偏振模色散模擬器及補償器和補償系統的製作方法
2024-01-26 16:16:15
專利名稱：偏振模色散模擬器及補償器和補償系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種偏振模色散模擬器及補償器和補償系統，特別涉及光通信系統中基於Sagnac效應的偏振模色散模擬器及補償器和補償系統。
但是，在實際情況下，在光纖的生產、成纜、敷設，以及其周圍環境改變等過程中，都會不可避免的使光纖的折射率沿不同的方向產生不同的變化，即呈現雙折射效應。
圖1是偏振模色散的形成圖，從圖1可以看出，經過一定時間的傳輸，在傳輸方向上由於LP01X和LP01Y的傳輸常數βx和βy不一樣而產生一定的PMD。另外，當光信號通過一些光通信器件如隔離器、耦合器、濾波器時，由於器件結構和材料本身的不完整性，也能導致雙折射。而這種雙折射效應會直接導致兩正交的偏振模式具有不同的相速和群速，從而失去了兼併，產生PMD。
雙折射是產生偏振模色散的根源。雙折射包括固有雙折射和感生雙折射，其中，固有雙折射主要是指在光纖的製造過程中由材料和製造工藝等方面引起的雙折射，感生雙折射是指由外力通過光纖介質的光彈效應引起的雙折射，與前者相比，感生雙折射更加具有隨機性的特徵。
綜合考慮固有雙折射(其中包括幾何雙折射、應力雙折射)和感生雙折射(其中包括彎曲、側向力、旋扭外加電場和外加磁場)，忽略它們之間的幹擾，認為它們是不相關的，則總的雙折射可以表示為Δβ＝ΔβG+Δβs+ΔβBF+Δβf+ΔβC+ΔβE+Δβh-----(1)在沒有模式耦合的情況下，相應的單位長度上的PMD可以簡單的表示為 而當兩個偏振模式之間的傳播速度差非常小時，外部的影響很容易使兩個偏振模式之間發生能量交換，即產生模式耦合。一般來說外部影響具有隨機性，因此，這種模式耦合也就具有隨機性的特點，它對PMD的性能有很重要的影響作用。
PMD與光纖的平均總雙折射Δτ及平均偏振模耦合長度h有如下關係 上式中，l為光纖的長度。
當l＜＜h，兩個偏振模之間的耦合可以忽略，則 在時域，PMD效應體現為分別沿快、慢軸傳輸的光脈衝分量之間的時延差，這一時延差使得光經過一段傳輸後，總的光脈衝將展寬，從而限制了光通信系統的傳輸速率。對於短光纖而言，PMD的值隨著傳輸長度線性增加，單位為ps/km1/2。
當l＞＞h時，(3)式右邊括號內的值約為2l/h，有 當光脈衝沿長光纖傳輸時，由於外部因素的變化，如溫度的變化等，會引發模式耦合，即快、慢模式之間的能量交換。由於外界變化的隨機性，模式耦合也是隨機發生的。從上式中我們可以看出，對於長光纖，PMD是隨著傳輸長度的平方根值增長的。單位為 模式耦合不僅僅簡單地決定了PMD與光纖長度的關係，而且也是PMD對溫度、振動、光源波長的輕微抖動等因素都很敏感的原因。在同等條件下，較強的模式耦合對應著較小的偏振模色散。如C.D.Poole在1991年的實驗中證明了PMD對溫度變化的敏感度，不僅PMD的值隨著溫度的變化而變化，同時它的變化速率也依賴於溫度變化的速度。溫度恆定時，PMD幾乎沒有什麼明顯的變化，當溫度快速增加時，PMD的波動也顯著增加。
PMD在數字系統中引起脈衝展寬，導致誤碼率增高，限制系統的帶寬；在模擬系統中引起信號失真，限制信道數量。直到幾年以前，在數字和模擬系統中，當數據傳輸率較低和距離相對較短時，PMD對單模光纖系統的影響微不足道。隨著對帶寬需求的增長，特別是在10Gb/s、40Gb/s及更高速率的系統中，PMD開始成為限制系統性能的重要因素。因為它會引起過大的脈衝展寬或造成過低的信噪比(Signalto noise ratio，SNR)。
