光學(xué)傳輸系統(tǒng)、光學(xué)發(fā)送器、光學(xué)接收器和光學(xué)傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種光學(xué)傳輸系統(tǒng)、光學(xué)發(fā)送器、光學(xué)接收器和光學(xué)傳輸方法。光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括光學(xué)發(fā)送器、光學(xué)接收器和連接光學(xué)發(fā)送器和光學(xué)接收器的光學(xué)傳輸路徑，其中，光學(xué)發(fā)送器具有用于在第一方向上以與發(fā)送信號頻率同步的第一偏振加擾頻率改變光學(xué)信號的偏振狀態(tài)的第一偏振加擾部，并且光學(xué)接收器具有用于在與第一方向相反的第二方向上以與從光學(xué)傳輸路徑接收的光學(xué)信號的頻率同步的第二偏振加擾頻率改變該光學(xué)信號的偏振狀態(tài)的第二偏振加擾部。
【專利說明】光學(xué)傳輸系統(tǒng)、光學(xué)發(fā)送器、光學(xué)接收器和光學(xué)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用偏振加擾來傳輸光學(xué)信號的光學(xué)傳輸系統(tǒng)、光學(xué)發(fā)送器、光學(xué)接收器和光學(xué)傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來并且持續(xù)地，對于長距離且高容量的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的需求日益增加。一種實(shí)現(xiàn)高容量光學(xué)傳輸?shù)姆椒ú捎貌ǚ謴?fù)用(WDM)。利用WDM方案，在各種波長的光束上組合多個信號以沿著光纖線纜進(jìn)行傳輸。
[0003]為了在單個波長的光束上傳遞更多信息，采用偏振復(fù)用。在該方法中，利用不同方向上的光束的偏振在光束上對信號進(jìn)行復(fù)用。通過在偏振的不同方向上調(diào)制信號，能夠增加傳輸容量而沒有增加信號傳輸速率或波長的數(shù)目。
[0004]在長距離高容量光學(xué)傳輸中，使用光學(xué)放大器來周期性地放大通過光纖衰減的信號光。在長距離傳輸中，光學(xué)信號受到偏振模色散(PMD)和偏振相關(guān)損耗(F1DL)的影響的困擾。此外，由于其中光纖放大器的增益根據(jù)偏振狀態(tài)而減小的偏振燒孔，導(dǎo)致信噪比(SNR)下降并且出現(xiàn)波動。當(dāng)彼此相鄰的光學(xué)信號以同一偏振進(jìn)行長距離傳輸時，一個光學(xué)信號受到另一信號的調(diào)制的影響并且傳輸質(zhì)量被劣化。
[0005]為了消除偏振模色散或偏振燒孔對于傳輸特性的影響，在長距離傳輸中采用偏振加擾以隨機(jī)地改變偏振的方向。在偏振加擾的情況下，偏振后的信號呈現(xiàn)未偏振狀態(tài)，這能夠防止波形的劣化。
[0006]當(dāng)在諸如雙偏振正交相移鍵控(DP-QPSK)的偏振復(fù)用方案中執(zhí)行偏振加擾時，即使以IOkHz的低速施加偏振加擾，信號也會受到光學(xué)放大器的偏振依賴性的影響。這是因?yàn)槠窦訑_速度慢于光學(xué)放大器的響應(yīng)速度。在該情況下，偏振加擾會引起傳輸特性的劣化。除非施加高速偏振加擾(例如，幾百kHz加擾)，否則傳輸特性不會得到改善。
[0007]在偏振復(fù)用中，在接收器中通過數(shù)字信號處理來將兩個正交偏振分量彼此分離。如果施加了高速偏振加擾，則不能夠正確地分離X方向偏振波和y方向偏振波并且增大了代價。為了避免這種情況，接收器首先消除在發(fā)送側(cè)施加的偏振加擾效果。然而，在施加高速且隨機(jī)的偏振加擾時，接收側(cè)難以識別出偏振的方向以消除偏振加擾。
[0008]提出了一種基于在接收器處檢測到的碼誤信息來將發(fā)送側(cè)偏振加擾頻率與接收側(cè)偏振加擾頻率之間的差控制在預(yù)定范圍內(nèi)的技術(shù)(例如，參見專利文獻(xiàn)I)。利用該技術(shù)，能夠在接收側(cè)消除偏振加擾而無需提供連接在發(fā)送側(cè)與接收側(cè)之間的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0009]引用列表
