專(zhuān)利名稱(chēng)：基于偏振復(fù)用技術(shù)的光學(xué)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光學(xué)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于偏振復(fù)用技術(shù)的光學(xué)通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
增加光通信容量是很有價(jià)值的，現(xiàn)在各種不同的技術(shù)已經(jīng)被發(fā)展，而且被證明增加了
通信系統(tǒng)的容量。
在光通信中，利用光譜特性的光學(xué)通信技術(shù)己經(jīng)被研究而且發(fā)展。
舉例來(lái)說(shuō)，光波分復(fù)用(WDM)能被用來(lái)增加數(shù)據(jù)的數(shù)量，在一個(gè)光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)復(fù)
用的WDM信道。
密集的WDM和超密集WDM能更進(jìn)一步增加在一個(gè)光纖中被攜帶的信道的數(shù)目。使波分復(fù)用效率和系統(tǒng)容量加倍的一個(gè)方法是偏振復(fù)用法(PDM),這種方法是在光纖
中，相同光波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)通道上同時(shí)地傳輸偏振態(tài)相互垂直的兩路光信號(hào)。
對(duì)于偏振模色散(PMD)和偏振相關(guān)損耗(PDL)低的系統(tǒng)，PDM能用來(lái)升級(jí)現(xiàn)有的光纖通信
鏈路或者擴(kuò)展新光纖系統(tǒng)的光譜效率。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提出一種基于光偏振復(fù)用技術(shù)的光通信系統(tǒng)，其中包括裝置的運(yùn)行和舉例。利用一個(gè)光監(jiān)控通道，促進(jìn)實(shí)施兩個(gè)偏振方向垂直的信號(hào)進(jìn)行通訊，并采用光
束的偏振分束，使用動(dòng)態(tài)偏振控制進(jìn)行反饋控制。
其中一個(gè)實(shí)施方案中， 一個(gè)以偏振復(fù)用技術(shù)(PDM)為基礎(chǔ)的光學(xué)技術(shù)來(lái)構(gòu)成一個(gè)光通信系統(tǒng)，其中包括一個(gè)PDM發(fā)射機(jī)用來(lái)產(chǎn)生(l)一個(gè)攜帶第一數(shù)據(jù)信道的第一光信號(hào)，處于第一偏振態(tài)，且具有光信號(hào)波長(zhǎng)；(2)—個(gè)攜帶第二個(gè)數(shù)據(jù)通道的第二光信號(hào)，處于不同于第一光偏振態(tài)的第二光偏振態(tài)，并具有光信號(hào)波長(zhǎng)；(3)—個(gè)波長(zhǎng)不同于光信號(hào)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)信號(hào)，該信號(hào)處于第一偏振態(tài)；
一個(gè)傳輸鏈路用來(lái)接收并傳送來(lái)自PDM發(fā)射機(jī)的光；
一個(gè)PDM接收機(jī)用來(lái)接收來(lái)自傳輸鏈路的光。
PDM接收機(jī)包括一個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器，通過(guò)響應(yīng)控制信號(hào)方式控制接收到的光的偏振，并生產(chǎn)一個(gè)輸出光。
一個(gè)偏振分束器用來(lái)將動(dòng)態(tài)偏振控制器的輸出光分成(1) 一個(gè)處于光信號(hào)波長(zhǎng)的第一光信號(hào)構(gòu)成的第一光束；(2)—個(gè)處于光信號(hào)波長(zhǎng)的第二光信號(hào)構(gòu)成的第二光束，所述第一和第二光束的偏振態(tài)相互垂直；
一個(gè)置于第一光束光路中的監(jiān)測(cè)光束分束器件將第一個(gè)光束分開(kāi)為(1) 一個(gè)具有監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)光束，(2)—個(gè)第一信號(hào)光；
一個(gè)第一光探測(cè)器用來(lái)接收和探測(cè)第一光信號(hào)；
一個(gè)第二光探測(cè)器用來(lái)接收第二光束的至少一部分，以探測(cè)第二光信號(hào)；一個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器用來(lái)接收并探測(cè)監(jiān)測(cè)光束；
一個(gè)反饋控制單元用來(lái)根據(jù)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器的輸出生產(chǎn)控制信號(hào)，來(lái)控制射向偏振分束器的光的偏振態(tài)，以增加監(jiān)測(cè)光探測(cè)器探測(cè)到的監(jiān)測(cè)光束的光強(qiáng)，便于偏振分束器將第一數(shù)據(jù)信道和第二數(shù)據(jù)信道分開(kāi)為第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。
在另外一個(gè)實(shí)施中， 一個(gè)基于偏振復(fù)用(PDM)的光通信系統(tǒng)包括一個(gè)PDM發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)包含(l)一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生第一光信號(hào)的第一光發(fā)射機(jī)，該信號(hào)以第一光偏振態(tài)的方式攜帶第一數(shù)據(jù)信道，且處于第一光信號(hào)波長(zhǎng)。(2)—個(gè)用來(lái)產(chǎn)生第二光信號(hào)的第二光發(fā)射機(jī)，該信號(hào)以不同于第一光偏振態(tài)的第二光偏振態(tài)的方式攜帶第二數(shù)據(jù)信道，并處于不
同于第一光信號(hào)波長(zhǎng)的第二光信號(hào)波長(zhǎng)。(3) —個(gè)第三個(gè)光發(fā)射機(jī)用來(lái)產(chǎn)生處于監(jiān)測(cè)信號(hào)
波長(zhǎng)的光，該波長(zhǎng)不同于第一和第二光信號(hào)波長(zhǎng)，且該光束的偏振態(tài)和第一偏振態(tài)一致。
一個(gè)傳輸鏈路接收并傳送來(lái)自PDM發(fā)射機(jī)的光；
一個(gè)PDM接收機(jī)用來(lái)接收來(lái)自傳輸鏈路的光。
PDM接收機(jī)包括一個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器，用來(lái)響應(yīng)控制信號(hào)以控制接收到的光的偏振態(tài)，產(chǎn)生輸出光。
一個(gè)偏振分束器將來(lái)自動(dòng)態(tài)偏振控制器光分開(kāi)為(1) 一個(gè)包含第一光信號(hào)的第一光束，該信號(hào)處于第一光信號(hào)波長(zhǎng)；(2)—個(gè)包含第二光信號(hào)的第二光束，該信號(hào)處于第二
光信號(hào)波長(zhǎng)，這里第一和第二光束的偏振態(tài)相互垂直。
一個(gè)監(jiān)測(cè)光束分束器件放置于第一光束的光路中，用來(lái)將第一光束分開(kāi)為(1) 一個(gè)
處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)光束；(2)—個(gè)第二光信號(hào)；一個(gè)第一個(gè)光探測(cè)器用來(lái)接收和探測(cè)第一個(gè)光信號(hào)；
一個(gè)第二光學(xué)的探測(cè)器接收第二個(gè)光束的至少一部分光，以探測(cè)第二光信號(hào)一個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器用來(lái)接收并探測(cè)監(jiān)視器光束；
一個(gè)反饋控制單元用來(lái)生產(chǎn)一個(gè)基于監(jiān)測(cè)光探測(cè)器輸出的控制信號(hào)，以控制去往偏振分束器的光的偏振態(tài)，使監(jiān)測(cè)光探測(cè)器探測(cè)到的監(jiān)測(cè)光束的光強(qiáng)增加，并將第一數(shù)據(jù)信道和第二數(shù)據(jù)信道分開(kāi)，成為第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。