由PMD限制的系統最大傳輸距離，即ITU-T建議的以1dB功率代價為參考的最大傳輸距離，從理論上可由下面公式得出 根據上式，可將PMD限制的最大傳輸距離列於下表，該表給出了傳輸距離對PMD和比特率的關係 由於PMD的統計特性，單根光纖(或成纜後的光纖)的PMD指標不適於作為系統容量的指標。反之，鏈路值(即相連的光纖段)經常被使用。由於每根光纖段是隨機量，因而鏈路值也是一個隨機量，由於平均效應它具有更小的方差。PMD鏈路值由下面的公式表述XM=Xi2LiLi(I=1,2M)---(6)]]>其中，是串連光纖鏈路的PMD值，Xi是單根光纖的PMD，Li是串連光線段的長度，M是串連光纖的數目。PMD的鏈路值更準確更有效的反映了系統PMD值，而且能夠充分利用光纖的真正潛力。
由於PMD的存在，在高速光通信系統中，有必要對PMD進行補償。一般來說，現在的PMD補償技術，主要是通過傳輸光纖傳播光信號經受的偏振模色散效應，利用接收處的雙折射補償器得到補償，其中補償器自動和自適應產生一個微分時間延遲量，大致等於光信號經受的微分時間延遲，但符號相反，基本上抵消了不希望有的延遲。例如，當一路光信號通過光纖經過一定距離的傳輸之後，光脈衝的兩個偏振主態(PSP)產生了10ps的延遲(參考圖1)，為了設法抵消這個延遲量，我們需要使走得快的一個偏振主態通過PMD補償器以後產生10ps的延遲，而另一個偏振主態不延遲，然後又使兩個偏振態耦合在一起，這樣抵消了兩個偏振主態之間的時延，最終達到補償PMD的作用。
發生在光纖中的偏振變換可以用2×2瓊斯矩陣U來描述U=u1u2-u2*u1*---(7)]]>其中，u1和u2是依賴於光信號頻率和影響光纖中模式耦合其他物理量的複函數。一般而言，若通過光纖傳播的光信號是兩個PSP之一的偏振光，則該光信號不會有很大的微分時間延遲量。因此，在任何光頻率下ω＝ω0，矩陣U可以按照以下方法進行「對角化」U(ω)＝W(ω0)D(ω)·V(ω0)-1(8)其中，V和W對應於輸入和輸出主偏振態。D(W0)是對角矩陣，而且至少在W0附近從充分小的頻率範圍Δw內，矩陣D可表示為D=D(0)ej(f/2)(-0)00e-j(f)(-0)---(9)]]>這裡，f=2(ddu1)2+(ddu2)2]]>是微分延遲，它在不以兩個主偏振態之一傳送的光信號中引起的微分時間延遲。由於通過光纖傳播的光信號中經受的微分時間延遲可以在光纖輸出端引入一個相反而等量的微分時間延遲，τc＝-τ/，加以補償。利用有以下偏振相關傳遞函數的光學元件是容易實現的Ucomp=-ej(c/2)(-0)00e-j(c)(-0)W-1(0)V(0)---(10)]]>目前已經公開的美國專利98119194公開了利用保偏光纖作延時補償器和用可變時延線做補償器兩種方案。圖2是用可變延時線作PMD補償器的PMD補償系統原理圖，圖3是偏振控制器加保偏光纖作PMD補償器的PMD補償系統原理圖。從兩個不同的方案可以看出，無論是哪一種方案，整個PMD補償系統一般都包括四個主要部分，一是偏振控制器，用於主軸的對準；二是PMD補償器，用於抵消系統產生的PMD量；三是PMD檢測器，用於測試PMD值的大小，生成監測信號；四是反饋控制器，用於反饋信號大小的生成和對偏振控制器或可變時延線的控制。從圖2和圖3給出的PMD補償系統原理圖中可以看出，兩個系統的不同之處是採用了不同的PMD補償器(偏振模間可變延遲單元)。
