光解偏振復用的接收裝置、發送裝置、系統及方法

2023-08-11 09:26:51 2

專利名稱：光解偏振復用的接收裝置、發送裝置、系統及方法
技術領域：
本發明涉及光解偏振復用技術領域，尤其涉及一種光解偏振復用的接收裝置、發 送裝置、系統及方法。
背景技術：
隨著網絡應用的不斷豐富和發展，光傳輸網絡的主要線路承載速率從10吉比特 每秒teb/s)、40(ib/s提升到了 100(ib/s。並且，100(ib/s光傳輸系統將成為下一代光網絡的主流。目前，線路速率為100(ib/S的光傳輸系統主要通過偏振復用系統實現。偏振復用 系統在發送端將兩路56(ib/S數據源信號分別調製到偏振態相互正交的兩路光信號上，再 將兩路光信號通過偏振光合波器(PBC)合成為一路偏振復用光信號。該路偏振復用光信號 承載112(ib/S的數據，被發送到光纖鏈路上傳輸。偏振復用系統的接收端利用偏振控制器(PC)對接收的偏振復用光信號的偏振態 進行控制，補償和校正光纖鏈路上引入的偏振態的損耗和變化，再通過偏振光分離裝置如 偏振光分束器(PBQ或偏振檢波器獲取單一偏振態的偏振光。這種在接收端利用光器件實 現解偏振復用的系統，稱為光解偏振復用的光傳輸系統。圖1為現有技術中光解偏振復用的光傳輸系統的結構示意圖。該系統採用DQPSK 調製、偏振復用、光解偏振復用實現112(ib/S光傳輸系統。圖1中輸入數據源為4路觀(^/8電信號D1、D2、D3、D4。在發送端，每兩路數據信 號(電信號)通過DQPSK調製器被調製到光信號上。其中，Dl和D2被調製到光信號Y上； D3和D4被調製到光信號X上。光信號Y和光信號X由同一雷射器產生的光源通過耦合器 分光之後產生。光信號Y和光信號X均為單一偏振態的光信號，且偏振態相互正交，如圖2、 圖3所示。這樣，光信號Y和光信號X分別承載了 56(ib/s的數據。並將光信號Y和光信號 X經過偏振光合波器合成一路偏振復用光信號，發送到光纖鏈路上進行傳輸。光信號Y和光 信號X合成前後的偏振態如圖3所示，合成得到的偏振復用光信號承載了 112(ib/s的數據。所述偏振復用光信號到達接收端後，經過由偏振控制器、偏振分束器、分光器、反 饋量提取模塊、搜索跟蹤模塊構成的反饋控制環路的處理，由偏振控制器進行偏振態(SOP) 旋轉後，偏振光分束器的輸出兩個單一偏振態的偏振光，實現光解偏振復用。其中，反饋量 提取模塊包括射頻(RF)檢測模塊或導頻檢測模塊。即以RF作為反饋量控制偏振控制器調 節偏振態，或以導頻作為反饋量控制偏振控制器調節偏振態。當以導頻作為反饋量時，偏振 復用發送端需要通過增加點可控衰減器或調製器對光信號X或光信號Y進行加擾。所述偏振復用光信號的偏振態變化如圖4所示，發送端光信號的兩個偏振態相互 正交。光信號通過光纖鏈路傳輸時，由於鏈路上的各種損耗和幹擾，導致到達接收端的光 信號的兩個偏振態不再正交。接收端根據通過搜索及跟蹤到的反饋信號輸出控制量，用輸 出的控制量來控制偏振控制器調整接收到的偏振復用光信號的偏振態。其中，反饋量提取 模塊提取的反饋信號可以是光信號Y中加入的導頻信息或光信號Y中的光信號X的串擾功率。反饋環路中的搜索跟蹤模塊以反饋量最大或最小為準則，對偏振控制器進行實時控 制，使得反饋量值取最大或最小，也就是使偏振控制器將偏振復用光信號整體旋轉，直至光 信號X偏轉到水平方向上，或者，直至光信號Y偏轉到垂直方向上。當偏振控制器調節偏振 態直至光信號X偏轉到水平方向上時，由圖4可以看到，偏振分束器過濾出水平偏振態的光 信號X』與垂直偏振態的光信號Y』，實現光解偏振復用。其中，光信號X』為光信號X與光信 號Y在水平方向上分量的疊加；光信號Y』為光信號Y在垂直方向上的分量。反之，當偏振 控制器調節偏振態直至光信號Y偏轉到垂直方向上時，光信號Y』為光信號Y與光信號X在 垂直方向上分量的疊加；光信號X』為光信號X在水平方向上的分量。在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下缺點偏振分束器的 同一個輸出埠輸出的光信號不固定，有可能是光信號X』，也有可能是光信號Y』，並且分 離出的光信號X』中存在光信號Y在垂直方向上的分量，即輸出的光信號X』中有光信號Y 的成分，或者，分離出的光信號Y』中有光信號X的成分，有明顯的串擾，影響了傳輸系統的 性能。

發明內容