另外一個(gè)實(shí)施方法， 一個(gè)基于偏振復(fù)用(PDM)的光通信方法，包括產(chǎn)生一個(gè)PDM傳輸信號(hào)，該信號(hào)包含(l)一個(gè)攜帶第一數(shù)據(jù)信道的第一光信號(hào)，該信號(hào)處于第一光偏振態(tài)，并且具有第一光信號(hào)波長(zhǎng)；(2)—個(gè)攜帶第二數(shù)據(jù)信道的第二光信號(hào)，該信號(hào)處于不同于第一光偏振態(tài)的第二光偏振態(tài)，并且具有第二光信號(hào)波長(zhǎng)；(3) —個(gè)處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的光，該信號(hào)光波長(zhǎng)不同于第一和第二信號(hào)波長(zhǎng)，且處于第一光偏振態(tài)；
PDM傳輸信號(hào)通過(guò)傳輸鏈路傳輸?shù)侥康牡亍?br> 在目的地，這一方法實(shí)施如下
以響應(yīng)控制信號(hào)的方式操縱一個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器，以控制接收到的光的偏振；
使用一個(gè)偏振分束器將來(lái)自動(dòng)態(tài)偏振控制器的輸出光分開(kāi)為第一光束和第二光束，所述第一和第二光束的偏振態(tài)相互垂直；
將第一光束分開(kāi)為(1) 一個(gè)處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)光束；(2)—個(gè)第一光探測(cè)器光束，該光束可以是一個(gè)或者多個(gè)波長(zhǎng)不同于監(jiān)測(cè)光波長(zhǎng)的光束；
使用一個(gè)第一個(gè)光探測(cè)器來(lái)接收并探測(cè)第一探測(cè)器光束，以提取第一數(shù)據(jù)信道；使用一個(gè)第二光探測(cè)器來(lái)接收并探測(cè)第二光束的至少部分光束，以提取第二數(shù)據(jù)信道；使用一個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器來(lái)接收監(jiān)測(cè)光束并測(cè)量監(jiān)測(cè)光束的光功率；
操作一個(gè)反饋控制單元，基于在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器上測(cè)量到的光功率來(lái)生產(chǎn)控制信號(hào)，以控制入射到偏振分束器的光的偏振態(tài)，使在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器測(cè)量到的光束的光強(qiáng)增加。
另外一個(gè)方案中， 一個(gè)基于偏振復(fù)用法(PDM)的光通信方法，包含產(chǎn)生一個(gè)光PDM發(fā)射信號(hào)，該信號(hào)包含(l)一個(gè)攜帶第一數(shù)據(jù)信道的第一光信號(hào)，該信號(hào)處于第一光譜寬度，且處于第一光偏振態(tài)，并且具有光信號(hào)波長(zhǎng)；(2) —個(gè)攜帶第二數(shù)據(jù)信道的第二光信號(hào)，該信號(hào)處于小于第一光譜寬度的第二光譜寬度，且處于不同于第一光偏振態(tài)的第二光偏振態(tài)，并且具有光信號(hào)波長(zhǎng)；
在傳輸鏈路上將PDM傳輸信號(hào)傳輸?shù)侥康牡亍?br> 在目的地，這一方法包括下列各項(xiàng)
控制一個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器以回應(yīng)控制信號(hào)的方式控制接收到的光的偏振態(tài)；使用一個(gè)偏振分束器將來(lái)自動(dòng)態(tài)偏振控制器的輸出光分為第一光束和第二光束，該第
一光束和第二光束的偏振態(tài)相互垂直；
將第一光束分開(kāi)為(1) 一個(gè)監(jiān)測(cè)光束；(2) —個(gè)第一探測(cè)器光束；將監(jiān)測(cè)光束進(jìn)行濾波，產(chǎn)生一個(gè)濾波的監(jiān)測(cè)光束，該光束被居中置于監(jiān)測(cè)光束波段，
處于由第一光束攜帶的第二數(shù)據(jù)信道的第二光譜寬度之外；
使用一個(gè)第一個(gè)光探測(cè)器接收并探測(cè)第一探測(cè)器光束，以選取第一個(gè)數(shù)據(jù)信道；使用一個(gè)第二光探測(cè)器用來(lái)接收并探測(cè)第二光束，以選取第二個(gè)數(shù)據(jù)信道；使用一個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器用來(lái)接收濾波的監(jiān)測(cè)光束，并測(cè)量濾波的監(jiān)測(cè)光束的光功率；操作一個(gè)反饋控制單元，基于從監(jiān)測(cè)光探測(cè)器上測(cè)量到的光功率來(lái)生產(chǎn)控制信號(hào)，以
控制到偏振分束器的輸入光的偏振態(tài)，使在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器上測(cè)量到的監(jiān)測(cè)光束光功率增加。
另外一個(gè)實(shí)施方案， 一個(gè)利用偏振復(fù)用法(PDM)的光學(xué)通信系統(tǒng)包括一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生PDM信號(hào)的PDM光發(fā)射機(jī)，該P(yáng)MD信號(hào)包括(l)兩個(gè)光偏振態(tài)相互垂直的光數(shù)據(jù)信道，這兩個(gè)偏振態(tài)分別為第一和第二偏振態(tài)，分別攜帶兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)信道；(2)—個(gè)處于第一偏振態(tài)的光監(jiān)測(cè)信道；
一個(gè)光纖傳輸鏈路用來(lái)接收來(lái)自PDM發(fā)射機(jī)的光PDM信號(hào)，并將該信號(hào)傳送到目的地。一個(gè)設(shè)置于目的地的PDM接收機(jī)連接在光纖鏈路的末端，用來(lái)將從光纖鏈路上接收到的
兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道解復(fù)用，PDM接收機(jī)包括一個(gè)用來(lái)探測(cè)監(jiān)測(cè)光信道的監(jiān)測(cè)光探測(cè)器和一個(gè)
反饋控制回路，利用監(jiān)測(cè)光探測(cè)器輸出的監(jiān)測(cè)信息控制兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道的解復(fù)用。
在另外的實(shí)施方案中，一個(gè)基于偏振復(fù)用技術(shù)(PDM)的光通信系統(tǒng)包括一個(gè)產(chǎn)生PDM
信號(hào)的PDM發(fā)射機(jī)，該信號(hào)包含兩個(gè)通過(guò)PDM技術(shù)復(fù)合的不同的光數(shù)據(jù)信道；在這里，PDM
發(fā)射機(jī)還產(chǎn)生一個(gè)監(jiān)測(cè)信道，該監(jiān)測(cè)信道的偏振態(tài)和兩個(gè)數(shù)據(jù)信道中的一個(gè)相一致；作為
PDM傳輸信號(hào)的部分，兩個(gè)數(shù)據(jù)信道的偏振方向正交。
一個(gè)傳輸鏈路被設(shè)置用來(lái)傳輸PDM傳輸信號(hào)， 一個(gè)PDM接收機(jī)也被設(shè)置用來(lái)接收PDM傳輸
信號(hào)和解復(fù)用接收到的PDM傳輸信號(hào)，以恢復(fù)兩個(gè)被TOM合復(fù)用的不同的數(shù)據(jù)信道。PDM接收機(jī)提取并且探測(cè)監(jiān)測(cè)光信道，以在偏振解復(fù)用中提供反饋控制。這些以PDM為基礎(chǔ)的光通信裝置、系統(tǒng)和技術(shù)的例子，將在附圖、詳細(xì)描述和權(quán)利要求
中進(jìn)一步闡述。


圖l， 2和3展示了三個(gè)偏振復(fù)用技術(shù)的光通信系統(tǒng)，這里PDM接收機(jī)使用了來(lái)自光監(jiān)測(cè)信道的信息作為反饋，以控制偏振解復(fù)用。
圖4展示了一個(gè)基于偏振復(fù)用技術(shù)的光通信方法的例子的步驟。
