用於轉換光信號的調製格式的光學調製轉換器和方法
2023-07-20 22:21:46 1
專利名稱：用於轉換光信號的調製格式的光學調製轉換器和方法
技術領域：
本發明涉及用於轉換光信號的調製格式的光學調製轉換器和方法。本發明還涉及用於接收與檢測調製的光信號的採用所述調製轉換器和方法的接收機。
背景技術：
在當前的光學傳輸系統中，通信量是通過光學載波進行傳送的，其中光學載波的強度利用通信量進於調製，即對光學載波進行幅度調製(AM)。用於調製光學載波的通信量通常具有非歸零(NRZ)格式，雖然有時它也具有歸零(RZ)格式。
優選強度調製(IM)主要是因為基於光檢測器的相應光學接收機/檢測器的簡單性，其中光檢測器例如為光電二極體，其可操作為簡單的幅度閾值檢測器。對於特定的應用，通常對於即將到來的40Gbit/s光通信系統，已經建議使用其它的調製格式，這些調製格式具有更強的抵抗非線性傳播效應的能力，並具有較大的偏振模色散(PMD)和(彩色)色散(CD)容限。這些特性能夠為例如具有更高傳輸功率和更長的無中繼器的傳輸分段(section)的光傳輸系統的新沒計開闢道路。
儘管這些可替換的調製格式典型地都來自關於通信原理的特定著作，但是要將其直接應用於實際的光通信還時常有困難。
這樣的可替換的調製格式的典型例子是差分相移鍵控(DPSK)，其中利用差分編碼序列對信號的光學相位進行數字調製。在這種情況下，儘管可以使用已知的LiNbO3(Lithium Niobate(鈮酸鋰))技術簡單地實現調製器，但是由於不能直接檢測到相位調製的光信號而很難實現接收機。
在現有技術中，提出了兩種主要的解決辦法來檢測調製的DPSK信號。第一種基於熟知的直接來自於相干通信的方案，其需要本地振蕩器(在光學系統中為雷射器)，該本地振蕩器必須與偏振態(SOP)和信號載波頻率(波長)兩者都一致[「Modulation and demodulation techniques in optical heterodyne PSKtransmission」(光學外差PSK傳輸中的調製與解調技術)，T Chikama等人，J.Lightwave Technol.8，3第309-322頁(1990)]。這些特徵使接收機的設計既複雜又昂貴。第二種方案基於延時幹涉儀。該幹涉儀(典型地為馬赫-曾德(MachZehnder)幹涉儀)是能夠用於將DPSK信號轉換為強度調製(IM)信號的光學部件，其中該強度調製的信號隨後利用傳統的IM接收機進行接收[「Return tozero modulator using a single NRZ drive signal and optical delay interferometer」(使用單個NRZ驅動信號和光學延時幹涉儀的歸零調製器)，P.J.Winzer和J.Leuthold，Photon.Technol.Lett.13，12第1298-1300頁(2001)]。但是，幹涉儀結構難以控制(它們十分容易受到環境波動的影響)並且非常依賴於偏置穩定性[「Principles of OpticsElectromagnetic Theory of Propagation，Interferenceand Diffraction of Light」(光學原理光的傳播、幹涉和衍射的電磁學理論)(第7版)M Bom和E Wolf(1999)]。此外，它們還沒有獲得商業上的利用，並且只有研究原型是已知的。
發明內容
本發明總的目的是通過實現一種能夠用於容易地將光信號調製格式轉換為另一格式的方法和調製轉換器來補償上述缺陷。這例如允許接收調製的DPSK光信號並將其轉換為準備用於光電檢測的IM信號(RZ或NRZ)。這都具有能夠使用公知的低廉部件的優點。
