[实用新型]一种全光自适应信号均衡器

说明书

技术领域

本实用新型属于高速光纤通信领域的光学器件，具体涉及一种全光自适应信号均衡器，用于40～100Gbit/s强度调制-直接检测(IM-DD)系统中高速光脉冲信号在单模传输光纤中传输后的信号恢复。

背景技术

随着光纤通信系统中传输速率向100Gbit/s发展，在光纤中被基带数据信号调制的光信号波形在传输过程中会受到光纤固有损伤严重的影响，这些损伤包括：群速度色散、偏振模色散、时间抖动和非线性效应等，这些影响会干扰100Gbit/s光信号在光纤中的传输，使得光信号失真，在接收端无法正常恢复出所调制的基带数据信号，从而限制了通信的速率和传输的距离。

为了能够在接收端恢复信号，目前采用信号均衡的办法，通过对信号传输特性的补偿，使被调制的基带数据信号能够在接收端被正确还原出来。常见的信号均衡主要包括光均衡和电均衡两种方式。

光均衡采用色散补偿光纤或者色散补偿光栅对光信号波形在传输过程中的色散进行补偿。色散补偿光纤虽然补偿的光谱范围比较宽，但由于色散斜率导致补偿不完全，使得不同的信道上具有不同的残余色散。同时，采用色散补偿光纤会带来额外的损耗，于是就需要增加光纤放大器的个数，这样，不仅引入自发辐射噪声(ASE噪声)使传输信号信噪比下降，还增加系统的成本。色散补偿光栅虽然损耗很小，但是光谱通带很小，一个补偿光栅只能补偿一个通道。这也增加了补偿的成本。另外，采用光均衡的方式，当信号传输的速率增加的同时，对色散补偿的要求也越高，于是低速的系统也就不能对高速的系统兼容，增加了系统从低速率向高速率升级的复杂度。而且补偿的范围是由补偿器件固定的不能动态地变化。

电均衡方式为利用电子色散补偿(EDC)技术的均衡，它通过对接收光信号在电域里面进行抽样，软件优化和信号复原，能根据链路损伤情况自适应地调整接收信号的波形，恢复由于群速度色散、偏振模色散和非线性引起的光信号展宽和失真，达到均衡的效果。EDC技术能够实现对高速率下色散补偿的自适应调整而不需要增加太多的成本，并且不会引入额外的损耗，能实现所有信道的色散完全补偿。但是随着通信速率的进一步增加，EDC技术将受到电子速率瓶颈的限制而无法应用，另外，采用EDC技术还将增加基带信号的频带宽度，降低系统的频带利用率，这也使得EDC技术很难应用于100Gbit/s的高速系统中。

综上所述，传统的光均衡的方法虽然没有电子瓶颈的速率限制，但是补偿引入的成本高，高速情况下系统的复杂度高，补偿精度较低，不能实现动态的自适应补偿。而采用电均衡的方式虽然成本和复杂度都将比较低，也能自适应地补偿链路动态损伤，但是由于电子瓶颈和频谱宽度的限制而不能用于如100Gbit/s的高速系统中。

发明内容：

本实用新型提供一种全光自适应信号均衡器，目的在于能够自适应地补偿包括群速度色散，高阶色散，偏振模色散和时间抖动在内的所有动态的线性损伤。

本实用新型的一种全光自适应信号均衡器，包括装设于传输光路发射端的预均衡器和装设于传输光路接收端的后均衡器，其特征在于：

所述预均衡器是一种全光周期傅立叶反变换器，由两段长度和色散值都相同的负色散光纤通过一个负向余弦相位调制器连接组成；

所述后均衡器是一种全光周期傅立叶变换器，由两段长度和色散值都相同的正色散光纤通过一个正向余弦相位调制器连接组成。

所述的全光自适应信号均衡器，其特征在于：

所述预均衡器中，所述负色散光纤的长度L与色散值D的乘积满足：LD＝-25ps/nm～-400ps/nm；

所述负向余弦相位调制器的调制函数为：

其中为经过负向余弦相位调制器后光脉冲序列相位的改变量，t为光脉冲序列的时间，负向余弦相位调制器的周期T＝70ps～250ps，负向余弦相位调制器的振幅A满足关系A=|cT2λ2DL|,]]>其中光速c，光脉冲波长λ；

所述后均衡器中，所述正色散光纤的长度L′和色散值D′的乘积满足关系：L′D′＝-LD；