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-234325
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]技術(shù)問題
[0012]然而，所提出的技術(shù)具有下述問題，S卩，除非在接收器處的數(shù)字信號處理之后獲得了誤差校正結(jié)果，否則不能夠控制偏振加擾。此外，即使在發(fā)送側(cè)與接收側(cè)之間，偏振加擾頻率是類似的，除非相位彼此一致，否則也不能夠正確地消除偏振加擾。
[0013]解決問題的技術(shù)方案
[0014]鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種光學(xué)傳輸技術(shù)，其在施加有偏振加擾時通過在接收側(cè)以簡單的方式消除偏振加擾來改善傳輸特性。
[0015]在本發(fā)明的一個方面，一種光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括光學(xué)發(fā)送器、光學(xué)接收器和連接光學(xué)發(fā)送器與光學(xué)接收器的光學(xué)傳輸路徑，其中
[0016]光學(xué)發(fā)送器具有第一偏振加擾部，其用于以與發(fā)送信號頻率同步的第一偏振加擾頻率改變光學(xué)傳輸信號的偏振狀態(tài)，并且
[0017]光學(xué)接收器具有第二偏振加擾部，其用于在與第一偏振加擾部相反的方向上以與接收信號頻率同步的第二加擾頻率改變從光學(xué)傳輸路徑接收的光學(xué)信號的偏振狀態(tài)。
[0018]在本發(fā)明的另一方面，提供了 一種光學(xué)接收器。該光學(xué)接收器包括
[0019]光學(xué)信號接收部，其用于接收光學(xué)信號并且將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號，以及
[0020]偏振加擾部，其設(shè)置在光學(xué)信號接收部之前并且用于從光學(xué)傳輸路徑接收其偏振狀態(tài)被在第一方向上以與發(fā)送信號頻率同步的第一偏振加擾頻率改變的信號光，并且在與第一方向相反的第二方向上以與所接收的信號光同步的第二偏振加擾頻率改變信號光的偏振狀態(tài)。
[0021]本發(fā)明的效果
[0022]在接收側(cè)以簡單的方式消除偏振加擾并且能夠改善傳輸特性。
[0023]將借助于在權(quán)利要求中特別指出的元素和組合來實(shí)現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。將理解的是，前述一般性描述和下面的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的并且不構(gòu)成對于如權(quán)利要求中所記載的本發(fā)明的限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是示出根據(jù)實(shí)施方式的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的示意圖；
[0025]圖2示出了圖1的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中使用的光學(xué)發(fā)送器；
[0026]圖3是在龐加萊球上示出偏振狀態(tài)的示意圖；
[0027]圖4示出了圖1的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中使用的光學(xué)接收器的第一示例；
[0028]圖5示出了圖1的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中使用的光學(xué)接收器的第二示例；
[0029]圖6示出了由于相位偏移導(dǎo)致在消除之后剩余的偏振的殘余分量；
[0030]圖7示出了圖1的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中使用的光學(xué)接收器的第三示例；