根據本發明的第一方面，提供一種用於對光輸入信號的調製格式進行轉換的光學調製轉換器，其特徵在於，雙折射介質，在其兩個主對稱軸之間具有選定的差分群延時(DGD)，光輸入信號通過雙折射介質的軸而被分為兩個分量，每個分量以不同的群速度沿著該介質的主軸之一傳播。
有利地，基於光輸入信號比特率，選擇該雙折射介質的差分群延時，使得由該雙折射介質所引起的差分群延時基本上等於該輸入信號的比特周期。這種設置實現了將相位調製的輸入信號轉換為相應偏振調製的輸出信號。
優選地，該轉換器進一步包括偏振控制器，用於消除光輸入信號在它應用於雙折射介質之前所存在的隨機偏振波動。
為了易於製造，雙折射介質有利地包括保偏光纖(polarization maintainingfibre)，其長度被選擇，以提供選擇的差分群延時，從而保證準確的調製轉換。
有利地，在輸入信號被施加給雙折射介質之前，其穿過光隔離器。該光隔離器減少可能出現在雙折射介質的輸入上的寄生反射(spurious reflection)，並從而改善轉換器的穩定性。
當待轉換的光輸入信號被相位調製時，選擇雙折射介質，以使群延時正好使得從該雙折射介質輸出的信號為相應的偏振調製信號。進一步，當輸入信號利用線性偏振進行相位調製時，該光輸入信號有利地以45°耦合到雙折射介質的主軸。輸入信號的耦合可以使用在轉換器的輸入端上設置的偏振控制器來實現。
當將調相光輸入信號轉換為偏振調製信號時，該轉換器有利地在該雙折射介質的輸出端上進一步包括第二轉換級，該第二轉換級包括用於將偏振調製信號轉換為相應的強度調製信號的偏振敏感設備。從偏振調製信號到強度調製信號的轉換可以很方便地通過選擇偏振調製信號的偏振狀態之一來實現。隨後，這種強度調製信號可以很方便地使用已知的光檢測器來檢測。
方便地，該偏振敏感設備是偏振器或偏振分束器，用於將兩個光分量分開。
為了消除光信號在它施加給偏振敏感設備之前所存在的隨機偏振波動，該轉換器有利地進一步包括第二偏振控制器。
優選地，該轉換器在其第二級的輸出端上還包括用於檢測強度調製信號的光檢測器。
有利地，當對輸入信號進行相位調製時，該雙折射介質的差分群延時選定為使其基本上等於輸入信號的比特周期，從而將輸入信號轉換為相應的強度調製非歸零(IM-NRZ)格式。可替換地，該雙折射介質的差分群延時可選定為使其顯著小於輸入信號的比特周期，從而將相位調製的輸入信號轉換為強度調製的歸零(IM-RZ)格式。
根據本發明的第二方面，提供一種用於光信號的調製格式的光學轉換的方法，其特徵在於，使該光信號通過雙折射介質，從而將該光信號分成兩個分量，其中該雙折射介質在其兩個主對稱軸之間具有選定的差分群延時，每個分量以不同的群速度沿著該介質的主軸之一傳播。
有利地，當對待轉換的輸入信號進行相位調製時，該雙折射介質的差分群延時選定為使得該雙折射介質的輸出信號為相應的偏振調製信號。
優選地，該方法進一步包括將偏振調製信號施加給偏振敏感設備，以將其轉換為強度調製信號。
有利地，該方法進一步包括以光輸入信號的比特率為基礎，選定該雙折射介質的差分群延時，以使其基本上等於信號比特周期。
根據本發明的再一方面，提供一種用於檢測相位調製的光輸入信號的光信號接收機，其特徵在於，第一光信號調製格式轉換級，其包括雙折射介質，該雙折射介質在其兩個主對稱軸之間具有選定的差分群延時，光信號通過該雙折射介質，從而將其分成兩個分量，每個分量以不同的群速度沿著該介質的主軸之一傳播，以獲得相應的偏振調製信號；第二轉換級，其包括用於將偏振調製信號轉換為相應的強度調製信號的偏振敏感設備，和用於檢測強度調製信號的光檢測器設備。