從上述兩個補償系統可以看出，圖2所述技術方案的優點是需要控制的參量較少(偏振控制器三個參量，可變時延線一個參量)，所以算法簡單，比較容易實現，但缺點是反饋速度較慢，主要是在可變時延線中是通過透鏡的水平移動來實現一路的時延，所以反應速率受到一定的限制，而且對透鏡與光纖之間的準直要求很高，否則將會產生較大的衰減。
圖3所示技術方案的優點是結構相對簡單，反應速率高，但缺點是運算複雜(兩個偏振控制器共六個參量)，軟體設計成本高，而且算法的複雜度很可能犧牲部分硬體的響應速率。同時補償的動態範圍也收到一定的限制。
由此可知，在光纖通信系統中，隨著單信道傳輸速率的提高和模擬信號傳輸帶寬的增加，除了色散、非線性等限制因素以外，原來不太被關注的偏振模色散(Polarization Mode Dispersion，PMD)問題近來變得十分突出，特別是對於40Gbit/s以上的傳輸系統的長距離傳輸，PMD被認為是最終的限制因素。偏振模色散在數字通信系統中將造成脈衝展寬，增加誤碼率；在模擬通信系統中將產生高階畸變效應，使信號失真變形。由此，需要提供一種補償系統，用於補償高速光通信系統中的偏振模色散。
本發明的另一目的是提供一種基於Sagnac效應的偏振模色散補模擬器，可以根據旋轉速度得到不同的PMD。
本發明的另一目的是提供一種基於Sagnac效應的偏振模色散補償系統，根據光檢測器和反饋控制單元來有效地控制旋轉裝置的轉速，有效地降低和消除PMD對傳輸系統的影響，且結構簡單、反應速度快、算法簡單，成本較低。
為實現本發明的目的，我們提出了一種偏振模色散補償器，包括偏振控制器，用於接收入射光，並改變輸入光信號的偏振方向，使其對準光纖的主軸，其中該偏振模色散補償器還包括環行器，至少具有三個埠，從第一個埠接收偏振控制器的光信號，並從第二個埠輸出該光信號；偏振分束器，輸入端接收來自環行器的光信號，然後分解成相互垂直的兩個正交偏振分量並從輸出端分別輸出；光纖環，該光纖環具有兩個輸入端，分別耦合到偏振分束器的兩個分束臂，接收來自偏振分束器輸出端的兩個正交偏振分量，在光纖環中分別以順時針和逆時針的方向傳播；旋轉裝置，在外部信號的控制下，通過旋轉光纖環，使進入光纖環中的光的兩個正交偏振分量隨著光纖環的旋轉產生一定量值的時延差，經不同方向傳輸後又重新耦合進偏振分束器的輸入端，然後經過環行器的第三個埠輸出，從而補償了信號的偏振模色散。
所述的偏振模色散補償器，其中所述偏振控制器控制兩個正交的偏振主態，以使原來在時間上超前的偏振主態進入光纖環的產生時延的一個臂，在這個臂上信號的傳輸方向與光纖環的旋轉方向一致；而另外一個偏振主態則進入另外一個臂，在這個臂上，信號的傳輸方向與光纖環的旋轉方向相反。
所述的偏振模色散補償器，其中所述偏振分束器與環行器之間是通過光學透鏡來連接的。
所述的偏振模色散補償器，其中所述旋轉裝置是由步進電機帶動的圓盤。
所述的偏振模色散補償器，其中所述光纖環是保偏光纖，其拍長可以按照不同的補償精度和補償範圍要求進行選擇。
根據本發明的另一個方面，我們提供一種偏振模色散模擬器，其中該偏振模色散模擬器包括環行器，至少具有三個埠，從第一個埠接收光信號，並從第二個埠輸出該光信號；偏振分束器，輸入端接收來自環行器的光信號，然後分解成相互垂直的兩個正交偏振分量並分別從輸出端輸出；光纖環，該光纖環具有兩個輸入端，分別耦合到偏振分束器的兩個分束臂，接收來自偏振分束器輸出端的兩個正交偏振分量，在光纖環中分別以順時針和逆時針的方向傳播；旋轉裝置，在外部信號的控制下，通過旋轉光纖環，使進入光纖環中的光的兩個正交偏振分量隨著光纖環的旋轉產生一定量值時延差，經不同方向傳輸後又重新耦合進偏振分束器的輸入端，然後經過環行器的第三個埠輸出。