[0031]圖8示出了由于偏振偏移導(dǎo)致在消除之后剩余的偏振的殘余分量；以及
[0032]圖9示出了圖1的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中使用的光學(xué)接收器的第四示例。
【具體實(shí)施方式】
[0033]參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0034]圖1是根據(jù)實(shí)施方式的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的示意圖。光學(xué)傳輸系統(tǒng)I包括光學(xué)發(fā)送器
2、光學(xué)接收器3以及連接在光學(xué)發(fā)送器2與光學(xué)接收器3之間的光學(xué)傳輸路徑5。光學(xué)傳輸路徑5例如是光纖線纜。一般來說，光學(xué)放大器插入在光學(xué)傳輸路徑5中；然而,為了不出的方便起見，在附圖中省略了光學(xué)放大器。
[0035]光學(xué)發(fā)送器2具有光學(xué)信號發(fā)送部10、偏振加擾部20和同步驅(qū)動部21。光學(xué)信號發(fā)送部具有電光轉(zhuǎn)換器的功能。在該示例中，光學(xué)發(fā)送器2是偏振復(fù)用光學(xué)發(fā)送器。光學(xué)信號發(fā)送部10包括激光源11、偏振分離器或偏振分束器(PBS) 12、一對光學(xué)調(diào)制部13a和13b、偏振束合成器(PBC) 14和調(diào)制信號生成部15。從激光源11發(fā)射的光束由偏振分離器12分離為偏振面彼此正交的兩個光分量。光分量中的一個(X偏振波)被輸入到光學(xué)調(diào)制部13a，并且另一個(Y偏振波)被輸入到光學(xué)調(diào)制部13b?？梢允褂萌魏芜m合的調(diào)制方案，包括η級相移鍵控(n-PSK)、n級幅相鍵控(n_APSK)或η級正交幅度調(diào)制(η-QAM)。在該示例中，采用相位調(diào)制。
[0036]調(diào)制信號生成部15根據(jù)輸入數(shù)據(jù)生成調(diào)制信號。調(diào)制信號被提供給光學(xué)調(diào)制部13a和13b中的每一個以根據(jù)數(shù)據(jù)值調(diào)制對應(yīng)的偏振分量。偏振束合成器14組合在光學(xué)調(diào)制部13a和13b中調(diào)制的信號光。
[0037]組合后的信號光被引導(dǎo)到偏振加擾部20。偏振加擾部20在與光的傳播方向垂直的面內(nèi)連續(xù)地改變從光學(xué)信號發(fā)送部10輸出的信號光的偏振狀態(tài)，并且將信號光輸出到光學(xué)傳輸路徑5。
[0038]偏振加擾部20由從偏振驅(qū)動部21輸出的偏振加擾控制信號來驅(qū)動。偏振加擾控制信號具有與發(fā)送信號(即，調(diào)制信號)的頻率Fs同步的偏振加擾頻率匕。通過以與發(fā)送信號的頻率Fs同步的恒定頻率H)執(zhí)行偏振加擾調(diào)制，能夠在接收側(cè)容易且準(zhǔn)確地執(zhí)行偏振加擾的消除。
[0039]在光學(xué)接收器3處經(jīng)由光學(xué)傳輸路徑5接收偏振加擾后的光學(xué)信號。在該例中，光學(xué)接收器3具有偏振加擾部30、光學(xué)信號接收部40、數(shù)字信號處理部50和同步驅(qū)動部31。偏振加擾部30以與接收信號同步的偏振加擾頻率Ftl在相反方向上調(diào)制接收的光學(xué)信號，以消除在發(fā)送側(cè)施加的偏振加擾。從偏振加擾部30輸出的光學(xué)信號由光學(xué)信號接收部40轉(zhuǎn)換為電信號，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并且然后輸入到數(shù)字信號處理部50。
[0040]在數(shù)字信號處理部50的鎖相環(huán)(PLL)電路51處對數(shù)字信號進(jìn)行時鐘恢復(fù)和時序提取。PLL電路51的輸出被進(jìn)一步進(jìn)行自適應(yīng)性均衡、相位估計(jì)、數(shù)據(jù)恢復(fù)、誤差校正和其它必要的處理并且最終從數(shù)字信號處理部50輸出。