為了能夠更好地理解本發明及其相比於現有技術的優點，下面結合附圖以非限制性示例方式描述可能的實施方式。
在附圖中圖1表示根據本發明的用於光輸入信號的調製格式的光學轉換的光學轉換器的框圖；圖2代表差分相移鍵控(DPSK)光信號沿雙折射介質的展開，其中該雙折射介質是根據本發明的光學轉換器的一部分；圖3表示根據本發明的從DPSK信號到偏振移位鍵控(POLSK)信號的轉換；圖4表示根據本發明第一實施方式的用於將DPSK調製輸入信號轉換為IM輸出信號的光學轉換器/接收機的框圖；圖5和圖6表示用於使用圖4的光學轉換器/接收機結構所轉換的DPSK輸入信號的測量眼圖(幅度/強度-時間)；和圖7表示根據本發明第二實施方式的光學轉換器和接收機的框圖。
具體實施例方式
參考附圖，現在描述享有簡便與靈活優點的新的調製轉換概念。
參考圖1，表示了根據本發明的光學調製轉換器的示意圖，其中該轉換器整體利用附圖標號10表示。該光學調製轉換器10用於將光學輸入12上接收的光信號的調製格式光學轉換為從光輸出13輸出的具有不同調製格式的相應光信號。該轉換器包括串行連接在光輸入11與光輸出12之間的已知偏振控制器13和雙折射介質14。方便地，該雙折射介質包括選擇長度的保偏光纖(PMF)。
如現在將描述的，根據本發明的創新原理的雙折射介質的使用不需要任何用於調製格式轉換的光學幹涉儀。雙折射介質用於將光輸入信號分為兩個正交的偏振分量，每個分量沿著該雙折射介質的主(主要)軸之一傳播。這兩個主軸(分別表示為Fast(快)軸和Slow(慢)軸)具有不同的相應相速度。因此，雙折射在兩個對稱主軸之間引起差分群延時(DGD)，以致於兩個分量以不同的群速度和相速度沿該介質傳播。因此，如果在雙折射介質的輸入端上的光信號具有一定的偏振狀態(例如，線偏振)，並且以適當的角度(例如45°)耦合到該介質的主軸，那麼這兩個分量將具有相同的功率。在如圖1所示的實施方式中，偏振控制器確保將光輸入信號以相對於該介質的主軸已知的偏振態提供給雙折射介質。在經該介質傳播之後，這兩個分量出現在輸出端上，具有顯著的相對延時和光學相位差(這兩者都是由於介質雙折射而引起的)。由於這些信號分量在雙折射介質的末端上被合併，因此最終輸出的光信號對於輸入信號和由介質引起的延時與光學相位差具有綜合相關性(dependence)。如下將闡述的，使得具有第一調製格式的光信號經過雙折射介質可以至少實現向不同調製格式的轉換的第一級。
在雙折射介質的輸入端上的一般信號可以如下表示E(t)＝(E0，xx+E0，yy)eiФ(t)其中Ф(t)＝π∑kαkq(t-kTbit)並且αk＝0，1；
其中x和y表示雙折射介質的兩個正交偏振；Φ(t)表示相位調製；Tbit表示輸入信號的比特周期(時間)，而E0，x和E0，y表示複數振幅，其值決定信號的偏振態(SOP)(例如，如果兩者都為實數，則光被線性偏振)。如果α＝π/2，且光信號被線性偏振，則E0，x＝E0，y。
在通過該雙折射介質傳播之後，場變為E(t)＝E0，xeiФ(t-T+ΔT/2)+iΨ/2x+E0，yeiФ(t-T-ΔT/2)-iΨ/2y(1)其中T表示平均群延時，而ΔT和ψ分別表示差分群延時和相位延時。
轉換要求光輸入信號具有已知的、固定的偏振態(SOP)。為了消除輸入信號中的隨機偏振波動，這些經常在通過傳輸光纖的傳輸期間引入，在調製轉換器的輸入上設置偏振控制器13(可能具有合適的軟體和/或硬體控制器)。偏振控制器對於本領域的技術人員來說是熟知的，並不再進一步描述或表示。
除了偏振控制器以外，有利地，還在轉換器的輸入端上提供光隔離器，以減少可能出現在雙折射介質的輸入端上的寄生反射。如下將描述的，使用光隔離器可以提高轉換器的穩定性。