圖5舉例說(shuō)明一個(gè)在PDM接收機(jī)中應(yīng)用光濾波技術(shù)的例子，該接收機(jī)產(chǎn)生一個(gè)監(jiān)測(cè)光信道，用來(lái)在PDM偏振解復(fù)用接收機(jī)中產(chǎn)生一個(gè)反饋控制，這時(shí)兩個(gè)PDM數(shù)據(jù)通道具有不同的數(shù)據(jù)速率。
圖6表示的是的使用圖5所示光濾波技術(shù)的光通信系統(tǒng)的例子。
圖7展示的是一個(gè)利用單光源產(chǎn)生兩個(gè)相互正交偏振態(tài)的光信道的例子。
具體實(shí)施方式
圖l，圖2和圖3舉例說(shuō)明了光學(xué)PDM通信系統(tǒng)的三個(gè)例子。
每個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)產(chǎn)生PDM傳輸信號(hào)的PDM發(fā)射機(jī)， 一個(gè)傳輸鏈路和一個(gè)PDM接收機(jī)，該接收機(jī)接受PDM傳輸信號(hào)，并對(duì)接受到的PDM傳輸信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，從而恢復(fù)兩個(gè)前面被利用PDM合復(fù)用的不同信道。PDM發(fā)射機(jī)產(chǎn)生一個(gè)具有和兩個(gè)光信道中的一個(gè)偏振態(tài)相同的光監(jiān)測(cè)信道，這兩個(gè)光信道的偏振態(tài)相互垂直，光監(jiān)測(cè)信道的偏振態(tài)和其中一個(gè)光信道一致，這個(gè)光監(jiān)測(cè)信道因此可以在PDM接收機(jī)處被選取和被探測(cè)，并為偏振解復(fù)用提供一個(gè)反饋控制。
當(dāng)光通過(guò)傳輸媒介的時(shí)候，由于受到不同的因素影響，例如媒介的固有雙折射、周?chē)沫h(huán)境(如壓力)引起的光的雙折射，這些因素都會(huì)造成光的偏振態(tài)經(jīng)常改變。
已經(jīng)知道i午多商用光纖是具有雙折射，而且對(duì)于不同的偏振態(tài)的光具有不同的折射率。
通常，光纖的雙折射是通過(guò)沿著兩個(gè)垂直的主要方向來(lái)表示。
引起光纖中的這些雙折射的因素包括圓周不規(guī)則和在光纖橫向上的壓力等。
特別地，光纖的雙折射軸可能隨著時(shí)間任意地改變。這種光偏振在自然當(dāng)中的隨意改變會(huì)給偏振解復(fù)用造成困難和挑戰(zhàn)。
重要的挑戰(zhàn)留給了PDM系統(tǒng)的實(shí)際解調(diào)，尤其是在PMD接收機(jī)設(shè)計(jì)中。PMD接收機(jī)必須是能夠利用可比較的性能，分開(kāi)并同時(shí)探測(cè)兩個(gè)獨(dú)立的、垂直的數(shù)據(jù)信道。
這一探測(cè)必須是低功率損耗，提供很高的數(shù)據(jù)傳輸率(大于40G/bs/信道)，而且數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)比特率獨(dú)立。
而且，追蹤數(shù)據(jù)通道的偏振狀態(tài)可能是必需的而且通常是具有技術(shù)挑戰(zhàn)性的。目前的一些PDM接收機(jī)設(shè)計(jì)的例子包括
(i)時(shí)鐘或者領(lǐng)航音質(zhì)監(jiān)測(cè)，(ii)多級(jí)電子探測(cè)，(iii)串?dāng)_關(guān)聯(lián)。這些系統(tǒng)的實(shí)施會(huì)遭受下列一個(gè)或更多個(gè)障礙-
(i) 需要高速的電子學(xué)運(yùn)算，因此對(duì)比特率解復(fù)用操作的不受歡迎的依賴(lài)。
(ii) 存在附加的系統(tǒng)功率損失；
(iii) 需要修改甚至要重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有的傳輸卡。
在PDM傳輸信號(hào)中，使用一個(gè)和兩個(gè)光信道之一的光的偏振態(tài)一致的光監(jiān)測(cè)信道，可以用來(lái)減輕PDM傳輸信號(hào)中的偏振波動(dòng)帶來(lái)的多種技術(shù)問(wèn)題。
'這個(gè)光監(jiān)測(cè)信道在PDM接收機(jī)中被選取和被探測(cè)，給偏振解復(fù)用提供一個(gè)反饋控制。在一些實(shí)施中，這個(gè)光監(jiān)測(cè)信道除了偏振解復(fù)用之外，也可以用來(lái)為PDM接收機(jī)中的
PDM傳輸信號(hào)的偏振模色散補(bǔ)償提供反饋控制。
圖l展示了利用偏振復(fù)用(PDM)技術(shù)的光學(xué)通信系統(tǒng)IOO。
PDM發(fā)射機(jī)llO包括兩個(gè)光發(fā)射機(jī)(TXl, 111和TX2， 112),用來(lái)產(chǎn)生波長(zhǎng)相同的激光光束
或者不同波長(zhǎng)的激光光束，兩束激光的偏振態(tài)相互垂直。
光發(fā)射機(jī)111和112被調(diào)制，在激光光束上疊加兩個(gè)數(shù)據(jù)信道，以形成光數(shù)據(jù)信道。這里列舉的例子中使用了相同的波長(zhǎng)(AT)作為兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道。
一個(gè)第三光監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)113被用來(lái)利用一些虛構(gòu)的或者無(wú)用的光監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)(AM)產(chǎn)生一個(gè)光監(jiān)測(cè)信道，監(jiān)測(cè)信道波長(zhǎng)和兩個(gè)數(shù)據(jù)信道波長(zhǎng)不同，監(jiān)測(cè)信道的光偏振態(tài)至少和兩個(gè)
1數(shù)據(jù)波長(zhǎng)中的一個(gè)相同(例如和來(lái)自發(fā)射機(jī)TX2的光數(shù)據(jù)信道的偏振態(tài)相同)。
一個(gè)光束合束器被用來(lái)將來(lái)自光學(xué)的發(fā)射機(jī)TX2的光學(xué)的數(shù)據(jù)通道和與之偏振態(tài)相同
的監(jiān)測(cè)信道進(jìn)行合并，產(chǎn)生一個(gè)組合的光束。 同樣地，在發(fā)射機(jī)一邊有兩個(gè)垂直的偏振態(tài)。
這兩個(gè)偏振態(tài)通過(guò)偏振合束器(PBC， 114)被合并到一起，產(chǎn)生一個(gè)PDM傳輸信號(hào)115， 該信號(hào)包括兩個(gè)偏振態(tài)垂直的光數(shù)據(jù)信道和一個(gè)光監(jiān)測(cè)信道。
PDM傳輸信號(hào)(115)被引導(dǎo)通過(guò)光鏈路(116)作為傳輸信號(hào)117傳輸至ljPDM接收機(jī)120。
特別地，光監(jiān)測(cè)信道和兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道一起通過(guò)相同的光路經(jīng)過(guò)光鏈路116傳輸，因此， 會(huì)在傳輸中經(jīng)歷相同的或者相似的偏振模色散和偏振波動(dòng)。
一方面，光監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)(AM)選擇了和由光發(fā)射機(jī)TX1和TX2產(chǎn)生兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道波長(zhǎng)充分 不同，從而允許在PDM接收機(jī)通過(guò)濾波或者波分解復(fù)用將光監(jiān)測(cè)信道進(jìn)行分離。
另一方面,光監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)(Am)可以選擇和另外一個(gè)偏振態(tài)垂直的光數(shù)據(jù)信道相比，更靠 近偏振態(tài)相同的那個(gè)光數(shù)據(jù)信道的波長(zhǎng)，從而光監(jiān)測(cè)信道在傳輸過(guò)程中所受到的偏振模色 散和偏振波動(dòng)會(huì)和具有同樣偏振態(tài)的光數(shù)據(jù)信道經(jīng)歷的一樣。
在圖l顯示的例子中，PDM接收機(jī)124包括一個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器(121)放置在偏振分束 器(PBS,122)前面。 、
PBS122被用做同時(shí)地解復(fù)用兩個(gè)相互垂直的偏振狀態(tài)，分別進(jìn)入兩個(gè)分開(kāi)的信號(hào)光路 122A和122B.