[0041]PLL電路51的輸出信號的一部分被反饋到同步驅(qū)動部31。同步驅(qū)動部31將與接收信號的頻率Fs同步的頻率Fci的偏振加擾控制信號提供給偏振加擾部30。偏振加擾部30與發(fā)送信號的時鐘恢復(fù)時序同步地執(zhí)行偏振加擾調(diào)制。換言之，接收到的光學(xué)信號被在相反方向上以與光學(xué)發(fā)送器2的偏振加擾頻率一致且同步的偏振加擾頻率Ftl進(jìn)行調(diào)制，以消除在發(fā)送側(cè)施加的偏振加擾。
[0042]利用該布置，即使施加了 IOOkHz以上的高速偏振加擾，也能夠在接收側(cè)適當(dāng)?shù)叵窦訑_。因此，實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)和方法能夠應(yīng)用于數(shù)字相干光學(xué)接收器。通過將高速偏振加擾施加于通過光學(xué)傳輸路徑5傳輸?shù)墓鈱W(xué)信號，移除了偏振依賴性并且能夠改進(jìn)傳輸特性。
[0043]雖然在圖1中示出了單通道(或單波長)偏振復(fù)用光學(xué)發(fā)送器2，但是可以通過提供對應(yīng)于不同波長的兩個或更多光學(xué)信號發(fā)送部10來使用多通道光學(xué)發(fā)送器。在該情況下，波合成器插入在偏振加擾部20與光學(xué)信號發(fā)送部10之間以組合各波長的偏振復(fù)用后的信號光并且將偏振加擾施加到組合后的信號光。
[0044]圖2是在圖1的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中使用的光學(xué)發(fā)送器2的示例。光學(xué)發(fā)送器2的光學(xué)信號發(fā)送部10包括激光源(LD) 11、偏振分束器12、一對QPSK相調(diào)制部23a和23b、偏振束合成器14和調(diào)制信號生成部15。QPSK相位調(diào)制部23a和23b例如為兩個使用LiNbO3(LN)的并行馬赫-曾德爾調(diào)制器。QPSK相位調(diào)制部23a和23b分別向X偏振波和Y偏振波施加相位調(diào)制，以在各波中提供同相(I)分量和正交相位(Q)分量。當(dāng)響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)信號的電壓(或調(diào)制信號)被施加到QPSK相位調(diào)制部23a和23b的電極(未示出)時，在LN基板上形成的波導(dǎo)的折射率根據(jù)所施加的電場而變化，并且在傳播光中產(chǎn)生了相位差。因此，輸出相位調(diào)制后的信號光。調(diào)制信號的頻率Fs例如為IGHz或若干GHz。相位調(diào)制后的X偏振波和Y偏振波在偏振束合成器14處進(jìn)行組合并且組合信號被輸出到LN偏振加擾部20a。
[0045]LN偏振加擾部20a具有其中在LN基板上形成的光學(xué)波導(dǎo)附近提供有電極(未示出)的構(gòu)造。當(dāng)偏振加擾控制信號被以恒定頻率施加到電極時，折射率根據(jù)晶體軸的方向而變化，并且在線性偏振入射光的垂直分量與水平分量之間產(chǎn)生了相位差。結(jié)果，輸出信號光的偏振狀態(tài)變?yōu)殡S機(jī)。
[0046]通過以劃分比率N (其中N是自然數(shù))劃分調(diào)制信號頻率Fs來獲得偏振加擾頻率匕。偏振加擾頻率Ftl滿足關(guān)系Ftl=WN=I, 2,3，...)。如果N=I，則偏振加擾頻率Ftl與調(diào)制信號頻率Fs相同。在該情況下，偏振方向以周期1/匕圍繞龐加萊球。
[0047]圖3是示出在龐加萊球上表達(dá)的偏振狀態(tài)的示意圖。在龐加萊球的北極和南極的是圓偏振狀態(tài)(橢圓率為I)。所有線性偏振狀態(tài)都處于赤道(橢圓率為零)。橢圓偏振狀態(tài)被表示在除了北極和南極以及赤道之外的地方。北半球表示右旋偏振，并且南半球表示左旋偏振。X偏振波和Y偏振波的偏振的正交面被關(guān)于龐加萊球的中心對稱地布置在龐加萊球的表面上。因此，即使偏振狀態(tài)由偏振加擾部20隨機(jī)且高速地改變，也能夠保持X偏振波和Y偏振波之間的正交性。
