通信系統。同時，隨著短距離光互連、云服務(云存儲、云計算以及云查詢等)以及光纖接入(光纖到戶、光纖到大樓等)等業務的興起，簡單、高效且成本低廉的強度調制/直接探測(IM/DD)系統引起了更多的關注。相較于相干探測方式，IM/DD系統能夠極大地簡化發送端與接收端的結構，降低成本。但是，探測靈敏度以及傳輸速率都有所下降。

為了提高IM/DD系統的傳輸速率以及降低成本，主要的技術手段包括：1、采用多路波長復用傳輸以提高整個系統通信容量；2、采用脈沖幅度調制(PAM)、離散多音頻調制(DMT)以及無載波幅相調制(CAP)等高效的調制格式以提高系統頻譜利用率；3、采用先進的編碼方式(雙二進制編碼等)，在保證系統容量不變的情況下以降低系統所需器件的帶寬。以上技術都能很大程度上降低系統的成本以及提高系統的容量，但還是很難滿足日益增長的通信容量需求。因此，為了進一步提高IM/DD系統的通信容量，偏振復用技術被引入到該系統，該技術能夠在最小限度改變系統結構的情況下達到成倍增加頻譜效率的目的。

早在1990年A.D.Kersey等人就實現了偏振復用信號在光纖中的傳輸與解復用，但由于偏振態在光纖傳輸中的隨機變化導致接收端很難將其解復用出來，該技術并沒有得到廣泛的應用。隨著相干接收以及DSP技術取得突破性進展，使得利用方法實現偏振解復用具有實際意義。這樣，偏振復用系統的解復用靈活性得到了極大地提高。然而，不同于相干接收方式，直接探測系統不能得到光信號的相位信息。因此，PDM-IM/DD系統很難利用DSP方法實現偏振解復用。