信號(hào)光路122A被用來(lái)直接地引導(dǎo)一 個(gè)數(shù)據(jù)信道到光接收機(jī)RX1123。 因?yàn)榱硪粋€(gè)數(shù)據(jù)信道(信道2)和監(jiān)測(cè)信道和光信道l相比具有垂直的偏振態(tài)，所以它們 將由于PBS122的分束作用穿過(guò)另外一個(gè)信號(hào)光路122B。
為了分開(kāi)信號(hào)光路122B的兩個(gè)成分， 一個(gè)波分復(fù)用器(WDM)或者一個(gè)濾波器124可以
用來(lái)分開(kāi)光的成分入m和AT到不同的輸出端口。
數(shù)據(jù)信道(人T)被導(dǎo)向光接收機(jī)126(RX2)，同時(shí)光監(jiān)測(cè)信道被導(dǎo)向一個(gè)光電探測(cè)器
PD125，用來(lái)測(cè)量光監(jiān)測(cè)信道的光功率。
在兩個(gè)數(shù)據(jù)信道波長(zhǎng)相同的情況下，在PDM接收機(jī)端的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是,在接受到的PDM
傳輸信號(hào)中對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)信道解復(fù)用的時(shí)候，如何利用動(dòng)態(tài)偏振控制器121有效地跟蹤出輸
入偏振態(tài)。通過(guò)偏振控制器和PBS122的操作，使兩個(gè)數(shù)據(jù)信道進(jìn)入數(shù)據(jù)光路122A和122B。 使用任意偏振狀態(tài)可能很容易失敗，因?yàn)樵谌我庑盘?hào)光路中信號(hào)會(huì)損失。 由于光監(jiān)測(cè)信道和光數(shù)據(jù)信道波長(zhǎng)不同，所以可以被分開(kāi)和被探測(cè)。 光監(jiān)測(cè)信道中的信息可以用做偏振控制器上的反饋信號(hào)，進(jìn)行有效偏振跟蹤，利用光
監(jiān)測(cè)探測(cè)器125探測(cè)光監(jiān)測(cè)信道的最大輸出功率，對(duì)數(shù)據(jù)信道進(jìn)行解復(fù)用。
本技術(shù)也可以采用兩個(gè)不同波長(zhǎng)入t1和at7的光數(shù)據(jù)信道，和監(jiān)測(cè)信道波長(zhǎng)am (該波長(zhǎng)被 設(shè)置接近Aj2)，監(jiān)測(cè)信道的偏振態(tài)和入t2數(shù)據(jù)信道一致。例如， 一個(gè)用來(lái)進(jìn)行光通信的、基于PDM的光通信系統(tǒng)包含一個(gè)PDM發(fā)射機(jī)，
一個(gè)傳輸鏈路用來(lái)接收和傳輸來(lái)自PDM發(fā)射機(jī)的光；
一個(gè)PDM接收機(jī)用來(lái)接收來(lái)自傳輸鏈路的光。
PDM發(fā)射機(jī)包括(l)一個(gè)第一光發(fā)射機(jī)用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)第一光信號(hào)，該信號(hào)攜帶第一數(shù) 據(jù)信道，處于第一偏振態(tài)和第一光信號(hào)波長(zhǎng)；(2)—個(gè)第二光發(fā)射機(jī)用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)第二光
信號(hào)，該信號(hào)攜帶第二數(shù)k信道，處于第二光偏振態(tài)(該偏振態(tài)不同于第一光偏振態(tài))和
第二信號(hào)波長(zhǎng)(該波長(zhǎng)不同于第一信號(hào)波長(zhǎng))；(3)—個(gè)第三光發(fā)射機(jī)用來(lái)產(chǎn)生處于監(jiān)測(cè) 信號(hào)波長(zhǎng)的光(該波長(zhǎng)不同于第一和第二光信號(hào)波長(zhǎng))，且處于第一偏振態(tài)。
PDM接收機(jī)包括一個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器，以響應(yīng)控制信號(hào)的方式控制接收到的光的偏振 態(tài)，以產(chǎn)生輸出光；
一個(gè)偏振分束器用來(lái)將來(lái)自動(dòng)態(tài)偏振控制器的輸出光分開(kāi)為(1) 一個(gè)包含第一光信 號(hào)、處于第一光信號(hào)波長(zhǎng)的第一光束；(2) —個(gè)包含第二光信號(hào)、處于第二光信號(hào)波長(zhǎng) 的第二光束；
第一和第二光束的偏振態(tài)相互垂直。
在第一光束的光路中， 一個(gè)監(jiān)測(cè)光束分束器件用來(lái)將第一光束分開(kāi)為(l)一個(gè)處于 監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)光束；(2)第一個(gè)光信號(hào)。
一個(gè)第一光探測(cè)器被用來(lái)接收和探測(cè)第一光信號(hào)。
—個(gè)第二光探測(cè)器被用來(lái)接收第二光束中的至少一部分，以探測(cè)第二光信號(hào)。 除此之外， 一個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器用來(lái)接收和探測(cè)監(jiān)測(cè)光束。
這個(gè)系統(tǒng)還包括一個(gè)反饋控制單元，用來(lái)產(chǎn)生基于監(jiān)測(cè)光探測(cè)器輸出的控制信號(hào)，以 控制到達(dá)偏振芬束器的光的偏振態(tài)，使監(jiān)測(cè)光探測(cè)器探測(cè)到的監(jiān)測(cè)光束的光強(qiáng)增加，并將 第一數(shù)據(jù)信道和第二數(shù)據(jù)信道分開(kāi)為第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。
對(duì)于利用PDM技術(shù)的光通信系統(tǒng)的實(shí)際技術(shù)上困難之一是偏振模色散(PMD)效應(yīng)。 PMD能在兩個(gè)偏振態(tài)相互垂直的數(shù)據(jù)信道之間產(chǎn)生干擾，因此造成偏振解復(fù)用的無(wú)效。 在圖l的設(shè)計(jì)中提供了監(jiān)測(cè)信息，在監(jiān)測(cè)信息基礎(chǔ)上， 一個(gè)PMD補(bǔ)償器可以被加在兩個(gè)
光數(shù)據(jù)信道前面。
圖2表示一個(gè)使用基于一個(gè)PMD補(bǔ)償器的PDM接收機(jī)200的光通信系統(tǒng)。 PDM發(fā)射機(jī)201可以通過(guò)圖1中的PDM110來(lái)實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道波長(zhǎng)可以相同，也可以不同。
光學(xué)的PDM傳輸信號(hào)202包括兩個(gè)偏振態(tài)相互垂直的光數(shù)據(jù)信道和光監(jiān)測(cè)信道，光監(jiān)測(cè) 信道的偏振態(tài)和兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道中的一個(gè)相同。
信號(hào)202被指向穿過(guò)光纖鏈路203，該信號(hào)在到達(dá)終端的時(shí)候，在被PDM接收機(jī)200接收 之前，形成了具有了PMD的信號(hào)204。
PDM接收機(jī)200包含一個(gè)PMD補(bǔ)償器230，該補(bǔ)償器包括一個(gè)動(dòng)態(tài)的偏振控制器(PC1， 205)和一個(gè)固定或可變的差分群延遲器(DGD, 206)。
在PMD補(bǔ)償器之后， 一個(gè)第二個(gè)偏振控制器(PC2， 207)和一個(gè)偏振分束器(PBS，208) 被用來(lái)通過(guò)分開(kāi)收到的光并導(dǎo)入208A和208B兩個(gè)偏振態(tài)相互垂直的信號(hào)光路進(jìn)行解復(fù)用。
和圖l中的系統(tǒng)不同，兩個(gè)WDMs(或?yàn)V波器)(209_1和209—2)被加入到兩個(gè)偏振光路 (RX1和RX2， 210—1和210一2)之中。
濾波后的監(jiān)測(cè)信道AM的功率(相應(yīng)的電壓值VM1和VM2)通過(guò)光電探測(cè)器(211一1和 211—2)被探測(cè)到，并被用作反饋控制(212)參數(shù)來(lái)優(yōu)化第一和第二偏振控制器，這里DGD值 可以通過(guò)可變DGD的使用而被優(yōu)化。
舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)在PDM發(fā)射機(jī)201中的光監(jiān)測(cè)信道的偏振態(tài)被設(shè)置為和第二光數(shù)據(jù)信道的 偏振態(tài)相同，并被接收器RX2所探測(cè)到；PMD補(bǔ)償器230和偏振控制器207可以被控制為讓探 測(cè)器1PD2上探測(cè)到的光監(jiān)測(cè)信道光功率最大或者增加(這時(shí)一個(gè)信號(hào)光路208B最小)，或 者減小另外一個(gè)信號(hào)光路208A中被探測(cè)器PD1所探測(cè)到的監(jiān)測(cè)光信道的光功率。
在圖2中的系統(tǒng)的PMD能在二個(gè)光數(shù)據(jù)信道之間帶來(lái)串?dāng)_。
在信號(hào)光路之一208A"附)中的光監(jiān)測(cè)信道，能被用來(lái)提供串音信息，而在另一個(gè)信號(hào) 光路208E" M2)中的光監(jiān)測(cè)信道可以用來(lái)偏振解復(fù)用。
被兩個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器PD1和PD2獲得的這兩個(gè)參量的組合可以在反饋控制中被最優(yōu)化。
在圖2展示的PMD補(bǔ)償和偏振解復(fù)用例子中，來(lái)自?xún)蓚€(gè)信號(hào)光路的兩個(gè)反饋信號(hào)當(dāng)然也 可以用來(lái)提供給沒(méi)有PMD補(bǔ)償?shù)腜DM接收機(jī)。
圖3舉例說(shuō)明一個(gè)這樣的PDM系統(tǒng)，這里PDM接收機(jī)300使用了偏振控制器207，向上到 PBS208沒(méi)有PMD補(bǔ)償器。
圖4展示了一個(gè)基于偏振復(fù)用的光通信方法例子的步驟。
第410步驟是產(chǎn)生PDM傳輸信號(hào)步驟，包括(1) 一個(gè)第一光信號(hào)攜帶第一數(shù)據(jù)信道， 該信號(hào)處于第一偏振態(tài)，并處于第一光信號(hào)波長(zhǎng)；(2) —個(gè)第二光信號(hào)攜帶第二數(shù)據(jù)信 道，該信號(hào)處于不同于第一光偏振態(tài)的第二光偏振態(tài)，并處于第二光信號(hào)波長(zhǎng)；(3)監(jiān) 測(cè)光信號(hào)波長(zhǎng)和第一、第二光信號(hào)波長(zhǎng)不一樣，并處于第一光偏振態(tài)。
在第420步驟，光PDM傳輸信號(hào)通過(guò)傳輸鏈路被傳輸?shù)侥康牡亍?br> 這一方法在目的地包括下列各步驟
控制一個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器回應(yīng)一個(gè)控制信號(hào)控制接收到的光的偏振態(tài)(第430步驟)；
使用一個(gè)偏振分束器將來(lái)自動(dòng)態(tài)偏振控制器的輸出光分為一個(gè)第一光束和一個(gè)第二光 束，這里第一和第二光束的偏振態(tài)相互垂直(第440步驟)；
將第一光束分開(kāi)為(1) 一個(gè)處于監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)光束；(2) —個(gè)處于一個(gè)或者更 多波長(zhǎng)的第一探測(cè)器光束，該波長(zhǎng)和監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)不同(第450步驟)；
使用一個(gè)第一光探測(cè)器接收并探測(cè)第一探測(cè)器光束，以提取第一數(shù)據(jù)信道(第460步
驟)；使用一個(gè)第二光探測(cè)器接收并探測(cè)第二光束的至少一部分，以提取第二數(shù)據(jù)信道(第 470步驟)-;
使用一個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器接收監(jiān)測(cè)光束并測(cè)量監(jiān)測(cè)光束的光強(qiáng)(第480步驟)； 操作一個(gè)反饋控制單元產(chǎn)生基于在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器測(cè)量到的光功率的控制信號(hào)，以控制 射向偏振分束器的光的偏振態(tài)，使在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器上測(cè)量到的監(jiān)測(cè)光束的光功率增加(第
490步驟)。
在一些PDM方案中如果兩個(gè)處于相同波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)信道被用來(lái)攜帶不同速率的數(shù)據(jù)流，這
兩個(gè)信道在光學(xué)調(diào)制后，可以有不同的光譜寬度。
因此，作為替代，在發(fā)射機(jī)一邊增加另外的監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)，也可以對(duì)寬光譜信道濾波出數(shù)
據(jù)光譜的一部分，并使用濾波后的信號(hào)，僅用作在PDM接收機(jī)一側(cè)的偏振解復(fù)用監(jiān)測(cè)信息。 圖5舉例說(shuō)明一個(gè)如何利用光學(xué)濾波產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信號(hào)的例子。 光濾波器的傳輸(濾波器)光譜應(yīng)該是被最優(yōu)化為具有窄數(shù)據(jù)信道的最小疊加。 圖6表示了一個(gè)實(shí)現(xiàn)圖5所示的使用光學(xué)濾波技術(shù)的光學(xué)通信系統(tǒng)的例子。 PDM發(fā)射機(jī)610包括兩個(gè)光發(fā)射機(jī)TX 1(111)和TX2(112)，操作相同的光波長(zhǎng)&，產(chǎn)生
一個(gè)PDN1傳輸信號(hào)115，該信號(hào)包括(1) 一個(gè)攜帶第一數(shù)據(jù)信道、具有第一光譜寬度的
第一光信號(hào)，該信號(hào)處于第一光偏振態(tài)，并處于光信號(hào)波長(zhǎng)；(2) —個(gè)用第二光譜寬度
攜帶第二數(shù)據(jù)信道的第二光信號(hào)，這個(gè)光譜寬度比第一光譜寬度要窄，并處于和第一偏振
態(tài)不同的第二偏振態(tài)，并處于光信號(hào)波長(zhǎng)。
光纖鏈路116被用來(lái)傳送光PDM傳輸訊號(hào)115到目的地—一PDM接收機(jī)620。
PDM接收機(jī)620能用改進(jìn)圖1中的PDM接收機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在該接收機(jī)中提供一個(gè)光束分束器
621將信號(hào)光路122B中的光從PBS122分開(kāi)成(1) 一個(gè)監(jiān)測(cè)光束；(2) —個(gè)第一探測(cè)光束。
一個(gè)光濾波器622用來(lái)對(duì)監(jiān)測(cè)光束進(jìn)行光學(xué)濾波，從而產(chǎn)生一個(gè)被濾波的監(jiān)測(cè)光束，該 光束被居中在光監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)，該波長(zhǎng)處于被第一光束攜帶的第二數(shù)據(jù)信道的第二光譜寬 度之外。
第一探測(cè)器光束被引導(dǎo)到光接收機(jī)RX2 (126)，來(lái)提取各個(gè)數(shù)據(jù)信道。 監(jiān)測(cè)光探測(cè)器PD125被用來(lái)接收被濾波的監(jiān)測(cè)器光束并且測(cè)量被濾波的監(jiān)測(cè)光束的光強(qiáng)。
反饋控制單元產(chǎn)生基于在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器測(cè)量到的光功率的控制信號(hào)，以控制射向偏振
分束器的光的偏振態(tài)，增加在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器測(cè)量到的監(jiān)測(cè)光束的光強(qiáng)。