[0048]圖4是在圖1的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中使用的光學(xué)接收器3A的示意圖。光學(xué)接收器3A具有LN偏振加擾部30a、光學(xué)信號接收部40、數(shù)字信號處理部50和同步驅(qū)動部31。在光學(xué)接收部3A處接收到的信號光被提供給LN偏振加擾部30a，在其中消除偏振加擾。所接收的信號光的偏振狀態(tài)在與信號傳播方向垂直的平面內(nèi)在與在發(fā)送側(cè)施加的加擾調(diào)制的方向相反的方向上變化。偏振解擾后的信號光(其中消除了偏振加擾)被提供給光學(xué)信號接收部40。
[0049]在光學(xué)信號接收部40中，信號光由偏振分束器(PBS) 41分為兩個正交偏振分量(水平偏振和垂直偏振)。劃分之后的偏振分量對應(yīng)于在發(fā)送側(cè)分尚的X偏振波和Y偏振波。
[0050]從局域振蕩器(LO)輸出的光束由偏振分束器(PBS)43分為兩個正交偏振分量，這些分量被分別提供給光學(xué)90度混合電路44a和44b。利用來自局域振蕩器(L0)42的局域振蕩光檢測被引導(dǎo)到光學(xué)90度混合電路44a和44b的接收光。從各水平偏振和垂直偏振分尚同相(I)分量和正交(Q)分量。水平和垂直偏振分量的同相和正交分尚的分量被分別提供給光電轉(zhuǎn)換器45a至45d，并且被轉(zhuǎn)換為電信號。電信號被提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器46a至46b并且被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，這些數(shù)字信號然后被輸入到數(shù)字信號處理部50。
[0051]根據(jù)輸入到數(shù)字信號處理部50的信號，在PLL電路51處恢復(fù)時鐘分量。所恢復(fù)的接收信號頻率Fs被提供給同步驅(qū)動部31。同步驅(qū)動部31生成與接收信號頻率Fs同步的頻率Ftl的偏振加擾控制信號。通過以劃分比率N (其中N為自然數(shù))劃分檢測到時鐘的接收信號頻率Fs來獲得偏振加擾頻率F。。同步驅(qū)動部31可以并入在PLL電路51中作為分頻器。
[0052]被引導(dǎo)到LN偏振加擾部30a的接收光被在相反方向上以與接收信號頻率Fs同步的偏振加擾頻率Ftl進(jìn)行加擾調(diào)制。通過該處理，消除了在發(fā)送側(cè)施加的偏振加擾。
[0053]圖5示出了作為實(shí)施方式的光學(xué)接收器的第二示例的光學(xué)接收器3B。除了 LN偏振加擾部30a和同步驅(qū)動部31之外，光學(xué)接收器3B具有光學(xué)定向耦合器(CPL)61、檢偏器62、光電檢測器(PD) 63、同步檢測部64和移相器電路65。
[0054]在LN偏振加擾部30a處消除光學(xué)信號中的偏振加擾。解擾的光信號在光學(xué)定向耦合器(CPL) 61處進(jìn)行分離并且在檢偏器62處檢測到所接收的光信號的一部分。檢偏器62僅透射特定偏振波。透射通過檢偏器62的偏振波被引導(dǎo)到光電檢測器(PD) 63并且被轉(zhuǎn)換為電信號分量。檢測到的電信號分量被輸入到同步檢測部64。
[0055]同步檢測部64也接收來自同步驅(qū)動部31的偏振加擾控制信號。偏振加擾控制信號具有與PLL電路51處的時鐘恢復(fù)接收信號的頻率Fs同步的偏振加擾頻率匕。同步檢測部64與偏振加擾頻率Ftl同步地檢測從TO63提供的電流的偏振分量，并且僅提取TO63的輸出的Ftl分量。從TO63提供的電流檢測到的Ftl分量是在LN偏振加擾部30a處的加擾消除之后剩余的殘余分量。移相器電路65調(diào)整將要提供給LN偏振加擾部30a的偏振加擾控制信號的相位，使得從TO63的輸出檢測到的Ftl分量(加擾消除的殘余)變?yōu)樽钚　?br> [0056]圖6示出了由于相位差導(dǎo)致即使在偏振加擾的消除之后也剩余的加擾消除(或解擾)的殘余。已經(jīng)傳播通過長距離光學(xué)傳輸路徑并且在接收器處接收的光信號的相位可以相對于在發(fā)送器處生成的發(fā)送信號的相位發(fā)生偏移。當(dāng)接收信號的相位相對于發(fā)送信號的相位發(fā)生偏移時，不能夠完全地消除偏振加擾并且即使在相反方向上以與接收信號頻率Fs同步的偏振加擾頻率Fci執(zhí)行偏振加擾之后剩余偏振加擾的一部分。通過執(zhí)行相位調(diào)整以使得加擾消除的殘余最小，提供給LN偏振加擾部30a的偏振加擾控制信號被使得最優(yōu)。