現在將參考從DPSK信號到相應POLSK信號的轉換進一步解釋可以怎樣使用雙折射介質來轉換光信號的調製格式的原理。參考圖2，這圖解表示了DPSK(差分相移鍵控)信號沿雙折射介質(特別地，PMF光纖)的展開(傳播)。在該圖的左部，圖解顯示了輸入到光纖的信號，而在右部圖解顯示了在輸出端上所獲得的結果。
在這個實例中，輸入信號是利用線偏振態在10Gbit/s上調製的DPSK信號。該輸入信號以α＝45°與雙折射介質的主軸x，y相耦合。輸入信號的相位調製為 如果將這樣的DPSK信號提供至雙折射介質的輸入端並且差分群延時ΔT相當於輸入信號的比特周期Tbit，數量級，則該介質的輸出將是偏振調製的信號，其調製信號為原始信號，即其也將被差分解碼。
應當注意，輸出信號的兩種偏振態取決於DPSK的相位差和雙折射介質的特性。這意味著，如果由雙折射介質引起的光學相位延時、移位、ψ為π並且差分群延時ΔT基本上等於比特周期Tbit，則在輸出信號中可產生兩個正交偏振，即雙POLSK(偏振相移鍵控)。進一步，隨後這個POLSK信號可以使用第二轉換級而被轉換為相應的強度調製(IM)信號，並且然後使用用作閾值檢測器的光檢測器(光電二極體)很容易地被檢測到。
第二轉換級(POLSK-IM)包括例如偏振器或偏振分束器的偏振敏感設備(PSD)，用於選擇兩種偏振態之一，並從而產生相應的IM信號。為了使POLSK信號的偏振態(SOP)與PSD的軸對準，在雙折射介質和PSD之間進一步包括偏振控制器是有利的。從而，當需要實現相位調製的信號接收機(DPSK或PSK)時，首先使用雙折射介質將該PSK光信號轉換為POLSK信號，並且然後將其轉換為隨後可以利用具有足夠通帶的普通光電二極體檢測到的IM信號。
應當注意，本發明的調製轉換不需要使用差分或相干接收機方案，並且能夠使用容易獲得的光學部件來實現。
基於輸入信號比特率，選擇雙折射介質，以致於由該介質所引起的差分群延時ΔT與輸入信號的比特周期(時間)Tbit(Tbit＝1/比特率)相當或基本上相等。例如，對於具有比特速率為10Gbit/s、比特周期Tbit＝100ps的輸入信號，如果使用具有線性延時為0.2ps/m的保偏光纖(PMF)作為雙折射介質，則兩個分量在通過PMF的50米傳播之後將被延時比特周期。
例如，從等式(1)開始，可以顯示出，調相(DPSK)信號可以轉換為偏振調製(POLSK)信號。假設DPSK相移恰好為π，並且ΔT＝Tbit，則可以產生兩個正交的SOP信號。輸出為E(t)＝eiФ(t′)(E0，x′ x+E0，y′ei(Ф(t′-ΔT)-Ф(t′))y)其中
t＝t-T+ΔT/2E0，x′＝E0，xeiΨ/2E0，y′＝E0，ye-iΨ/2如可以看出的，如果ΔT＝Tbit，則輸出SOP由兩個連續比特之間的相移所決定，即Φ(t′-ΔT)-Φ(t′)＝Φ(t′-Tbit)-Φ(t′)並因此可以完成差分光學解碼。這兩個可能的輸出SOP取決於Φ(t′-ΔT)-Φ(t′)的值，並且將不會與雙折射介質的軸對準(此例中，它們分別為±45°)。從而，獲得DPSK到POLSK的轉換。
這在圖3中進行進一步說明，其中該圖的上部顯示在雙折射介質的兩個軸上比較的信號相位，而該圖的下部是在介質的輸出端上的瓊斯(Jones)矢量。將很清楚，從DPSK信號到POLSK信號的轉換歸因於由於雙折射介質產生的DPSK信號的細分(subdivision)和延時。圖3中作為例子被考慮的二進位比特的序列是周期信號00110011，並且線性差分延時設置為恰好等於比特周期Tbit(100ps)。