本發明實施例提出一種光解偏振復用的接收裝置、發送裝置、系統及方法，以減少 光解偏振復用的接收端的光信號的串擾。本發明實施例提供了一種光解偏振復用的接收裝置，包括分光器，用於將接收到的偏振復用光信號分為相同的兩路偏振復用光信號；所述 兩路偏振復用光信號分別都包括第一偏振態光信號和第二偏振態光信號；所述第一偏振態 光信號為水平方向的偏振態光信號傳輸到所述分光器時的光信號；所述第二偏振態光信號 為垂直方向的偏振態光信號傳輸到所述分光器時的光信號；水平方向光信號獲取裝置，與所述分光器相連，用於調節所述兩路偏振復用光信 號中的一路偏振復用光信號的偏振態，直至所述一路偏振復用光信號中的第二偏振態光信 號調節到垂直方向，並從調節後的所述一路偏振復用光信號中分離出水平方向的偏振態光 信號；垂直方向光信號獲取裝置，與所述分光器相連，用於調節所述兩路偏振復用光信 號中的另一路光信號的偏振態，直至所述另一路光信號的偏振態的第一偏振態光信號調 節到水平方向，並從調節後的所述另一路偏振復用光信號中分離出垂直方向的偏振態光信號。本發明實施例還提供了一種光解偏振復用的發送裝置，包括驅動器，用於放大數據信號；集成式調製器，用於將經過放大的數據信號調製到光信號上；偏置點控制單元，用於控制所述集成式調製器的工作狀態；導頻控制單元，用於發送導頻信號，以使驅動器、偏置點控制單元中的至少一個將 所述導頻信號加載到經過所述集成式調製器調製的光信號中。本發明實施例還提供了一種光解偏振復用的光傳輸系統，包括上述光解偏振復 用的接收裝置及上述光解偏振復用的發送裝置。本發明實施例還提供了一種光解偏振復用的接收方法，包括
接收偏振復用光信號；所述偏振復用光信號包括第一偏振態光信號和第二偏振態 光信號；所述第一偏振態光信號為水平方向的偏振態光信號傳輸到分光器時的光信號；所 述第二偏振態光信號為垂直方向的偏振態光信號傳輸到所述分光器時的光信號；所述分光器將接收到的偏振復用光信號分為相同的兩路偏振復用光信號；調節所述兩路偏振復用光信號中的一路偏振復用光信號的偏振態，直至所述一路 偏振復用光信號中的第二偏振態光信號調節到垂直方向，並從調節後的所述一路偏振復用 光信號中分離出水平方向的偏振態光信號；調節所述兩路偏振復用光信號中的另一路光信號的偏振態，直至所述另一路光信 號的偏振態的第一偏振態光信號調節到水平方向，並從調節後的所述另一路偏振復用光信 號中分離出垂直方向的偏振態光信號。本發明實施例還提供了一種光解偏振復用的發送方法，包括放大數據信號；將經過放大的數據信號調製到偏振復用光信號上；所述偏振復用光信號中加載有 導頻信號；所述導頻信號通過驅動器、偏置點控制單元中的至少一個加載到所述偏振復用 光信號上。上述實施例中，水平方向光信號獲取裝置、垂直方向光信號獲取裝置均通過對與 待分離出的光信號偏振態正交的光信號的偏振態調節到發送前的狀態，各自分離出單一偏 振態的光信號，抑制了傳輸鏈路上偏振相關損耗(PDL)帶來的影響，降低了光信號的串擾， 提高了光解偏振復用的光傳輸系統的性能。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為現有技術中光解偏振復用的光傳輸系統的結構示意圖；圖2為現有技術中光信號的偏振態示意圖；圖3為現有技術中光信號Y和光信號X合成前後的偏振態示意圖；圖4為現有技術中偏振復用光信號的偏振態變化示意圖；圖5為本發明實施例提供的一種光解偏振復用的接收裝置的結構示意圖；圖6為本發明實施例提供的一種光解偏振復用的發送裝置的結構示意圖；圖7為本發明實施例提供的另一種光解偏振復用的發送裝置的結構示意圖；圖8為本發明實施例提供的一種光解偏振復用的光傳輸系統的結構示意圖；圖9為本發明實施例提供的另一種光解偏振復用的光傳輸系統的結構示意圖；圖10為本發明實施例提供的光解偏振復用的光傳輸系統中接收端光信號的偏振 態變化示意圖；圖11為圖9所示光解偏振復用的光傳輸系統反饋控制的實現原理框圖；圖12為圖9所示光解偏振復用的光傳輸系統反饋控制的流程示意圖；圖13為本發明實施例提供的光解偏振復用的接收方法的流程圖；圖14為本發明實施例提供的光解偏振復用的發送方法的流程圖。
具體實施例方式圖5為本發明實施例提供的一種光解偏振復用的接收裝置的結構示意圖。該系統 包括分光器51、水平方向光信號獲取裝置52及垂直方向光信號獲取裝置53。分光器51用 於將接收到的偏振復用光信號分為相同的兩路偏振復用光信號。所述兩路偏振復用光信號 分別都包括第一偏振態光信號和第二偏振態光信號；所述第一偏振態光信號為水平方向的 偏振態光信號傳輸到所述分光器時的光信號；所述第二偏振態光信號為垂直方向的偏振態 光信號傳輸到所述分光器時的光信號。水平方向偏振態光信號經過光纖鏈路傳輸後，偏振 態已偏離水平方向，成為與水平方向偏振態光信號承載相同數據的第一偏振態光信號。類 似地，垂直方向偏振態光信號經過光纖鏈路傳輸後，偏振態也已偏離垂直方向，成為與垂直 方向偏振態光信號承載相同數據的第二偏振態光信號。水平方向光信號獲取裝置52與所 述分光器51相連，用於調節所述兩路偏振復用光信號中的一路偏振復用光信號的偏振態， 直至所述一路偏振復用光信號中的第二偏振態光信號調節到垂直方向，並從調節後的所述 一路偏振復用光信號中分離出水平方向的偏振態光信號。