在兩個(gè)波長(zhǎng)相同的偏振合復(fù)用光數(shù)據(jù)信道的PDM系統(tǒng)中， 一個(gè)單一的激光器和兩個(gè)光調(diào)
制器可以被用來(lái)產(chǎn)生兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道。
圖7展示了一個(gè)產(chǎn)生兩個(gè)具有垂直偏振態(tài)的基于單一激光器光源TX710的光的例子。 來(lái)自激光器710的連續(xù)(CW)激光輸出處于第一光偏振態(tài)，并射向一個(gè)分束器712，該分束器將光束分成第一連續(xù)(CW)激光光束和第二連續(xù)(CW)激光光束，兩者均處于第一
偏振態(tài)o
兩個(gè)光調(diào)制器721和722被提供用來(lái)調(diào)整兩個(gè)CW激光束，分別攜帶作為第一光信號(hào)的第
一個(gè)數(shù)據(jù)信道和攜帶第二數(shù)據(jù)信道產(chǎn)生的一個(gè)被調(diào)制的第二光束。
一個(gè)偏振旋轉(zhuǎn)器730用來(lái)接收來(lái)自光調(diào)制器722的被調(diào)制的第二個(gè)光束，并旋轉(zhuǎn)被調(diào)整
的第二光束的偏振方向，使之成為和第一光偏振態(tài)垂直的第二光偏振態(tài)，做為第二光信號(hào)。 除此之外， 一個(gè)監(jiān)測(cè)光發(fā)射機(jī)113用來(lái)產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)光信道。 一個(gè)光束合束器740用來(lái)合并處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)和第一光信號(hào)，成為一個(gè)處于第一光偏
振態(tài)的合并光束。
一個(gè)偏振光合束器114被用來(lái)將所述被合并光束和第二光信號(hào)合并為光115，然后，由 PDM發(fā)射機(jī)輸出PDM傳輸信號(hào)。
在這一敘述中包含了許多細(xì)節(jié)，他們不應(yīng)當(dāng)被解釋為僅限于此實(shí)用新型范圍或者權(quán)利 要求的內(nèi)容，而應(yīng)還包括更進(jìn)一步的有關(guān)本實(shí)用新型的具體描述細(xì)節(jié)。
在本說(shuō)明書(shū)中上下文分別表現(xiàn)描述的某些特征也可以在一個(gè)單獨(dú)具體化應(yīng)用或者分別 組合運(yùn)用。
相反地，本文件上下文描述的單獨(dú)裝置，也可以分別拆解成獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。 此外，雖然上面的系統(tǒng)特征被描述得很具體或具有局限性，但是更多的組合體或者分 離體都可以成為本實(shí)用新型創(chuàng)造的一部分，并且，可以根據(jù)用戶(hù)的需求進(jìn)行組合或者分解應(yīng)用。
還可以有很多具體實(shí)例被描述，限于篇幅這里只有一部分具體化實(shí)例。
權(quán)利要求1、一種基于偏振復(fù)用技術(shù)的光學(xué)通信系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括一個(gè)PDM發(fā)射機(jī)，其發(fā)射的光包含(1)一個(gè)攜帶第一數(shù)據(jù)信道的第一光信號(hào)，該信號(hào)處于第一光偏振態(tài)，并具有光信號(hào)波長(zhǎng)；(2)一個(gè)攜帶第二數(shù)據(jù)信道的第二光信號(hào)，該信號(hào)處于和第一光偏振態(tài)不同的第二光偏振態(tài)，并具有光信號(hào)波長(zhǎng)；(3)一個(gè)波長(zhǎng)不同于光信號(hào)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)信號(hào)，該信號(hào)處于第一偏振態(tài)；一個(gè)傳輸鏈路用來(lái)接收并傳送來(lái)自PDM發(fā)射機(jī)的光；一個(gè)用來(lái)接收來(lái)自傳輸鏈路的光的PDM接收機(jī)，包含一個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器，以響應(yīng)控制信號(hào)方式控制接收光的偏振態(tài)，并產(chǎn)生一個(gè)輸出光；一個(gè)偏振分束器，用來(lái)將來(lái)自動(dòng)態(tài)偏振控制器的輸出光分成(1)一個(gè)包含第一光信號(hào)的第一光束，該信號(hào)處于光信號(hào)波長(zhǎng)；(2)一個(gè)包含第二光信號(hào)的第二光束，該信號(hào)處于光信號(hào)波長(zhǎng)，該第一和第二光束的偏振態(tài)相互垂直；一個(gè)放置于第一光束光路中的監(jiān)測(cè)光束分束器件將第一光束分開(kāi)為(1)處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)光束；(2)第一光信號(hào)；一個(gè)第一光探測(cè)器，用來(lái)接收和探測(cè)第一光信號(hào)；一個(gè)第二光探測(cè)器，用來(lái)接收第二光束的至少一部分，以探測(cè)第二光信號(hào)；一個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器，用來(lái)接收并探測(cè)監(jiān)測(cè)光束；一個(gè)反饋控制單元，用來(lái)根據(jù)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器的輸出產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，控制到達(dá)偏振分束器的光的偏振態(tài)，增加在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器上探測(cè)到的監(jiān)測(cè)光束的光強(qiáng)，并由偏振分束器將第一數(shù)據(jù)信道和第二數(shù)據(jù)信道分開(kāi)為第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。
2、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的PMD接收機(jī)包括 一個(gè)放置于第二光束光路中的第二監(jiān)測(cè)光束分束器件，用來(lái)將第二光束分離為(1)一個(gè)處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的第二監(jiān)測(cè)光束；(2)在第二光探測(cè)器上探測(cè)到的第二光信號(hào)； 一個(gè)第二監(jiān)測(cè)光探測(cè)器，用來(lái)接收和探測(cè)第二監(jiān)測(cè)光束；所述反饋控制單元被設(shè)置成產(chǎn)生一個(gè)基于監(jiān)測(cè)光探測(cè)器輸出的控制信號(hào)，并從第二光 監(jiān)測(cè)器輸出，以控制光的偏振，使在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器上探測(cè)到的到達(dá)偏振分束器的監(jiān)測(cè)光束 的光強(qiáng)增加，并增加從第二監(jiān)測(cè)光探測(cè)器上探測(cè)到的第二監(jiān)測(cè)光束的光強(qiáng)。
3、 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的PMD接收機(jī)包括 一個(gè)偏振模色散補(bǔ)償器，放置在光路中，用來(lái)接收來(lái)自傳輸鏈路的光，向偏振分束器輸出光，該偏振模色散補(bǔ)償器被設(shè)置為在反饋控制單元的控制下進(jìn)行運(yùn)行，該控制是基于 監(jiān)測(cè)光探測(cè)器和第二監(jiān)測(cè)光探測(cè)器的輸出，以補(bǔ)償從傳輸鏈路接收到的光的偏振模色散。
4、 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振模態(tài)色散補(bǔ)償器包括 一個(gè)第二動(dòng)態(tài)偏振控制器，用來(lái)響應(yīng)來(lái)自反饋控制單元的信息，并控制光的偏振態(tài)；一個(gè)差分群延遲器件，用來(lái)在光中產(chǎn)生一個(gè)差分群延遲。