根據本發明的另一個方面，我們提供一種偏振模色散補償系統，其位於光發射機和光接收機之間，包括偏振模色散補償器，偏振模色散檢測器及反饋控制單元器，所述偏振模色散補償器包括偏振控制器，它用於接收入射光，並改變輸入光信號的偏振方向，使其對準光纖的主軸，其中所述偏振模色散補償器還包括環行器，至少具有三個埠，從第一個埠接收偏振控制器的光信號，並從第二個埠輸出該光信號，偏振分束器，輸入端接收來自環行器的光信號，然後分解成相互垂直的兩個正交偏振分量並分別從輸出端輸出，光纖環，該光纖環具有兩個輸入端，分別耦合到偏振分束器的兩個分束臂，接收來自偏振分束器輸出端的兩個正交偏振分量，在光纖環中分別以順時針和逆時針的方向傳播，旋轉裝置，在外部信號的控制下，通過旋轉光纖環，使進入光纖環中的光的兩個正交偏振分量隨著光纖環的旋轉產生一定量值時延差，經不同方向傳輸後又重新耦合進偏振分束器的輸入端，然後經過環行器的第三個埠輸出，從而補償了信號的偏振模色散；所述偏振模色散檢測器包括光分束器及偏振模色散檢測單元，所述光分束器接收環行器第三埠的輸出光，將光信號分成兩路，一路輸出到光接收機，另一路輸出到偏振模色散監測單元，以檢測系統中剩餘的偏振模色散量值，並輸出一控制信號；所述反饋控制單元器，接收所述偏振模色散檢測器的控制信號，分別控制所述偏振控制器和旋轉裝置，使之通過調整偏振控制器的輸出偏振態和旋轉裝置的轉動速率，以更好的補償系統中產生的偏振模色散。
由此可知，本發明提供的一種基於Sagnac效應的偏振模色散補償器，根據設置保偏光纖的拍長，可以按照不同的補償精度和補償範圍對PMD進行補償。本發明提供的另一種基於Sagnac效應的偏振模色散補模擬器，可以根據旋轉速度得到不同的PMD。同時，使用根據本發明的偏振模色散補償器的補償系統，根據光檢測器和反饋控制單元來有效地控制旋轉裝置的轉速，有效地降低和消除PMD對傳輸系統的影響，且結構簡單、反應速度快、算法簡單，成本較低。
具體實施例方式
Sagnac效應是由法國人Sagnac於1913年首次發現並得到實驗證實的，它揭示了同一光路中兩個對向傳播的光的光程差與其旋轉速度的解析關係。圖4給出了Sagnac效應的示意圖，如圖4所示，我們考察一圓形光軌道，其中光路是由N匝光纖構成，由光源發出的光進入光路，經A點的分離器BS，分成順時針和逆時針方向的兩路光，他們以相同的速度傳播，經過同樣的距離2πNa(a為圓形軌道半徑)重新在BS匯合。如果該系統為靜止的，則兩路光經歷了完全相同的光程，因此，它們的相位也相同。然而，如果該圓形軌道以角速度Ω沿順時針旋轉的話，兩路光到達匯合點(注意，此時A點已經轉至A』點)的時間是不同的。對於順時針方向的光，我們稱為CW光，其到達時間TCW可以表示為tcw=(2Na+atcw)/[cn+a(1-1n2)]---(11)]]>上式中的分母為光在運動介質中的傳播速度。