垂直方向光信號獲取裝置53與 所述分光器51相連，用於調節所述兩路偏振復用光信號中的另一路光信號的偏振態，直至 所述另一路光信號的偏振態的第一偏振態光信號調節到水平方向，並從調節後所述另一路 偏振復用光信號中分離出垂直方向的偏振態光信號。水平方向光信號獲取裝置52可包括構成反饋環路的第一偏振控制器、第一偏振 光分離裝置、第一分光器、第一反饋量提取模塊以及第一搜索跟蹤模塊。其中，第一偏振光 分離裝置可為偏振分束器，也可為偏振檢波器。所述第一偏振控制器用於對所述一路偏振復用光信號的偏振態進行調節，直至所 述一路偏振復用光信號中的第二偏振態光信號調節到垂直方向；所述第一偏振光分離裝置用於從調節後的所述一路偏振復用光信中分離出水平 方向的偏振態光信號；所述第一分光器用於對所述第一偏振光分離裝置分離出來的光信號分為兩路；所述第一反饋量提取模塊包括第一射頻功率提取子模塊及第一導頻提取子模塊。所 述第一導頻提取子模塊用於對所述第一分光器分出的一路光信號進行導頻信號的提取；所述 第一射頻功率提取子模塊用於從所述第一分光器分出的另一路光信號中提取射頻功率；所述第一搜索跟蹤模塊用於根據所述第一導頻提取子模塊提取的導頻信號識別 所述第一偏振態光信號，並根據識別結果以及所述第一射頻功率提取子模塊提取的射頻功 率控制所述第一偏振控制器對所述一路偏振復用光信號的偏振態進行調節。水平方向光信號獲取裝置52具體可參見圖1、圖4中接收端的反饋環路，不同之 處在於，圖1、圖4中的反饋量提取模塊或者提取RF功率或者提取導頻信號，而水平方向 光信號獲取裝置52中的反饋量提取模塊包括第一射頻功率提取子模塊及第一導頻提取子 模塊，既提取RF功率又提取導頻信號，且提取的導頻信號用於對第一偏振態光信號進行識 別，並用提取的RF功率用來作為反饋量，以保證水平方向光信號獲取裝置52分離出的光信 號僅為水平方向偏振態光信號。需要說明的是，凡是具有上述第一偏振控制器、第一偏振光分離裝置、第一分光 器、第一反饋量提取模塊以及第一搜索跟蹤模塊的功能的裝置，均可實現圖5所示實施例 中水平方向光信號獲取裝置52的功能，也即水平方向光信號獲取裝置52的其他實現方式。如，水平方向光信號獲取裝置52可包括偏振控制器、偏振光分離裝置、分光器及反饋控制 模塊。其中，反饋控制模塊集成了第一反饋量提取模塊以及第一搜索跟蹤模塊的功能。分 光器還可以用耦合器、splitter等替代。水平方向光信號獲取裝置52中，第一射頻功率提取子模塊也可省去，此時，第一 導頻提取子模塊提取的導頻信息既可以用來控制發送給第一偏振控制器的反饋量，又可以 用來識別光信號的偏振態。水平方向光信號獲取裝置52中，第一導頻提取子模塊也可用光功率提取子模塊 替代，如在發射端將X、Y兩路光信號的功率值設置差別懸殊，接收端即接收裝置中，光功率 提取子模塊可提取各路光信號的功率值，並進行比較，根據功率差來識別光信號的偏振態。所述垂直方向光信號獲取裝置53可包括構成反饋環路的第二偏振控制器、第二 偏振光分離裝置、第二分光器、第二反饋量提取模塊以及第二搜索跟蹤模塊。其中，第二偏 振光分離裝置可為偏振分束器，也可為偏振檢波器。所述第二偏振控制器用於對所述一路偏振復用光信號的偏振態進行調節，直至所 述一路偏振復用光信號中的第二偏振態光信號調節到水平方向；所述第二偏振光分離裝置用於從調節後的所述一路偏振復用光信號中分離出垂 直方向的偏振態光信號；所述第二分光器用於對所述第二偏振光分離裝置分離出來的光信號分為兩路；所述第二反饋量提取模塊包括第二射頻功率提取子模塊及第二導頻提取子模 塊；所述第二導頻提取子模塊用於對所述第一分光器分出的一路光信號進行導頻信號的提 取；及所述第二射頻功率提取子模塊用於從所述第一分光器分出的另一路光信號中提取射 頻功率；所述第二搜索跟蹤模塊用於根據所述第二導頻提取子模塊提取的導頻信號識別 所述第二偏振態光信號，並根據識別結果以及所述第二射頻功率提取子模塊提取的射頻功 率控制所述第二偏振控制器對所述一路偏振復用光信號的偏振態進行調節。所述垂直方向光信號獲取裝置53與圖1、圖4中接收端的反饋環路相類似，不同 之處在於，圖1、圖4中的反饋量提取模塊或者提取RF功率或者提取導頻信號，而垂直方向 光信號獲取裝置53中的反饋量提取模塊包括第二射頻功率提取子模塊及第二導頻提取子 模塊，既提取RF功率又提取導頻信號，且提取的導頻信號用於對第二偏振態光信號進行識 別，並用提取的RF功率用來作為反饋量，以保證垂直方向光信號獲取裝置53分離出的光信 號僅為垂直方向偏振態光信號。需要說明的是，凡是具有上述第二偏振控制器、第二偏振光分離裝置、第二分光 器、第二反饋量提取模塊以及第二搜索跟蹤模塊的功能的裝置，均可實現圖5所示實施例 中垂直方向光信號獲取裝置53的功能，也即垂直方向光信號獲取裝置53的其他實現方式。 如，垂直方向光信號獲取裝置53可包括偏振控制器、偏振光分離裝置、分光器及反饋控制 模塊。其中，反饋控制模塊集成了第二反饋量提取模塊以及第二搜索跟蹤模塊的功能。分 光器還可以用耦合器、splitter等替代。垂直方向光信號獲取裝置53中，第二射頻功率提取子模塊也可省去，此時，第二 導頻提取子模塊提取的導頻信息既可以用來控制發送給第二偏振控制器的反饋量，又可以 用來識別光信號的偏振態。9