[0057]圖7示出了作為實(shí)施方式的光學(xué)接收器的第三示例的光學(xué)接收器3C。除了 LN偏振加擾部30a和同步驅(qū)動部31之外，光學(xué)接收器3C具有光學(xué)定向耦合器(CPL)61、檢偏器62、光電檢測器(PD)63、同步檢測部64、磁場生成部71和偏振面調(diào)整部(例如，法拉第轉(zhuǎn)子)72。
[0058]該結(jié)構(gòu)能夠減少由于接收光的偏振面的差或偏移導(dǎo)致剩余的加擾消除的殘余。還由于偏振面的差引起了發(fā)送側(cè)和接收側(cè)之間的偏振加擾調(diào)制的變化。即使調(diào)制后的加擾頻率在發(fā)送側(cè)與接收側(cè)之間同步，在LN偏振加擾部30a的輸出中也包含加擾消除的殘余，除非偏振面的方向在發(fā)送側(cè)與接收側(cè)之間對齊，如圖8中所示。為了解決該問題，光學(xué)接收器3C被構(gòu)造為減少由于偏振面的差或偏移導(dǎo)致的加擾消除的殘余。
[0059]利用光學(xué)定向耦合器(CPL) 71、檢偏器62和TO63來檢測來自LN偏振加擾部30a的輸出光的一部分。在同步檢測部64處以與(頻率Fs的)接收信號同步的偏振加擾頻率Ftl檢測從TO63輸出的電信號分量。磁場生成部71生成磁場，從而同步檢測到的Ftl分量變?yōu)樽钚?。法拉第轉(zhuǎn)子72旋轉(zhuǎn)偏振面。其偏振面已經(jīng)進(jìn)行了調(diào)整的接收信號光被引導(dǎo)到LN偏振加擾部30a。LN偏振加擾部30a基于來自同步驅(qū)動部31的偏振加擾控制信號(Fci)將偏振加擾在相反方向上施加到偏振面調(diào)整后的接收信號。已經(jīng)從其移除了偏振加擾的信號被經(jīng)由光學(xué)定向I禹合器(CPL) 61輸入到光學(xué)信號接收部40。
[0060]該布置還允許光學(xué)接收器適當(dāng)?shù)叵诎l(fā)送側(cè)施加的偏振加擾。偏振面調(diào)整部72不限于法拉第轉(zhuǎn)子。可以使用能夠改變偏振面的任何適合的裝置，例如，半波片和四分之一波片的組合。
[0061]圖9示出了作為實(shí)施方式的光學(xué)接收器的第四示例的光學(xué)接收器3D。該示例是第二示例和第三示例的組合。除了 LN偏振加擾部30a和同步驅(qū)動部31之外，光學(xué)接收器3D還具有CPL61、檢偏器62、PD63、同步檢測部64、移相器電路65、磁場生成部71、偏振面調(diào)整部(例如，法拉第轉(zhuǎn)子)72和控制電路75。從LN偏振加擾部30a輸出的光信號的一部分經(jīng)由CPL61、檢偏器62和TO63引導(dǎo)到同步檢測部64。由TO63檢測到的偏振加擾后的調(diào)制分量(即，加擾消除的殘余)由與和接收信號頻率Fs同步的偏振加擾頻率Ftl同步的同步檢測部64檢測。檢測到的殘余分量(即使在消除或解擾之后剩余的分量)被輸入到控制電路75?？刂齐娐?5生成相位調(diào)整信號并且將其提供給移相器電路65以使得由于相位差導(dǎo)致的加擾消除的殘余最小。從同步驅(qū)動部31輸出的(頻率Fci的)偏振加擾控制信號的相位由移相器電路65調(diào)整為與發(fā)送側(cè)調(diào)制加擾頻率Ftl的相位一致。相位調(diào)整后的加擾控制信號被在同步狀態(tài)下輸入到LN偏振加擾部30a。
[0062]控制電路75還生成偏振面調(diào)整信號并且將其提供給磁場生成部71以使得由于偏振面的偏移導(dǎo)致的加擾消除的殘余最小。法拉第轉(zhuǎn)子72在由磁場生成部71生成的磁場的施加下改變偏振面。因此，其偏振面已經(jīng)進(jìn)行了調(diào)整的接收光被引導(dǎo)到LN偏振加擾部30a。