自然，由於光學元件的倒數特性(reciprocal property)，雙折射介質(PMF)可以相反地用於反向轉換，即，從POLSK信號到DPSK信號的轉換。
為了將調製格式從DPSK轉換為IM(或幅移鍵控ASK)，首先使用上述到POLSK的轉換，並且然後使用已知的偏振選擇設備(PSD)來僅選擇輸出偏振態之一，以獲得IM信號。圖4中顯示了用於將DPSK調製輸入信號轉換為相應IM輸出信號的轉換器/接收機的實際實現。轉換器/接收機10包括在光學輸入端11和光學輸出端12之間串聯連接的第一光隔離器15；第一偏振控制器14，選定長度的保偏光纖14(雙折射介質)；第二光隔離器16；分光器17；第二偏振控制器18；偏振分束器(PBS)19(偏振敏感設備)；和用於檢測IM信號的光檢測器21。第二光檢測器20連接到光學分光器17的第二輸出端，並被用於監測POLSK轉換信號。DPSK輸入信號通過光隔離器15被施加給偏振控制器13，以便如前所述避免雜散反射(stray reflection)，並提高穩定性。第一偏振控制器13被構造成確保輸入信號的偏振態與雙折射介質的主軸適當地對準，以確保BPSK輸入信號準確轉換成相應的POLSK信號。第二光隔離器16用於減少雜散反射的效應。位於雙折射介質14和偏振選擇設備19之間的第二偏振控制設備18用於使POLSK信號的兩個SOP與偏振分束器PBS的軸對準。偏振分束器(偏振選擇設備)19用於將POLSK信號的兩個偏振態分離，從而一個SOP通過到達光檢測器21用於檢測，而另一個被輸出並被拋棄。如上所述，偏振選擇設備可以是例如偏振濾光器或偏振分光器。從PBS所獲得的強度調製信號使用例如光電二極體21等的光檢測器而容易地被檢測到。這樣，能夠實現簡單的DPSK信號接收機。
為了獲得IM信號，圖4的方案基於以下推論DPSK信號的相位的不變性導致偏振態的截止(+π/2檢測到「0」比特)，而相位的變化導致允許的偏振態(-π/2檢測到「1」比特)。因此IM信號輸出被強度調製，並根據由雙折射介質所引入的DGD(差分群延時)而能夠具有RZ格式或NRZ格式。特別地，如果DGD≈Tbit(比特周期)，則轉換的信號是IM-NRZ信號，而如果DGD＜Tbit，則轉換的信號將是IM-NRZ信號。例如，參考圖5和6，顯示了使用圖4的光學轉換器/接收機結構轉換的DPSK輸入信號Tbit＝100ps的測量眼圖(幅度/強度相對於時間)。輸入信號包括偽隨機二進位序列(PRBS)。在圖5中，雙折射介質的DGD小於比特周期(DGD＝60ps)，並且可以清楚地看出，如利用光檢測器21所測量的結果輸出信號為IM-RZ信號。相反，圖6顯示了相同DPSK輸入信號對於其中介質的DGD基本上等於輸入信號的比特周期(DGD＝95ps)的情況下的眼圖，並且顯示了輸出信號現在如何是IM-NRZ信號。
參考圖7，顯示根據本發明的第二轉換器/接收機結構。在該實例中，該轉換器用於將10Gbit/s的POLSK輸入信號轉換為相應的IM信號。為了一致性，相同的元件使用與圖4中相同的標號來表示。POLSK輸入信號具有兩個可替換的正交線性偏振態，一個代表二進位狀態「0」，而另一個代表二進位狀態「1」。偏振控制器13被配置成將輸入信號提供給雙折射介質14，以使兩個線偏振態(分別對應於「0」和「1」比特)分別與介質的相應一個主軸(快軸和慢軸)對準(平行)。在此實例中，雙折射介質14是50米長的保偏光纖，其引入總共約為100ps的DGD。應當注意，由於與PMF的快軸和慢軸相關聯的不同的相速度，所以「0」比特在該雙折射介質上比「1」比特更快地傳播。因此，輸出信號是具有大於10GHz帶寬的三級強度的信號，並且類似於調製信號的一階導數。當輸入比特流中的轉變是邏輯「0」到「1」時，|E|2具有由於兩種可能偏振態的疊加而產生的峰值。相反，當輸入比特流中的轉變是「1」到「0」時，|E|2由於兩種可能的偏振態的缺少而具有最小值。當邏輯轉變是「0」到「0」或「1」到「1」時，即，在輸入信號的連續比特之間的二進位狀態沒有變化時，|E|2由於只存在可能的偏振態之一而具有中間值(該中間值將位於最大值和最小值之間的中點上)。如果線性時延恰好等於比特周期(即，如果DGDΔT＝Tbit＝100ps)，則最小值將為零。
