[发明专利]光信号场的两个极化分量的重构

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求对通过引用结合于此、于2007年9月14日提交的 第60/993823号美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及光信号场的两个极化分量的重构和对极化模式色 散的补偿。

背景技术

众所周知，光信号可以具有各自可以具有不同性质的两个正交 极化态。有时比如在创建极化复用信号时有意地引入这样的极化 态，在极化复用信号中光载波的两个正交极化态被布置成使得各自 承载不同数据以便倍增频谱效率。这样的极化复用信号具有各自承 载单个数据调制的两个所谓的“通用”极化分量。注意，通用极化分 量一般是指在该极化分量的调制完成时所在的点处的信号。应当理 解，各通用极化分量可以初始地或者以别的方式与它以后将与之组 合的另一通用极化分量分离地存在。

通用信号分量的极化定向一般在信号通过光路期间因光纤的 双折射以及可能的其它光纤性质而改变。这样的改变可以随时间而 改变，因为至少光纤双折射通常取决于可以随时间而变化并且在传 输路径的各点处不同的诸如环境温度、机械应力等各种因素。因而， 各通用信号分量的极化定向一般在接收器处是未知的。

有时所不希望的是，光纤双折射如此之大以至于造成极化模式 色散(PMD)、即通用光信号分量沿着光纤的两个主极化态(PSP) 轴分解成两个正交极化分量，其中光沿着一个轴以它最快的速度行 进经过光纤，而光沿着另一个轴以它最慢的速度行进经过光纤。在 这样的情况下，不仅在两个极化分量之间的相位关系可以随时间而 变化，而且两个正交极化分量中的各极化分量可以由于在两个PSP 轴之间的由PMD引起的差分群延迟(DGD)而在不同时间到达接 收器。注意，实际上如上文提示的那样，光纤的各小段表现为如同 正是它自己的小段光纤在两个PSP轴之间引入它自己的DGD。然 而，出于简化考虑，可以基于PMD的一阶近似将光纤视为在两个 轴之间引入某一DGD的单个DGD元件。因此，对于特定光纤或者 光链路，PMD为随机效应，并且由PMD引起的DGD也可以随时 间而变化。

其它线性效应使通过光纤传输的光信号失真。这样的效应包括 色散(CD)。光补偿方法通常用来减少由于CD或者PMD而出现 的信号失真。

电子色散补偿(EDC)近来已经作为一种可以用成本有效方式 灵活减少由CD引起的失真的技术而出现。如M.S.O′Sullivan、K. Roberts和C.Bontu在″Electronic dispersion compensation techniques for optical communication systems″(ECOC′05，paper Tu3.2.1，2005) 中说明的那样，可以在发送器处进行EDC。取而代之，可以在接收 器处进行EDC。如S.Tsukamoto、K.Katoh和K.Kikuchi在 ″Unrepeated Transmission of 20-Gb/s Optical Quadrature Phase-Shift-Keying Signal Over 200-km Standard Single-Mode Fiber Based on Digital Processing of Homodyne-Detected Signal for Group-Velocity Dispersion Compensation″(IEEE Photonics Technology Letters，Volume 18，Issue 9，1 May 2006，pp.1016-1018) 中描述的那样，用相干检测接收器实施EDC。此外，如X.Liu和 X.Wei于2006年9月22日提交并且向Lucent Technologies转让、 标题为″Reconstruction and Restoration Of Optical Signal Field″的第 11/525786号美国专利申请中说明的那样，可以用特殊直接差分检 测接收器实施EDC，上述专利申请通过引用并入本文就如同在这里 进行了完全阐述，并且下文将称为Liu-Wei的专利申请。