同樣，可以求得逆時針方向的光，我們稱為CCW光，的到達時間TCCW為tccw=(2Na-atccw)/[cn-a(1-1n2)]---(12)]]>根據公式(11)和(12)可求得兩路光到達的時間差Δt為t=tcw-tccw=4Na2c2---(13)]]>(13)式是在理想的單模光纖的條件下推倒出來的，當使用保偏光纖繞制光纖環時，其兩個相互垂直的正交偏振主軸的nx≠ny，經過推倒，我們可以得到t=2Na[nx(c+any)-ny(c-anx)(c-anx)(c+any)]---(14)]]>化簡以後可以得到t=2Na[c(nx-ny)+2ac2-a22nxny]---(12)]]>如果進一步考慮到實際的轉速Ω一般情況下不會超過數千轉每秒的數量級，(15)式可以做進一步的簡化為t=2Na[nx-nyc+2a/c]---(16)]]>我們可以很清楚的看出當選取了固定的參數，比如光纖環的圈數N，半徑a，以及特定的保偏光纖後，時延Δt與角速率Ω成線性的一一對應關係。針對不同系統的不同要求，我們可以選取不同的參數來實現不同大小的時延差，圖5給出了當N＝5000，nx-ny＝1.4×10-6時，半徑分別取0.1m，0.12m，0.14m，0.16m，0.18m，0.2m時，不同的轉速對應的兩個偏振主態的時延差。
本發明正是基於Sagnac效應的原理，如上所述，在光纖環的轉速小於數千轉的條件下，通過轉動光纖環就可以在光纖環的兩臂產生與轉速Ω成線性對應關係的不同大小的時延差Δt。
1、PMD模擬器圖6是基於Sagnac效應的PMD模擬器的框圖，如圖6所示，該模擬器包括一個三埠光環行器、一個偏振分束器、一個光纖環路和一個旋轉裝置。當作為PMD模擬器應用時，其主要功能是實現在不存在時延差的兩個偏振主態之間人為的引入所需要的時延差，以提供實驗應用。該發明的實現過程是，一路輸入光信號通過環行器的埠1到埠2，然後通過偏振分束器的輸入埠4，分解成相互垂直的兩個正交偏振分量並耦合進光纖環的兩個分束臂5和6，被分束的兩路光脈衝分別以順時針和逆時針的方向傳播，並隨著光纖環的旋轉產生一定量值時延差，兩束光經不同方向傳輸後又重新耦合進偏振分束器的輸入端4，最後經過環行器的埠3輸出。轉動裝置可以是一個由步進電機帶動的圓盤，其轉動速度由控制信號提供的電壓大小來控制，在實際的製作過程中，可以在埠2和埠4之間使用分離的光學元件，比如光學透鏡，這樣既可以滿足轉動的要求，也可以滿足從埠4和埠2之間光信號的耦合。
2、PMD補償器圖7是基於Sagnac效應的PMD補償器的框圖。如圖7所示，該補償器包括一個偏振控制器，一個三埠光環行器，一個偏振分束器，一個用保偏光纖繞成的光纖環路和一個轉動平臺。在作為PMD補償器應用時，偏振控制器的作用是調整入射光的偏振主態，以使得兩個正交的偏振主態通過偏振分束器的輸入埠4分別耦合到光纖環的兩個臂中，值得注意的是，由於要通過光纖環路的旋轉補償掉已經存在於輸入信號中兩個偏振主態的時延差(PMD)值，所以偏振控制器需要控制兩個正交的偏振主態，以使原來在時間上「超前」的偏振主態進入產生時延的一個臂，在這個臂上信號的傳輸方向與光纖環路的旋轉方向一致。而另外一個偏振主態通過另外一臂，在這個臂上，信號的傳輸方向與光纖環路的旋轉方向相反。這樣，控制光纖環路以適當的速率旋轉，就可以補償掉系統中存在的PMD。
同時，通過選擇不同參量的光纖環路(圈數、半徑、保偏光纖的拍長)配合不同的旋轉速率，可以實現針對不同速率光傳輸系統的不同精度要求和不同補償範圍要求的PMD模擬器或補償器；所謂拍長就是某一個偏振態經過光纖傳輸以後再次回復到同樣的偏振態的距離，它和光纖的雙折射係數有關，反映了雙折射係數的大小。由於使用了保偏光纖，所以，即使光纖環路不旋轉，同樣具有一定的PMD補償作用，我們可以根據實際系統的PMD鏈路值來預設保偏光纖的長度對鏈路的平均PMD值進行補償，然後可以通過光纖環的旋轉實施精確動態補償。