[0063]為了移除由于相位差和偏振面的偏移導(dǎo)致的加擾消除的殘余分量，接收信號的相位被首先調(diào)整到最優(yōu)狀態(tài)以使得由于相位差導(dǎo)致的加擾消除的殘余最小。或者，首先對檢測到的信號的相位與將要解擾的接收信號的相位進(jìn)行比較和調(diào)整以使其彼此一致。在使得由于相位差導(dǎo)致的殘余最小之后，進(jìn)一步調(diào)整偏振面以進(jìn)一步減少由于偏振面的偏移導(dǎo)致的殘余分量。為了重復(fù)相位調(diào)整和偏振面調(diào)整，接收信號被構(gòu)造為最佳狀態(tài)。
[0064]沿著傳輸路徑的傳輸信號的相位的變化和偏振面的變化根據(jù)裝置的溫度或傳播環(huán)境(例如，海下)的溫度而緩慢地變化。與偏振加擾的頻率變化相比，相位變化和偏振狀態(tài)的波動是足夠低的。因此，能夠首先調(diào)整信號相位并且然后調(diào)整偏振狀態(tài)以進(jìn)一步減少加擾消除的殘余分量。
[0065]利用上述布置，能夠減少發(fā)送側(cè)與接收側(cè)之間的偏振面的偏移和相位差。在接收側(cè)適當(dāng)?shù)叵嗽诎l(fā)送側(cè)施加的偏振加擾。
[0066]本發(fā)明不限于上述示例。時鐘提取可以不必在數(shù)字信號處理部50中執(zhí)行?？梢栽诠鈱W(xué)信號接收部40中的模數(shù)轉(zhuǎn)換之前對于電模擬信號進(jìn)行時鐘提取。在該情況下，能夠在與接收信號頻率Fs同步的(即，與發(fā)送側(cè)偏振加擾頻率Ftl同步的)偏振加擾頻率Ftl消除偏振加擾。
[0067]偏振加擾的同步不限于數(shù)字或模擬PLL電路的使用。例如，可以使用從GPS等等獲取的基準(zhǔn)頻率。在該情況下，可以使用與基準(zhǔn)頻率同步的信號來執(zhí)行發(fā)送側(cè)的偏振加擾調(diào)制和接收側(cè)的偏振加擾消除。
[0068]偏振加擾部20或30不限于LN偏振加擾器?？梢圆捎眯D(zhuǎn)驅(qū)動器和半波片或四分之一波片的組合。在該情況下，發(fā)送側(cè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和接收側(cè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器分別以與發(fā)送信號頻率Fs和接收信號頻率Fs同步的偏振加擾頻率Ftl (F0=FS/N,其中N=l，2，3，...)在相反方向上旋轉(zhuǎn)相關(guān)的波片。
[0069]光學(xué)調(diào)制方案不限于QPSK，并且可以通過增加MZ調(diào)制器的數(shù)目或光電場的強(qiáng)度等級的數(shù)目來采用諸如16QAM或64QAM的其它多級調(diào)制方案。
[0070]本發(fā)明可應(yīng)用于數(shù)字相干光學(xué)傳輸技術(shù)；然而，本公開不限于數(shù)字相干光學(xué)接收器。而且，本公開不限于單通道(或單波長)光學(xué)傳輸系統(tǒng)，并且可應(yīng)用于多通道光學(xué)傳輸系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)傳輸系統(tǒng)，所述光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括: 光學(xué)發(fā)送器； 光學(xué)接收器；和 光學(xué)傳輸路徑，所述光學(xué)傳輸路徑連接所述光學(xué)發(fā)送器與所述光學(xué)接收器， 其中，所述光學(xué)發(fā)送器具有第一偏振加擾部，所述第一偏振加擾部用于以與發(fā)送信號頻率同步的第一偏振加擾頻率在第一方向上改變光學(xué)信號的偏振狀態(tài)，并且 所述光學(xué)接收器具有第二偏振加擾部，所述第二偏振加擾部用于在與所述第一方向相反的第二方向上以與從所述光學(xué)傳輸路徑接收的光學(xué)信號的頻率同步的第二偏振加擾頻率改變所述光學(xué)信號的偏振狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)接收器具有移相器，所述移相器用于減少由于所述第一偏振加擾頻率與所述第二偏振加擾頻率之間的相位差而留下的偏振加擾消除的殘余成分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)接收器具有偏振面調(diào)整部，所述偏振面調(diào)整部用于減少由于所述第一偏振加擾頻率與所述第二偏振加擾頻率的偏振面之間的偏振偏移而留下的偏振加擾消除的殘余成分。