垂直方向光信號獲取裝置53中，第二導頻提取子模塊也可用光功率提取子模塊 替代，如在發射端將X、Y兩路光信號的功率值設置差別懸殊，接收端即接收裝置中，光功率 提取子模塊可提取各路光信號的功率值，並進行比較，根據功率差來識別光信號的偏振態。本實施例中，水平方向光信號獲取裝置、垂直方向光信號獲取裝置均通過調節與 待分離出的光信號偏振態正交的光信號的偏振態到發送前的狀態，各自分離出單一偏振態 的光信號，抑制了傳輸鏈路上偏振相關損耗(PDL)帶來的影響，降低了光信號的串擾，提高 了光解偏振復用的光傳輸系統的性能。圖6為本發明實施例提供的一種光解偏振復用的發送裝置的結構示意圖。該發送 裝置包括驅動器61、集成式調製器62、偏置點控制單元63及導頻控制單元64。驅動器61 用於放大數據信號；集成式調製器62用於將經過放大的數據信號調製到光信號上；偏置點 控制單元63用於控制所述集成式調製器62的工作狀態；導頻控制單元64用於發送導頻信 號，以使驅動器、偏置點控制單元中的至少一個將所述導頻信號加載到經過所述集成式調 制器62調製的光信號中。其中，所述驅動器61可包括第一驅動器與第二驅動器。第一驅動器用於放大一 組數據信號；第二驅動器用於放大另一組數據信號；所述集成式調製器62可包括分光器、水平方向偏振態光信號調製器、垂直方向 偏振態光信號調製器及合光器。分光器用於將一路光信號分為兩路光信號；水平方向偏振 態光信號調製器用於將所述兩路光信號中的一路光信號調製為水平方向偏振態光信號，並 將經過放大的所述一組數據信號加載到所述水平方向偏振態光信號；垂直方向偏振態光信 號調製器用於將所述兩路光信號中的一路光信號調製為垂直方向偏振態光信號，並將經過 放大的所述另一組數據信號加載到所述垂直方向偏振態光信號；合光器用於將加載數據信 號的所述水平方向偏振態光信號與垂直方向偏振態光信號合成為一路偏振復用光信號。所述偏置點控制單元63可包括第一偏置點控制單元及第二偏置點控制單元。第 一偏置點控制單元用於控制所述水平方向偏振態光信號調製器的工作狀態；第二偏置點控 制單元用於控制所述垂直方向偏振態光信號調製器的工作狀態。本實施例中，導頻控制單元通過驅動器、偏置點控制單元中的至少一個將所述導 頻信號加載到經過所述集成式調製器調製的光信號中，使得光解偏振復用的接收裝置能夠 對偏振復用光信號中的兩路偏振態光信號進行識別，從而保證了接收裝置中的水平方向光 信號獲取裝置與垂直方向光信號獲取裝置，對與待分離出的光信號偏振態正交的光信號的 偏振態調節到發送前的狀態，各自分離出單一偏振態的光信號，抑制了傳輸鏈路上偏振相 關損耗(PDL)帶來的影響，降低了光信號的串擾，提高了光解偏振復用的光傳輸系統的性 能。圖7為本發明實施例提供的另一種光解偏振復用的發送裝置的結構示意圖。雷射 器(LD)輸出的直流光信號送入到集成式調製器後，被經過放大器放大的電信號調製，得到 偏振復用光信號。其中集成式調製器包括分光器、第一調製器、第二調製器和合光器。進 來的光經過分光器分成第一光信號和第二光信號。第一光信號經過第一調製器後得到調製 後的第一光信號；第一光信號和經過同樣處理的第二光信號經過合光器處理後得到偏振復 用光信號。其中，四路數據信號D1、D2、D3和D4經過驅動器放大後，輸入到集成式調製器。其中D1、D2輸入到第一調製器，D3、D4輸入到第二調製器。第一調製器在來自第一驅動器、第 二驅動器放大後Dl、D2，第一偏置點控制單元的控制下得到調製後的第一光信號；類似地， 得到調製後的第二光信號。導頻控制單元輸出導頻信號到驅動器或偏置點控制單元。當導頻控制單元發出導 頻信號給驅動器時，驅動器將導頻信號和輸入的數據信號一起放大，輸入給調製器，經過調 制器調製後，加載到光信號中。這樣，調製得到的光信號中攜帶導頻信息。當導頻控制單元 發出導頻信息給偏置點控制單元時，偏置點控制單元將導頻信息和偏置點控制信息一起送 入到調製器，從而使調製後的光信號攜帶導頻信息。可採用這兩種導頻加擾方法中的任意 一種，也可同時採用這兩種加擾方式。當通過驅動器上加載導頻信息時，可以在一路數據上 加載，也可以在兩路數據上都加載。該方案導頻的加載是利用發送端驅動模塊或調製器偏置點控制模塊來加載的，不 用額外增加硬體成本。此種方法和普通的導頻加載技術如通過電控光衰減器(EVOA)是不 同的。並且當發射端採用集成式調製器時，必須採用在調製器上加載導頻。接收端主要利 用導頻信號來保證上支路輸出垂直方向偏振態的光信號，下支路輸出水平方向偏振態的 光信號。需要說明的是本發明實施例提供的光解偏振復用的發送裝置還可以將6路數據 信號、8路數據信號等多路數據信號調製到光信號上發送出去。