例如，對於一個系統總的PMD值(平均DGD值)為40ps的10G光傳輸系統來說，要通過本發明對其實施PMD補償，我們可以首先選擇雙折射係數較大的保偏光纖，使得整個光纖環在0轉速的情況下的平均DGD為40ps，這樣，即使光纖環在不轉動的情況下，通過偏振控制器調整進入光纖的光信號的偏振態，就可以對系統實施PMD補償。當系統所處的環境發生變化時，正如我們前面所介紹的，系統的DGD值也隨之產生變化，比如系統因環境變化在固有的40ps的基礎上產生了20ps範圍內的DGD變化，這時候光纖環在中央控制單元的命令下產生一定速率的旋轉，實現額外的+20ps至-20ps的DGD值來補償因環境變化而引起的系統DGD的變化。這就實現了針對這個系統本身PMD特性的在20～60ps內的動態補償。
圖8是本發明的PMD補償器應用於光通信系統中的示意圖，從圖8本中可以看出，光分束器將經過PMD補償器的光信號分成兩路，一路到接收機，另一路到PMD監測單元。PMD監測單元主要監測經PMD補償器補償後系統中剩餘的PMD量值，監測的代表量可以是如其它國外專利中所描述的偏振度(DOP，Degree of polarization)或者特定頻率分量的光功率，也可以是其他能夠單調對應於PMD大小的其它物理參量。PMD監測單元將檢測到的信息反饋給反饋控制單元，用以生成反饋控制信號，分別控制偏振控制器和旋轉裝置，其對偏振控制器和旋轉裝置進行控制的最終目標是，使之通過調整偏振控制器的輸出偏振態和旋轉裝置的轉動速率，以更好的補償系統中產生的PMD。
本發明的描述，詳細說明和以上提到的附圖並不是用來限制本發明的。對本領域的普通技術人員來說，在本發明的教導下可以進行各種相應的修改而不會超出本發明的精神和範圍，但是這種變化應包含在本發明的權利要求及其等效範圍之內。
權利要求
1.一種偏振模色散補償器，包括偏振控制器，用於接收入射光，並改變輸入光信號的偏振方向，使其對準光纖的主軸，其特徵在於該偏振模色散補償器還包括環行器，至少具有三個埠，從第一個埠接收偏振控制器的光信號，並從第二個埠輸出該光信號；偏振分束器，輸入端接收來自環行器的光信號，然後分解成相互垂直的兩個正交偏振分量並從輸出端分別輸出；光纖環，該光纖環具有兩個輸入端，分別耦合到偏振分束器的兩個分束臂，接收來自偏振分束器輸出端的兩個正交偏振分量，在光纖環中分別以順時針和逆時針的方向傳播；旋轉裝置，在外部信號的控制下，通過旋轉光纖環，使進入光纖環中的光的兩個正交偏振分量隨著光纖環的旋轉產生一定量值的時延差，經不同方向傳輸後又重新耦合進偏振分束器的輸入端，然後經過環行器的第三個埠輸出，從而補償了信號的偏振模色散。
2.如權利要求1所述的偏振模色散補償器，其特徵在於所述偏振控制器控制兩個正交的偏振主態，以使原來在時間上超前的偏振主態進入光纖環的產生時延的一個臂，在這個臂上信號的傳輸方向與光纖環的旋轉方向一致；而另外一個偏振主態則進入另外一個臂，在這個臂上，信號的傳輸方向與光纖環的旋轉方向相反。
3.如權利要求1所述的偏振模色散補償器，其特徵在於所述偏振分束器與環行器之間是通過光學透鏡來連接的。
4.如權利要求1所述的偏振模色散補償器，其特徵在於所述旋轉裝置是由步進電機帶動的圓盤。
5.如權利要求1所述的偏振模色散補償器，其特徵在於所述光纖環是保偏光纖，其拍長可以按照不同的補償精度和補償範圍要求進行選擇。