4.一種光學(xué)發(fā)送器，所述光學(xué)發(fā)送器包括: 光學(xué)信號發(fā)送部，所述 光學(xué)信號發(fā)送部用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)生成由調(diào)制信號調(diào)制的調(diào)制光學(xué)信號；以及 偏振加擾部，所述偏振加擾部用于以與所述調(diào)制光學(xué)信號的頻率同步的偏振加擾頻率改變所述調(diào)制光學(xué)信號的偏振狀態(tài)。
5.一種光學(xué)接收器，所述光學(xué)接收器包括: 光學(xué)信號接收部，所述光學(xué)信號接收部用于接收光學(xué)信號并且將所述光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號； 時鐘恢復(fù)電路，所述時鐘恢復(fù)電路用于從所述光學(xué)信號接收部的輸出中恢復(fù)時鐘；以及 偏振加擾部，所述偏振加擾部設(shè)置在所述光學(xué)信號接收部之前，用于從光學(xué)傳輸路徑接收偏振狀態(tài)被在第一方向上以與發(fā)送信號頻率同步的第一偏振加擾頻率改變后的信號光，并且在與所述第一方向相反的第二方向上以與所接收的信號光同步的第二偏振加擾頻率改變所述信號光的偏振狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)接收器，所述光學(xué)接收器進(jìn)一步包括: 同步檢測部，所述同步檢測部用于與所述第二偏振加擾頻率同步地根據(jù)所述偏振加擾部的輸出檢測特定方向的偏振成分；以及 移相器，所述移相器用于在使得由所述同步檢測部檢測到的所述偏振成分最小的方向上調(diào)整所述第二偏振加擾頻率的相位， 其中，進(jìn)行了相位調(diào)整后的所述第二偏振加擾頻率的驅(qū)動信號被輸入到所述偏振加擾部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)接收器，所述光學(xué)接收器進(jìn)一步包括: 同步檢測部，所述同步檢測部用于與所述第二偏振加擾頻率同步地根據(jù)所述偏振加擾部的輸出檢測特定方向上的偏振成分；以及偏振面調(diào)整部，所述偏振面調(diào)整部用于在使得由所述同步檢測部檢測到的所述偏振成分最小的方向上調(diào)整從所述光學(xué)傳輸路徑接收的所述信號光的偏振面的方向， 其中，調(diào)整了偏振面的方向后的所述信號光被輸入到所述偏振加擾部。
8.一種光學(xué)傳輸方法，所述光學(xué)傳輸方法包括: 在光學(xué)發(fā)送器處，在第一方向上以與發(fā)送信號頻率同步的第一偏振加擾頻率對光學(xué)信號進(jìn)行偏振加擾調(diào)制；以及 在光學(xué)接收器處，在與所述第一方向相反的第二方向上以與從光學(xué)傳輸路徑接收的所述光學(xué)信號的頻率同步的第二偏振加擾頻率對所述光學(xué)信號進(jìn)行偏振加擾調(diào)制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)傳輸方法，所述光學(xué)傳輸方法進(jìn)一步包括: 在所述光學(xué)接收器處，檢測所述第一偏振加擾頻率與所述第二偏振加擾頻率之間的相位差；以及 在所述光學(xué)接收器處，調(diào)整所述第二偏振加擾頻率的相位。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)傳輸方法，所述光學(xué)傳輸方法進(jìn)一步包括: 在所述光學(xué)接收器處，檢測所述第一偏振加擾頻率與所述第二偏振加擾頻率的偏振面之間的偏移；以及 在所述光學(xué)接收器處，調(diào)整從所述光學(xué)傳輸路徑接收的所述光學(xué)信號的偏振面的方向。
【文檔編號】H04B10/2569GK103812563SQ201310521143
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】太田研二 申請人:富士通株式會社