如發送6路數據信號時，可 在每個偏振態光信號上調製3路數據信號；發送8路數據信號時，可在每個偏振態光信號上 調製4路數據信號，等等。相應地，本發明實施例提供的光解偏振復用的接收裝置獲取各個 偏振態光信號後，可從各個偏振態光信號上解調出3路數據信號、4路數據信號，等等。圖8為本發明實施例提供的一種光解偏振復用的光傳輸系統的結構示意圖。該系 統包括發送裝置81與接收裝置82。發送裝置81可為上述圖6或圖7所示實施例中提供的 光解偏振復用的發送裝置，用於將數據信號調製到相應偏振態的光信號上，將經過調製的 光信號合成為偏振復用光信號，並通過加載導頻信號對不同偏振態的光信號加以區分。接 收裝置82可為上述圖5所示實施例中提供的光解偏振復用的接收裝置，用於通過反饋量RF 以及導頻信號分離出相應偏振態的光信號。圖9為本發明實施例提供的另一種光解偏振復用的光傳輸系統的結構示意圖。本 實施例中，發送端需要發送4路數據信號D1、D2、D3、D4，每兩路數據信號通過DQPSK調製 到一路光信號上。在調製的同時，實現對光信號Y、光信號X中的至少一個光信號的加擾導 頻信息，詳見圖7及其說明。通過偏振態旋轉模塊將一路光信號的偏振態進行旋轉，使得兩 路光信號的偏振態相互正交。偏振光合波器將兩路偏振態正交的光信號合波後發送到光纖 鏈路上進行傳輸。在接收端，光解偏振復用的光傳輸系統接收的光信號通過分光器分為相同的兩路 光信號。這兩路光信號分別進入上下反饋環路，上下反饋環路中的偏振控制器在導頻反饋 信號和RF反饋信號的控制下，對進入的光信號進行偏振態旋轉。旋轉後的光信號經過偏振 光分束器過濾，得到單一偏振態光信號。即上反饋環路的偏振光分束器恢復出垂直方向偏 振態的光信號Y』，下反饋環路的偏振光分束器恢復出水平方向偏振態的光信號X』。其中，RF反饋信號為光信號中不同偏振態的光信號的串擾功率，即對於獲取光信 號Y』裝置中的反饋迴路，RF反饋信號為光信號X的串擾功率；對於獲取光信號V裝置中的反饋迴路，RF反饋信號為光信號Y的串擾功率。上下反饋環路中的搜索跟蹤模塊以反饋 量最小為準則，對偏振控制器進行實時控制，使得反饋量值最小，也就是使偏振光分束器輸 出光信號為單一偏振態的光信號(光信號Y』或光信號X』)。即當光信號為單一偏振態光 信號時，反饋信號的量值最小。導頻反饋信號的作用是保證上支路輸出光信號Y』，下支路 輸出光信號X』。光信號Y』和光信號Y為相同偏振態光信號，僅僅是功率略小於光信號Y， 光信號Y』同樣承載了光信號Y所承載的56(ib/s的數據。同理，光信號X』承載了光信號X 所承載的56(ib/s的數據。接收端光信號的偏振態變化如圖10所示，發送端發送的偏振復用光信號中，光信 號Y與光信號X偏振態水平垂直正交(正交即兩路夾角為90度)；經過光纖鏈路到達接收 端的偏振復用光信號中，光信號Y與光信號X由於傳輸損耗或影響，其偏振態不正交，即光 信號X的偏振態方向位置偏離水平方向，光信號Y的偏振態方向位置偏離垂直方向。分光 器分出的一路偏振復用光信號通過上反饋環路對該路偏振復用光信號進行偏振態調節，使 得光信號X的偏振態旋轉到水平方向，保證了分離出的光信號Y』僅為光信號Y在垂直方向 上的分量Y，避免了光信號X的串擾。同時，分光器分出的另一路偏振復用光信號通過下反 饋環路對該路偏振復用光信號進行偏振態調節，使得光信號Y的偏振態旋轉到垂直方向， 保證了分離出的光信號X』僅為光信號X在水平方向上的分量，避免了光信號Y的串擾。圖11為圖9所示光解偏振復用的光傳輸系統反饋控制的實現原理框圖。圖12為 圖9所示光解偏振復用的光傳輸系統反饋控制的流程示意圖。其中，取樣及分光檢測可通 過兩個一分二分光器實現，一個分光器分出一束光用於取樣，分出另一束光用於讓另一個 一分二分光器分出兩束光，再分別進行RF檢測與導頻檢測；或者，取樣及分光檢測可通過 一個一分三的分光器實現，分出的三束光分別用於取樣、RF檢測、導頻檢測。以圖10中下支路的反饋環路為例，對反饋控制進行說明控制流程。控制流程包括 兩個階段第一階段為搜索階段，第二階段為跟蹤階段。搜索階段的流程為搜索- >搜索到最優控制量- >反饋輸出，通過搜索，尋找全 局相對最優反饋控制量。搜索階段的反饋環路即搜索環路A- > B- > E 隨機輸出一組控 制量控制偏振控制器，獲取一組RF反饋量，在每組反饋量中找最小值。重複多次在沒有找 到更小的反饋量時，搜索結束，開始啟用跟蹤環路C- > D- > E0跟蹤階段的流程從搜索到全局最優控制量開始跟蹤- >反饋輸出，從相對最優 位置進行持續跟蹤，實現偏振態完全解偏。其中，相對最優位置是指在搜索階段找到的最優 反饋量，該最優反饋量相對搜索階段最優，但是如果進入跟蹤階段，反饋量可能會更優。例 如=RF反饋功率在0. 2V到0. 8V之間，在搜索階段搜索到的反饋量在0. 42V到0. 8V之間， 則0. 