[发明专利]一种基于斯托克斯空间直接检测的偏振复用系统

说明书

本发明提供一种基于斯托克斯空间直接检测的偏振复用系统，在两路偏振态上实现三维调制，能够提高系统的传输速率和色散容忍度。所述系统包括：偏振分束器，用于将激光器发出的光束分成两个正交的偏振态，其中，第一偏振态加载单边带信号，第二偏振态加载复数信号；单边带调制器，用于对第一偏振态加载的单边带信号进行单边带调制；正交调制器，用于对第二偏振态加载的复数信号进行正交调制；偏振合束器，用于将调制后的第一偏振态和第二偏振态上的信号合成为偏振复用信号发射出去；斯托克斯接收机，用于接收偏振复用信号，并对接收到的偏振复用信号进行处理，恢复出单边带信号和复数信号。本发明涉及短距离高速率光通信领域。

技术领域

本发明涉及短距离高速率光通信领域，特别是指一种基于斯托克斯空间直接检测的偏振复用系统。

背景技术

随着大数据、云计算等技术的蓬勃发展，使得网络流量、数据中心的数量与日俱增，单一数据集容量超过几十TB(Terabyte-10¹²)甚至数PB已不罕见，这使得数据中心间的高效互连通信出现瓶颈。由于数据中心之间的光传输互连，有距离短、接口密度大、布线复杂、设备数量众多等特点。而由于相干接收在成本上有诸多的限制，所以在短距离的光通信中通常考虑使用直接检测技术(DD)。目前直接检测技术和很多技术相结合，来提升传输容量，如高阶的调制技术(脉冲幅度调制(PAM)、离散多音复用(DMT)、无载波幅度相位调制(CAP)、正交幅度调制(QAM))，偏振复用技术(PDM)等。通过这些技术的结合来实现，直接检测单波100Gbps速率的传输。

偏振复用技术也被广泛应用到短距离光通信系统中，使用偏振复用的方法可以在原来传输系统的基础上增加一个新的偏振维度，使得系统传输容量翻倍。偏振复用技术是指利用光的两个正交的偏振态分别携带不同信息，经过复用之后在光纤中传输。

目前主流的PDM-DD技术多是利用了两维的空间来传输信息，例如，PDM-IM-DD技术，两路偏振态上传输的都是强度信息，这种方案的发射端结构简单，但系统对色散的容忍度较低，只能在O波传输；PDM-SC-DD技术，一路偏振态上传输正交(IQ)调制的信号，另一路传输不加载信号的载波来进行自相干的解调，这种方案对色散具有较高的容忍度，但是只有一路偏振态传输信息，浪费了另一路偏振态的空间。

综上，PDM-SC-DD技术，只利用了二维(2D)的传输空间，未能充分利用两路偏振空间，传输速率有限制，有进一步提升的空间，PDM-IM-DD技术同样只利用了(2D)的传输空间且色散容忍度比较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于斯托克斯空间直接检测的偏振复用系统，以解决现有技术所存在的传输速率低和色散容忍度低的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种基于斯托克斯空间直接检测的偏振复用系统，包括：发射机和斯托克斯接收机；其中，所述发射机包括：偏振分束器、单边带调制器、正交调制器、偏振合束器；

所述偏振分束器，用于将激光器发出的光束分成两个正交的偏振态，其中，两个正交的偏振态为第一偏振态和第二偏振态，第一偏振态加载单边带信号，第二偏振态加载复数信号；

所述单边带调制器，用于对第一偏振态加载的单边带信号进行单边带调制；

所述正交调制器，用于对第二偏振态加载的复数信号进行正交调制；

所述偏振合束器，用于将调制后的第一偏振态和第二偏振态上的信号合成为偏振复用信号发射出去；

所述斯托克斯接收机，用于接收偏振复用信号，并对接收到的偏振复用信号进行处理，恢复出单边带信号和复数信号。

进一步地，第一偏振态上的单边带信号经过单边带调制后，得到的光电场E_x(t)表示为：

E_x(t)＝A_x+s_x(t)