5、 如權(quán)利要求4系統(tǒng)，其特征在于，所述差分群延遲器件是一個(gè)產(chǎn)生一個(gè)可調(diào)差分 群延遲，以響應(yīng)反饋控制器件的控制的差分群延遲器件。
6、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PDM發(fā)射機(jī)被配置成產(chǎn)生接近光信號(hào)波 長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)。
7、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PMD發(fā)射機(jī)包括 一個(gè)第一光發(fā)射機(jī)，用來(lái)產(chǎn)生第一光信號(hào)； 一個(gè)第二光發(fā)射機(jī)，用來(lái)產(chǎn)生第二光信號(hào)；一個(gè)第三個(gè)光發(fā)射機(jī)，用來(lái)產(chǎn)生處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的光；一個(gè)光束合束器，用來(lái)將處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)和第一光信號(hào)波長(zhǎng)的光合并成為一個(gè)處于第一光偏振態(tài)的合并光束；一個(gè)偏振光合束器，用來(lái)將上述合并光束和第二光信號(hào)進(jìn)行合并，成為PDM發(fā)射機(jī)的輸出光。
8、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PMD發(fā)射機(jī)還包括一個(gè)光發(fā)射機(jī)，用來(lái)發(fā)射一個(gè)具有光信號(hào)波長(zhǎng)、處于第一光偏振態(tài)的光；一個(gè)光束分束器，用來(lái)將來(lái)自第一光發(fā)射機(jī)的光分開(kāi)為一個(gè)第一光束和一個(gè)第二光束， 均處于第一光偏振態(tài)。一個(gè)第一光調(diào)制器，用來(lái)調(diào)制第一光束，使之?dāng)y帶第一數(shù)據(jù)信道做為第一光信號(hào)； 一個(gè)第二光調(diào)制器，用來(lái)調(diào)制第二光束，使之?dāng)y帶第二數(shù)據(jù)信道以產(chǎn)生被調(diào)制的第二 光束。一個(gè)偏振旋轉(zhuǎn)器，用來(lái)接收被調(diào)制的第二光束，并將被調(diào)制的第二光束的偏振旋轉(zhuǎn)成 為第二光偏振，用作第二光信號(hào)；一個(gè)監(jiān)測(cè)光發(fā)射機(jī)，用來(lái)產(chǎn)生處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的光；一個(gè)光合束器，用來(lái)將監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)和第一光信號(hào)合并成合并光束，該光束處于第一 偏振態(tài)；一個(gè)偏振光合束器，用來(lái)將合并光束和第二光信號(hào)合并成為PDM發(fā)射機(jī)的輸出光。
9、 一種基于偏振復(fù)用技術(shù)的光通信系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 一個(gè)PDM發(fā)射機(jī)，包括(1) 一個(gè)第一光發(fā)射機(jī)，用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)攜帶第一數(shù)據(jù)信道的第一光信號(hào)，該信號(hào)處于第一光偏振態(tài)和第一光信號(hào)波長(zhǎng)；(2) —個(gè)第二光發(fā)射機(jī)，用來(lái)產(chǎn)生攜帶第二數(shù)據(jù)信道的第二光信號(hào)，該信號(hào)處于和第一光偏振態(tài)不同的第二光偏振態(tài)，并處于和第一光信號(hào)波長(zhǎng)不同的第二光信號(hào)波長(zhǎng)；(3) —個(gè)第三光發(fā)射機(jī)，用來(lái)產(chǎn)生處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的光，該波長(zhǎng)不同于第一和第二光信號(hào)波長(zhǎng)，其偏振態(tài)和第一偏振態(tài)相同。一個(gè)傳輸鏈路，用來(lái)接收并傳輸來(lái)自PDM發(fā)射機(jī)的光； 一個(gè)接收來(lái)自傳輸鏈路的PDM光接收機(jī)，該接收機(jī)包含一個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器，用來(lái)控制接收到的光的偏振態(tài)，以產(chǎn)生響應(yīng)控制信號(hào)的輸出光;返饋生產(chǎn)輸出光的一個(gè)控制信號(hào)，以控制接收到的光的4^振；一個(gè)偏振分束器，用來(lái)將來(lái)自動(dòng)態(tài)偏振控制器的輸出光分開(kāi)為(1) 一個(gè)包含第一光 信號(hào)、處于第一光信號(hào)波長(zhǎng)的第一光束；(2) —個(gè)包含第二光信號(hào)、處于第二光信號(hào)波 長(zhǎng)的第二光束，所述第一和第二光束的偏振態(tài)相互垂直；一個(gè)放置于第一光束的光路中的監(jiān)測(cè)光束分束器件，用來(lái)將第一光束分成(1) 一個(gè) 處于監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)光束；(2)第一光信號(hào)；一個(gè)第一光探測(cè)器，用來(lái)接收和探測(cè)第一光信號(hào)；一個(gè)第二光探測(cè)器，用來(lái)接收第二個(gè)光束的至少一部分，以探測(cè)第二光信號(hào)； 一個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器，用來(lái)接收并探測(cè)監(jiān)測(cè)光束；一個(gè)反饋控制單元，用來(lái)產(chǎn)生基于一個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器輸出的控制信號(hào)，來(lái)控制到達(dá)偏 振分與器的光的偏振態(tài)，使得在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器上探測(cè)到的監(jiān)測(cè)光束的光強(qiáng)增加，并將第一 數(shù)據(jù)信道和第二數(shù)據(jù)信道分開(kāi)成第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。
10、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PMD接收機(jī)包括 一個(gè)放置于第二光束光路中的第二監(jiān)測(cè)光束分束器件，用來(lái)將第二光束分開(kāi)為(1)一個(gè)監(jiān)測(cè)光信號(hào)波長(zhǎng)的第二監(jiān)測(cè)光束；(2) —個(gè)被第二光探測(cè)器探測(cè)到的第二光信號(hào)； 一個(gè)第二監(jiān)測(cè)光探測(cè)器，用來(lái)接收和探測(cè)第二監(jiān)測(cè)光束；所述反饋控制單元配置成產(chǎn)生基于監(jiān)測(cè)光探測(cè)器輸出的控制信號(hào)，和來(lái)自第二光監(jiān)測(cè) 器的輸出，以控制去往偏振分束器的光的偏振態(tài)，使在監(jiān)測(cè)光探測(cè)器上探測(cè)到的監(jiān)測(cè)光束 的光強(qiáng)增加，并減小在第二監(jiān)測(cè)光探測(cè)器探測(cè)到的第二監(jiān)測(cè)光束的光強(qiáng)。
11、 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PMD接收機(jī)包括 一個(gè)偏振模色散補(bǔ)償器，放置在一個(gè)來(lái)自傳輸鏈路的接收光的光路當(dāng)中，偏振分束器之前；偏振模色散補(bǔ)償器，設(shè)置為處在基于監(jiān)測(cè)光探測(cè)器和第二監(jiān)測(cè)光探測(cè)器的輸出的反 饋控制單元的控制之下，以補(bǔ)償從傳輸鏈路接收到的光中的偏振膜色散。