42V就是搜索階段找到的相對最優值，該最優值對應的PC控制量就是相對最優位置。跟蹤階段的反饋環路即跟蹤環路C- > D- > E 採用梯度算法控制偏振控制器。初 始跟蹤時的控制量對應為搜索環路A- > B- > E搜索到的最優反饋功率的控制量。以一維 控制為例首先輸出控制量C = CO,獲得反饋RF功率P = P0，然後輸出控制量C = C0+Pace, 獲得反饋RF功率P = P1，再輸出控制量C = CO-Pace,獲得反饋RF功率P = P2，通過比較 反饋功率大小，確定下一步控制量的變化。如果Pl < P0，則使控制量C = CO+Delta，否則 如果P2 < P0，則使控制量C = CO-Delta，否則C不變。其中，PO為搜索環路搜索到的最優 反饋功率；CO為搜索環路搜索到PO時跟蹤環路初始跟蹤輸出的控制量；bee指抖動的步長；Delta指更新的步長，其值也可由系統來定。跟蹤階段還包括導頻識別，導頻識別部分直接控制跟蹤部分，通過檢測導頻信號 的有無判斷本支路跟蹤到了光信號Y還是光信號X。如果檢測到導頻與預期的不一致就重 新進入搜索階段，即，如果在光信號Y上加導頻，光信號X上不加導頻，則上支路跟蹤光信 號Y，下支路跟蹤光信號X，則當上支路導頻識別沒有檢測到導頻信號，說明跟蹤到了光信 號X，上支路重新進入搜索階段；當下支路導頻識別檢測到導頻，說明跟蹤到了光信號Y，則 下支路重新進入搜索階段，如此反覆。搜索跟蹤模塊根據導頻識別結果控制搜索環路是否 重新搜索，從而保證輸出正確偏振態的光信號，即上支路輸出光信號Y』，下支路輸出光信號 X，。這樣，上下支路中的反饋環路通過RF反饋量作為調節PC獲得解偏振的光信號的 反饋信息，將導頻作為偏振態的適配，保證了個支路輸出固定的偏振態光信號。上下支路中的偏振光分束器分別輸出的攜帶有56(ib/S數據信號的單一偏振態的 偏振光，通過後級解調接收模塊恢復出兩路觀⑶八電數據信號。圖13為本發明實施例提供的光解偏振復用的接收方法的流程圖。該方法包括步驟131、接收偏振復用光信號；所述偏振復用光信號包括第一偏振態光信號和 第二偏振態光信號；所述第一偏振態光信號為水平方向的偏振態光信號傳輸到所述分光器 時的光信號；所述第二偏振態光信號為垂直方向的偏振態光信號傳輸到所述分光器時的光 信號。該動作可由分光器執行，詳見上述接收裝置實施例中的說明。步驟132、所述分光器將接收到的偏振復用光信號分為相同的兩路偏振復用光信 號。該動作可由分光器執行，詳見上述接收裝置實施例中的說明。步驟133、調節所述兩路偏振復用光信號中的一路偏振復用光信號的偏振態，直至 所述一路偏振復用光信號中的第二偏振態光信號調節到垂直方向，並從調節後的所述一路 偏振復用光信號中分離出水平方向的偏振態光信號；該動作可由水平方向光信號獲取裝置 執行，詳見上述接收裝置實施例中的說明。步驟134、調節所述兩路偏振復用光信號中的另一路光信號的偏振態，直至所述另 一路光信號的偏振態的第一偏振態光信號調節到水平方向，並從調節後的所述另一路偏振 復用光信號中分離出垂直方向的偏振態光信號。該動作可由垂直方向光信號獲取裝置執 行，詳見上述接收裝置實施例中的說明。本實施例提供的技術方案通過對與待分離出的光信號偏振態正交的光信號的偏 振態調節到發送前的狀態，分離出兩路固定單一偏振態的光信號，抑制了傳輸鏈路上偏振 相關損耗(PDL)帶來的影響，降低了光信號的串擾，提高了光解偏振復用的光傳輸系統的 性能。本發明實施例提供的光解偏振復用的接收方法還可包括提取RF功率以及所述 偏振復用光信號中的導頻信號，以識別偏振復用光信號中的單一偏振態光信號，保證上述 步驟133分離出的光信號為水平方向，上述步驟134分離出的光信號為垂直方向。具體地， 上述步驟133中，從調節後的所述一路偏振復用光信號中分離出水平方向的偏振態光信 號，可包括根據提取的導頻信號識別所述一路偏振復用光信號中的第一偏振態光信號，並 根據識別結果以及所述RF功率分離出所述水平方向的偏振態光信號。上述步驟134中，從 調節後的所述另一路偏振復用光信號中分離出垂直方向的偏振態光信號，可包括根據提取的導頻信號識別所述另一路偏振復用光信號中的第二偏振態光信號，並根據識別結果以 及所述RF功率分離出所述垂直方向的偏振態光信號。詳見上述接收裝置實施例中反饋環 路的說明。圖14為本發明實施例提供的光解偏振復用的發送方法的流程圖。該方法包括步驟141、放大數據信號。具體可包括放大兩組數據信號。該動作可由驅動器執行。如兩個驅動器分別放大一組數據信號。步驟142、將經過放大的數據信號調製到偏振復用光信號上；所述偏振復用光信 號中加載有導頻信號；所述導頻信號通過驅動器、偏置點控制單元中的至少一個加載到所 述偏振復用光信號上。該動作可由集成式調製器執行，詳見上述發送裝置實施例中的說明。