這最後一個例子(POLSK轉換為多級IM)表明雙折射介質還可以用作編碼器。原始POLSK序列可以通過利用具有不足10GHz帶寬的光檢測器(光電二極體)20(如圖7中所示)和利用具有適當閾值偏置(threshold bias)例如等於編碼信號的全寬度半最大值(Full Width Half Maximum)(FWHM)和7GHz帶寬的放大器22來檢測編碼信號而被解碼。
已經表明，本發明的目的通過使用雙折射介質提供光輸入信號的調製格式的轉換而實現。這種設置提供簡單且經濟的方法來提供調製轉換。本領域技術人員很容易注意到，通過適當選擇雙折射介質，特別地，差分群延時，以及輸入信號的偏振態與該介質的主軸的對準，可以實現多種不同的調製轉換。例如，本發明可以用於從DPSK或MSK(最小相移鍵控)直接轉換為POLSK；從DPSK或MSK經中間轉換到POLSK而轉換為IM(該IM信號可以是IM-RZ或IM-NRZ，這取決於該介質相對於輸入信號的比特率的差分群延時)；從POLSK到IMDD(強度調製直接檢測)的轉換；或從IM到POLSK的轉換。由於DPSK信號除了初始差分編碼之外與PSK信號非常相似，因此對於PSK，能夠獲得類似於DPSK的轉換。
根據本發明，轉換成強度調製信號，這使得接收機能夠容易地通過包括光檢測器來檢測強度調製信號而實現。
可以預期，在未來的網絡中將並存不同的調製格式，以致於在一些網絡節點中將一種調製格式光學轉換為另一種格式可能是權宜之計。本發明使之有可能執行這個調製轉換，並且本發明對於部署用於變換發送的信號格式而沒有數據和帶寬的損失將是有用的。
通過非限定性實例給出了應用本發明創新原理的上述實施方式，並且在不偏離本發明的範圍內可作修改。例如，應當明白，為了使轉換器準確無誤工作，雙折射介質中的兩個分光信號應當沿著整個雙折射介質保持一定的群延時和相位差。根據雙折射介質的特性，這種條件可能是非常嚴格的，因為特別地相位延時可能在一段時間之後由於熱、機械或其它影響而變化。因此，為了滿足這種條件，優選地，可以將該轉換器(特別地，雙折射介質)封閉於適當的外殼中，以隔離雙折射介質而免受外部環境的影響。可替換地或進一步地，該轉換器可以包括溫度控制機構，例如帕爾帖(Peltier)加熱/冷卻裝置，用於將雙折射介質保持在設置溫度上。另外，可以將該轉換器設計為將這些變化置於控制之下(其中一些可以在該雙折射介質之後得到補償)。在保偏光纖的情況下，使用普通的小的人造覆蓋物來保護光纖的傳輸特性能夠是有用的。
權利要求
1.一種光學調製轉換器(10)，用於轉換光輸入信號的調製格式，其特徵在於，雙折射介質(14)，在其兩個主對稱軸之間具有選定的差分群延時，光輸入信號通過主對稱軸而被分為兩個光學分量，每個光學分量以不同的群速度沿著該介質的主軸之一傳播。
2.如權利要求1所述的轉換器，其特徵在於，基於輸入信號比特率，選擇雙折射介質(14)，以使得由該雙折射介質所引入的差分群延時基本上等於該信號的比特周期。
3.如權利要求1或2所述的轉換器，進一步包括偏振控制器(13)，其用於在光輸入信號被施加給雙折射介質之前消除光輸入信號中的隨機偏振波動。
4.如任一在前權利要求所述的轉換器，其中雙折射介質(14)是保偏光纖。