12、 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振模色散補(bǔ)償器包括一個(gè)第二個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器，用來(lái)響應(yīng)反饋控制單元的控制信號(hào)，來(lái)控制光的偏振態(tài)； 一個(gè)差分群延遲器件，用來(lái)在光中生產(chǎn)一個(gè)差分群延遲。
13、 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述差分群延遲器件是根據(jù)反饋控制器件的控制信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)可調(diào)的差分群延遲的差分群延遲器件。
14、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)信號(hào)波長(zhǎng)靠近第一光信號(hào)波長(zhǎng)。
15、 一種利用偏振復(fù)用法的光學(xué)通信系統(tǒng)，，其特征在于，該系統(tǒng)包括 一個(gè)PDM光發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的光PDM信號(hào)包括(1)兩個(gè)處于相互垂直的第一和第二光偏振態(tài)的光數(shù)據(jù)信道，攜帶兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)信道；(2) —個(gè)處于第一光偏振態(tài)的 光監(jiān)測(cè)信道；一個(gè)光纖傳輸鏈路，用來(lái)接收來(lái)自PDM發(fā)射機(jī)的PDM光信號(hào)，并傳輸PDM信號(hào)到目的地； 一個(gè)放置在目的地的PDM接收機(jī)，被連接在光纖傳輸鏈路的末端，用來(lái)對(duì)從光纖傳輸鏈路上接收到的兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道解復(fù)用，該P(yáng)DM接收機(jī)包括 一個(gè)探測(cè)監(jiān)測(cè)光信道的監(jiān)測(cè) 光探測(cè)器，和一個(gè)使用監(jiān)測(cè)光探測(cè)器輸出的監(jiān)測(cè)信道信息的反饋控制回路，來(lái)控制兩個(gè)光 數(shù)據(jù)信道的解復(fù)用。
16、 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光監(jiān)測(cè)信道處于和兩個(gè)光數(shù)據(jù)信 道波長(zhǎng)不同的光波長(zhǎng)。
17、 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PDM發(fā)射機(jī)包含一個(gè)偏振合束器， 將兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道和光監(jiān)測(cè)信道合并為一個(gè)單一光束，作為PDM信號(hào)進(jìn)入光纖傳輸鏈路。
18、 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PDM接收機(jī)包含-一個(gè)用來(lái)控制接收光的動(dòng)態(tài)偏振控制器；一個(gè)放置在動(dòng)態(tài)偏振控制器后面的偏振光束分束器，將來(lái)自動(dòng)態(tài)偏振控制器的接收光 分開(kāi)成兩個(gè)偏振態(tài)垂直的光束。
19、 如權(quán)利要求18所述系統(tǒng)，其特征在于，所述PDM接收機(jī)由兩個(gè)信號(hào)光路組成， 用來(lái)分別接收兩個(gè)來(lái)自偏振分束器的光束，在兩個(gè)信號(hào)光路中的兩個(gè)光探測(cè)器分別用來(lái)探 測(cè)兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)信道。
20、 如權(quán)利要求19所述系統(tǒng)，其特征在于，所述PDM接收機(jī)包含至少在一個(gè)信號(hào)光 路中的波長(zhǎng)分路器，用來(lái)根據(jù)監(jiān)測(cè)信道和一個(gè)光數(shù)據(jù)信道之間的波長(zhǎng)不同，將光監(jiān)測(cè)信道 和一個(gè)光數(shù)據(jù)信道分開(kāi)。
21、 如權(quán)利要求19所述系統(tǒng)，其特征在于，所述的兩個(gè)數(shù)據(jù)信道處于不同的數(shù)據(jù)速 率，所述PMD接收機(jī)包括一個(gè)光濾波器，放在兩個(gè)信號(hào)光路中的一個(gè)光路中，用來(lái)對(duì)攜帶數(shù)據(jù)信道的光束濾波， 以提取光監(jiān)測(cè)信道。
22、 一種基于偏振復(fù)用技術(shù)的光通信系統(tǒng)，其特征在于，包括 一個(gè)PDM發(fā)射機(jī)，用來(lái)產(chǎn)生PDM傳輸信號(hào)，該信號(hào)由兩個(gè)基于PDM合成的不同的光數(shù)據(jù)信道組成，所述PDM發(fā)射機(jī)還產(chǎn)生一個(gè)光監(jiān)測(cè)信道，該信道處于和兩個(gè)光數(shù)據(jù)信道之一相同 的偏振態(tài)，其中包含兩個(gè)處于偏振相互垂直的光信道作為光PDM傳輸信號(hào)； —個(gè)傳輸鏈路傳輸PDM信號(hào)；一個(gè)接收PDM傳輸信號(hào)的PDM接收機(jī)，并將接收到的PDM傳輸信號(hào)解復(fù)用，以恢復(fù)被PDM 合復(fù)用的兩個(gè)不同數(shù)據(jù)信道，該P(yáng)DM接收機(jī)提取和探測(cè)光監(jiān)測(cè)信道，在偏振解復(fù)用中提供 一個(gè)反饋控制。
23、 如權(quán)利要求22所述系統(tǒng)，其特征在于，所述的PDM接收機(jī)包括一個(gè)偏振控制器和一個(gè)偏振分束器來(lái)執(zhí)行偏振解復(fù)用。
24、 如權(quán)利要求22所述系統(tǒng)，其特征在于，所述的PDM接收機(jī)包括一個(gè)偏振模態(tài)色 散補(bǔ)償器，放置在偏振分束器的光入射端光路中，用來(lái)減少偏振模色散。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及基于偏振復(fù)用技術(shù)的光學(xué)通信系統(tǒng)及其方法，屬于光學(xué)的通信技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括一個(gè)PDM發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的光包含攜帶第一數(shù)據(jù)信道的第一光信號(hào)，攜帶第二數(shù)據(jù)信道的第二光信號(hào)，一個(gè)監(jiān)測(cè)信號(hào)，一個(gè)傳輸鏈路；一個(gè)PDM接收機(jī)，包含一個(gè)動(dòng)態(tài)偏振控制器，一個(gè)偏振分束器，一個(gè)放置于第一光束光路中的監(jiān)測(cè)光束分束器件，一個(gè)第一光探測(cè)器，用來(lái)接收和探測(cè)第一光信號(hào)；一個(gè)第二光探測(cè)器，一個(gè)監(jiān)測(cè)光探測(cè)器，一個(gè)反饋控制單元，本實(shí)用新型利用一個(gè)光監(jiān)控通道，促進(jìn)實(shí)施兩個(gè)偏振方向垂直的信號(hào)進(jìn)行通訊，并采用光束的偏振分束，使用動(dòng)態(tài)偏振控制進(jìn)行反饋控制，從而有效促進(jìn)偏振復(fù)用(PDM)技術(shù)的實(shí)施。
文檔編號(hào)H04B10/12GK201307857SQ20072031007
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者姚曉天 申請(qǐng)人:北京高光科技有限公司;通用光訊光電技術(shù)(北京)有限公司