當上述步驟141放大兩組數據信號時；上述步驟142中將經過放大的數據信號調 制到偏振復用光信號上可包括將經過放大的所述兩組數據中的一組數據信號加載到水平方向偏振態光信號；將經過放大的所述兩組數據中的另一組數據信號加載到垂直方向偏振態光信 號；將加載有數據信號的所述水平方向偏振態光信號與垂直方向偏振態光信號合成 為一路所述偏振復用光信號。詳見上述發送裝置實施例中的說明。本實施例提供的技術方案通過驅動器、偏置點控制單元中的至少一個將所述導頻 信號加載到偏振復用光信號中，使得光解偏振復用的接收裝置能夠對偏振復用光信號中的 兩路偏振態光信號進行識別，從而保證了接收裝置中的水平方向光信號獲取裝置與垂直方 向光信號獲取裝置，對與待分離出的光信號偏振態正交的光信號的偏振態調節到發送前的 狀態，各自分離出單一偏振態的光信號，抑制了傳輸鏈路上偏振相關損耗(PDL)帶來的影 響，降低了光信號的串擾，提高了光解偏振復用的光傳輸系統的性能。上述實施例提供的技術方案通過光模塊解決偏振倒換問題，無需通過上層業務來 調節；發射端利用數據信號驅動器或偏置點控制單元加擾控制來進行頻率信息的加擾即加 載導頻信號，從而無需增加新的硬體部分，解決了集成式調製器帶來的加擾困難問題。接收 端通過RF和導頻信息保證了單一、固定的偏振態輸出，並且解決了信號的串擾問題。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過 程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序 在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者 光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替 換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精 神和範圍。
權利要求
1.一種光解偏振復用的接收裝置，其特徵在於，包括分光器，用於將接收到的偏振復用光信號分為相同的兩路偏振復用光信號；所述兩路 偏振復用光信號分別都包括第一偏振態光信號和第二偏振態光信號；所述第一偏振態光信 號為水平方向的偏振態光信號傳輸到所述分光器時的光信號；所述第二偏振態光信號為垂 直方向的偏振態光信號傳輸到所述分光器時的光信號；水平方向光信號獲取裝置，與所述分光器相連，用於調節所述兩路偏振復用光信號中 的一路偏振復用光信號的偏振態，直至所述一路偏振復用光信號中的第二偏振態光信號調 節到垂直方向，並從調節後的所述一路偏振復用光信號中分離出水平方向的偏振態光信 號；垂直方向光信號獲取裝置，與所述分光器相連，用於調節所述兩路偏振復用光信號中 的另一路光信號的偏振態，直至所述另一路光信號的偏振態的第一偏振態光信號調節到水 平方向，並從調節後的所述另一路偏振復用光信號中分離出垂直方向的偏振態光信號。
2.根據權利要求1所述的光解偏振復用的接收裝置，其特徵在於，所述水平方向光信 號獲取裝置包括構成反饋環路的第一偏振控制器、第一偏振光分離裝置、第一分光器、第 一反饋量提取模塊以及第一搜索跟蹤模塊；所述第一偏振控制器用於對所述一路偏振復用光信號的偏振態進行調節，直至所述一 路偏振復用光信號中的第二偏振態光信號調節到垂直方向；所述第一偏振光分離裝置用於從調節後的所述一路偏振復用光信號中分離出水平方 向的偏振態光信號；所述第一分光器用於對所述第一偏振光分離裝置分離出來的光信號分為兩路； 所述第一反饋量提取模塊包括第一射頻功率提取子模塊及第一導頻提取子模塊；所 述第一導頻提取子模塊用於對所述第一分光器分出的一路光信號進行導頻信號的提取； 所述第一射頻功率提取子模塊用於從所述第一分光器分出的另一路光信號中提取射頻功 率；所述第一搜索跟蹤模塊用於根據所述第一導頻提取子模塊提取的導頻信號識別所述 第一偏振態光信號，並根據識別結果以及所述第一射頻功率提取子模塊提取的射頻功率控 制所述第一偏振控制器對所述一路偏振復用光信號的偏振態進行調節。
3.根據權利要求1或2所述的光解偏振復用的接收裝置，其特徵在於，所述垂直方向光 信號獲取裝置包括構成反饋環路的第二偏振控制器、第二偏振光分離裝置、第二分光器、 第二反饋量提取模塊以及第二搜索跟蹤模塊；所述第二偏振控制器用於對所述一路偏振復用光信號的偏振態進行調節，直至所述一 路偏振復用光信號中的第二偏振態光信號調節到水平方向；所述第二偏振光分離裝置用於從調節後的所述一路偏振復用光信號中分離出垂直方 向的偏振態光信號；所述第二分光器用於對所述第二偏振光分離裝置分離出來的光信號分為兩路； 所述第二反饋量提取模塊包括第二射頻功率提取子模塊及第二導頻提取子模塊；所 述第二導頻提取子模塊用於對所述第一分光器分出的一路光信號進行導頻信號的提取；及 所述第二射頻功率提取子模塊用於從所述第一分光器分出的另一路光信號中提取射頻功 率；所述第二搜索跟蹤模塊用於根據所述第二導頻提取子模塊提取的導頻信號識別所述 第二偏振態光信號，並根據識別結果以及所述第二射頻功率提取子模塊提取的射頻功率控 制所述第二偏振控制器對所述一路偏振復用光信號的偏振態進行調節。