6.一種偏振模色散模擬器，其特徵在於該偏振模色散模擬器包括環行器，至少具有三個埠，從第一個埠接收光信號，並從第二個埠輸出該光信號；偏振分束器，輸入端接收來自環行器的光信號，然後分解成相互垂直的兩個正交偏振分量並分別從輸出端輸出；光纖環，該光纖環具有兩個輸入端，分別耦合到偏振分束器的兩個分束臂，接收來自偏振分束器輸出端的兩個正交偏振分量，在光纖環中分別以順時針和逆時針的方向傳播；旋轉裝置，在外部信號的控制下，通過旋轉光纖環，使進入光纖環中的光的兩個正交偏振分量隨著光纖環的旋轉產生一定量值時延差，經不同方向傳輸後又重新耦合進偏振分束器的輸入端，然後經過環行器的第三個埠輸出。
7.如權利要求6所述的偏振模色散模擬器，其特徵在於所述偏振分束器與環行器之間是通過光學透鏡來連接的。
8.一種偏振模色散補償系統，其位於光發射機和光接收機之間，包括偏振模色散補償器，偏振模色散檢測器及反饋控制單元器，所述偏振模色散補償器包括偏振控制器，它用於接收入射光，並改變輸入光信號的偏振方向，使其對準光纖的主軸，其特徵在於，所述偏振模色散補償器還包括環行器，至少具有三個埠，從第一個埠接收偏振控制器的光信號，並從第二個埠輸出該光信號，偏振分束器，輸入端接收來自環行器的光信號，然後分解成相互垂直的兩個正交偏振分量並分別從輸出端輸出，光纖環，該光纖環具有兩個輸入端，分別耦合到偏振分束器的兩個分束臂，接收來自偏振分束器輸出端的兩個正交偏振分量，在光纖環中分別以順時針和逆時針的方向傳播，旋轉裝置，在外部信號的控制下，通過旋轉光纖環，使進入光纖環中的光的兩個正交偏振分量隨著光纖環的旋轉產生一定量值時延差，經不同方向傳輸後又重新耦合進偏振分束器的輸入端，然後經過環行器的第三個埠輸出，從而補償了信號的偏振模色散；所述偏振模色散檢測器包括光分束器及偏振模色散檢測單元，所述光分束器接收環行器第三埠的輸出光，將光信號分成兩路，一路輸出到光接收機，另一路輸出到偏振模色散監測單元，以檢測系統中剩餘的偏振模色散量值，並輸出一控制信號；所述反饋控制單元器，接收所述偏振模色散檢測器的控制信號，分別控制所述偏振控制器和旋轉裝置，使之通過調整偏振控制器的輸出偏振態和旋轉裝置的轉動速率，以更好的補償系統中產生的偏振模色散。
9.如權利要求8所述的偏振模色散補償系統，其特徵在於其特徵在於所述偏振控制器控制兩個正交的偏振主態，以使原來在時間上超前的偏振主態進入光纖環的產生時延的一個臂，在這個臂上信號的傳輸方向與光纖環的旋轉方向一致；而另外一個偏振主態則進入另外一個臂，在這個臂上，信號的傳輸方向與光纖環的旋轉方向相反。
10.如權利要求8所述的偏振模色散補償系統，其特徵在於所述光纖環是保偏光纖，其拍長可以按照不同的補償精度和補償範圍要求進行選擇。
全文摘要
一種偏振模色散模擬器、補償器及其補償系統，至少包括偏振控制器，光環行器，偏振分束器，光纖環和旋轉裝置，所述的光環行器至少具有三個埠，從第一個埠接收偏振控制器輸出的光信號，並將其從第二個埠輸出到偏振分束器，然後通過偏振分束器分解成相互垂直的兩個正交偏振分量輸出到光纖環，在光纖環中分別以順時針和逆時針的方向傳播，在外部信號的控制下，通過旋轉光纖環，使進入光纖環中的光的兩個正交偏振分量隨著光纖環的旋轉產生一定量值時延差，經不同方向傳輸後又重新耦合進偏振分束器的輸入端，然後經過光環行器的第三個埠輸出，從而補償了信號的偏振模色散，且結構簡單、反應速度快、算法簡單，成本較低。
文檔編號H04B10/18GK1479124SQ02141748
公開日2004年3月3日 申請日期2002年8月27日 優先權日2002年8月27日
發明者劉仲恆 申請人:華為技術有限公司