5.如權利要求1所述的轉換器，在雙折射介質(14)的輸入端之前，進一步包括光隔離器(15)。
6.如任一在前權利要求所述的轉換器，其中當待轉換的光輸入信號被相位調製時，選擇雙折射介質，以便群延時使得從雙折射介質輸出的信號為相應的偏振調製信號。
7.如任一在前權利要求所述的轉換器，其中當待轉換的光輸入信號利用線性偏振進行調相時，光輸入信號以45°耦合到雙折射介質的主軸。
8.如權利要求6所述的轉換器，在雙折射介質(14)的輸出端上，進一步包括第二轉換級(18，19)，該第二轉換級包括用於將偏振調製信號轉換為相應的強度調製信號的偏振敏感設備(19)。
9.如權利要求7或8所述的轉換器，其中偏振敏感設備(19)是偏振器或偏振分光器。
10.如權利要求7-9之中任一項權利要求所述的轉換器，進一步包括第二偏振控制器(18)，其用於在光信號被施加給偏振敏感設備(19)之前消除光信號中的隨機偏振波動。
11.如權利要求7-10之中任一權利要求所述的轉換器，在第二級的輸出端上，進一步包括用於檢測強度調製信號的光檢測器(21)。
12.如權利要求6所述的轉換器，其中雙折射介質的差分群延時被選擇為基本上等於光輸入信號的比特周期，從而將調相輸入信號轉換為強度調製非歸零格式。
13.如權利要求6所述的轉換器，其中雙折射介質的差分群延時被選擇為充分小於輸入信號的比特周期，從而將相位調製的輸入信號轉換為強度調製歸零格式。
14.一種用於光信號的調製格式的光學轉換的方法，其特徵在於，使該光信號通過雙折射介質，從而將該光信號分成兩個光學分量，其中雙折射介質在其兩個主對稱軸之間具有選定的差分群延時，每個光學分量以不同的群速度沿著該介質的主軸之一傳播。
15.如權利要求14所述的方法，其中當待轉換的輸入信號進行相位調製時，還包括選擇雙折射介質的差分群延時，以使得該雙折射介質輸出的信號為相應的偏振調製信號。
16.如權利要求15所述的方法，進一步包括將偏振調製信號施加給偏振敏感設備，以便將其轉換為強度調製信號。
17.如權利要求14-16之中任一項權利要求所述的方法，還包括以光輸入信號的比特率為基礎，選擇雙折射介質的差分群延時，以使之基本上等於信號比特周期。
18.一種用於檢測調相光輸入信號的光信號接收機，其特徵在於，第一光信號調製格式轉換級，包括雙折射介質，該雙折射介質在其兩個主對稱軸之間具有選定的差分群延時，光信號通過雙折射介質而分成兩個分量，每個分量以不同的群速度沿著該介質的主軸之一傳播，以獲得相應的偏振調製信號；第二轉換級，包括用於將偏振調製信號轉換為相應的強度調製信號的偏振敏感設備；和用於檢測強度調製信號的光檢測器。
全文摘要
一種用於對光輸入信號的調製格式進行轉換的光學調製轉換器(10)，其特徵在於，雙折射介質(14)，即，保偏光纖，在其兩個主對稱軸之間具有選定的差分群延時，光輸入信號通過這些對稱軸而被分為兩個光學分量，每個分量以不同的群速度沿著該介質的主軸之一傳播，從而轉換輸入信號的調製格式。通過相對於輸入信號的比特率適當選擇該介質所產生的差分群延時和通過相對於該介質的主軸適當提供輸入信號，可以實現不同調製格式之間的轉換。這些轉換包括從光學DPSK(差分相移鍵控)到POLSK(偏振相移鍵控)的直接轉換、DPSK通過中間轉換到POLSK再到IM(強度調製)的轉換、POLSK到IMDD(強度調製直接檢測)的轉換和IM到POLSK的轉換。
文檔編號H04B10/67GK1977475SQ200580007418
公開日2007年6月6日 申請日期2005年3月8日 優先權日2004年3月8日
發明者A·德爾裡科, E·克拉拉梅拉 申請人:愛立信股份有限公司