4.一種光解偏振復用的發送裝置，其特徵在於，包括 驅動器，用於放大數據信號；集成式調製器，用於將經過放大的數據信號調製到光信號上； 偏置點控制單元，用於控制所述集成式調製器的工作狀態；導頻控制單元，用於發送導頻信號，以使驅動器、偏置點控制單元中的至少一個將所述 導頻信號加載到經過所述集成式調製器調製的光信號中。
5.根據權利要求4所述的光解偏振復用的發送裝置，其特徵在於， 所述驅動器包括第一驅動器，用於放大一組數據信號； 第二驅動器，用於放大另一組數據信號； 所述集成式調製器包括 分光器，用於將一路光信號分為兩路光信號；水平方向偏振態光信號調製器，用於將所述兩路光信號中的一路光信號調製為水平方 向偏振態光信號，並將經過放大的所述一組數據信號加載到所述水平方向偏振態光信號；垂直方向偏振態光信號調製器，用於將所述兩路光信號中的另一路光信號調製為垂直 方向偏振態光信號，並將經過放大的所述另一組數據信號加載到所述垂直方向偏振態光信 號；合光器，用於將加載數據信號的所述水平方向偏振態光信號與垂直方向偏振態光信號 合成為一路偏振復用光信號； 所述偏置點控制單元包括第一偏置點控制單元，用於控制所述水平方向偏振態光信號調製器的工作狀態； 第二偏置點控制單元，用於控制所述垂直方向偏振態光信號調製器的工作狀態。
6.一種光解偏振復用的光傳輸系統，其特徵在於，包括上述權利要求1-3中任一項所 述的光解偏振復用的接收裝置及上述權利要求4或5所述的光解偏振復用的發送裝置。
7.一種光解偏振復用的接收方法，其特徵在於，包括接收偏振復用光信號；所述偏振復用光信號包括第一偏振態光信號和第二偏振態光信 號；所述第一偏振態光信號為水平方向的偏振態光信號傳輸到分光器時的光信號；所述第 二偏振態光信號為垂直方向的偏振態光信號傳輸到所述分光器時的光信號； 所述分光器將接收到的偏振復用光信號分為相同的兩路偏振復用光信號； 調節所述兩路偏振復用光信號中的一路偏振復用光信號的偏振態，直至所述一路偏振 復用光信號中的第二偏振態光信號調節到垂直方向，並從調節後的所述一路偏振復用光信 號中分離出水平方向的偏振態光信號；調節所述兩路偏振復用光信號中的另一路光信號的偏振態，直至所述另一路光信號的 偏振態的第一偏振態光信號調節到水平方向，並從調節後的所述另一路偏振復用光信號中 分離出垂直方向的偏振態光信號。
8.根據權利要求7所述的光解偏振復用的接收方法，其特徵在於，還包括提取射頻功率以及所述偏振復用光信號中的導頻信號； 從調節後的所述一路偏振復用光信號中分離出水平方向的偏振態光信號，包括 根據提取的導頻信號識別所述一路偏振復用光信號中的第一偏振態光信號，並根據識 別結果以及所述射頻功率分離出所述水平方向的偏振態光信號；從調節後的所述另一路偏振復用光信號中分離出垂直方向的偏振態光信號，包括 根據提取的導頻信號識別所述另一路偏振復用光信號中的第二偏振態光信號，並根據 識別結果以及所述射頻功率分離出所述垂直方向的偏振態光信號。
9.一種光解偏振復用的發送方法，其特徵在於，包括 放大數據信號；將經過放大的數據信號調製到偏振復用光信號上；所述偏振復用光信號中加載有導頻 信號；所述導頻信號通過驅動器、偏置點控制單元中的至少一個加載到所述偏振復用光信 號上。
10.根據權利要求9所述的光解偏振復用的發送方法，其特徵在於，放大數據信號包括放大兩組數據信號；將經過放大的數據信號調製到偏振復用光信號上，包括 將經過放大的所述兩組數據中的一組數據信號加載到水平方向偏振態光信號； 將經過放大的所述兩組數據中的另一組數據信號加載到垂直方向偏振態光信號； 將加載有數據信號的所述水平方向偏振態光信號與垂直方向偏振態光信號合成為一 路所述偏振復用光信號。
全文摘要
本發明涉及一種光解偏振復用的接收裝置、發送裝置、系統及方法，接收裝置包括分光器，用於將接收到的偏振復用光信號分為相同的兩路偏振復用光信號；兩路偏振復用光信號分別都包括第一偏振態光信號和第二偏振態光信號；第一偏振態光信號為水平方向的偏振態光信號傳輸到分光器時的光信號；第二偏振態光信號為垂直方向的偏振態光信號傳輸到分光器時的光信號；水平方向光信號獲取裝置，與分光器相連，用於分離出水平方向的偏振態光信號；垂直方向光信號獲取裝置，與分光器相連，用於分離出垂直方向的偏振態光信號。降低了光信號的串擾，提高了光解偏振復用的光傳輸系統的性能。
文檔編號H04J14/06GK102045127SQ20091020545
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者徐曉庚, 田大鋒, 肖治宇 申請人:華為技術有限公司