[发明专利]去偏振的波分复用源

说明书

技术领域

本发明涉及波分复用(WDM)源，并且更具体而言涉及其在超长距离传输(ULH)通信系统中的使用。

背景技术

波分复用信号通常包含许多数据信道，其是被以一种方式调制以便携带信息的光学信号。每个数据信道携带独立的信息，但是在通常的传输介质中的非线性效应会导致这些信道之间的干扰。这些效应包括四波混频(FWM)和交叉相位调制(XPM)。FWM是一种当两种或更多种不同频率的信号通过光纤时可能发生的非线性效应，其有产生新频率信号的效应。这些非线性效应干扰了信号，限制了波分复用信号在将数据从发射机传输到接收机的效能。而且，当数据信道之间的频率间隔减少时，这些非线性效应变得更加显著，从而限制一给定波分复用信号所能携带的数据信道数量(并且因而限制信息的数量)。

美国专利6,342,961描述了一种其中相邻数据信道以正交偏振发射的系统，以试图减缓上述非线性效应。在这种系统中，两个梳状数据信道与宽带正交组合器复用，这样所得到的波分复用信号中的数据信道在正交偏振态之间变换。

除了数据信道外，波分复用系统通常携带许多加载信道(loadingchannel)。加载信道被用在光学系统中，针对宽带运行使线路放大器适当地饱和并为数据携带信道提供最佳信道功率。许多近代的系统一开始都在较低的信道数量(低于用于系统时的数量)下运行，并被升级以满足通信容量需求。“存在之初”的系统使用加载信道作为许多数据信道功率的代用品。这些加载信道可以是连续波(CW)或调制信道。

将加载信道与海底线路终端设备(SLTE)的信道级、频带级或综合级(aggregate stage)上的数据信道相复用。

当前的传输设备供应商通常对加载信道使用高功率激光器梳或过滤放大自发发射(ASE)噪声。对于激光器来说，需要使用许多加载信道和/或需要将它们调制以克服传输问题。过滤的ASE源通常有较差的阻带抑制和宽的线宽，限制了数据信道的性能。

诸如功率、波长和偏振态等的加载信道物理属性，影响数据信道的性能以及升级策略。理想的是，应对加载信道去偏振以避免在终端设备和传输线路中引起的任何偏振问题。通常，少量的加载信道携带绝大部分用于与数据信道联系的功率，其作用类似于敏感探测信号。

对于多信道中继系统的一个主要问题是偏振相关增益(PDG)，其是由一种公知的偏振烧孔(PHB)效应引起的，对于一特定偏振，通过该偏振烧孔(PHB)效应，可获取的增益被饱和掉并减少。如果发射到加载信道的光的特征是高度偏振的，那么相邻的数据信道可在传播穿过线路放大器时得到不同量的增益。该增益的准确水平将取决于数据信道中传播的光学信号与加载信道中的光的偏振对齐程度。随着时间的过去，系统变化的效应改变了信道之间的相对偏振态，导致数据信道光学功率上的波动。更糟糕的是，信道功率的变化能够影响信道的光学信噪比(OSNR)以及非线性效应的强度从而导致信道中误码率(BER)性能的变化。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于波分复用(WDM)传输系统的光学设备，包括：多个光源，每个光源提供一光源信号；连接到光源的保偏复用器，其用于复用所述光源信号从而形成偏振复用信号；以及连接到保偏复用器的输出的差分群时延(DGD)元件，其中所述差分群时延元件适于对所述复用信号去偏振，同时为每个源信号保持充分大的时间平均偏振度(DOP)。

根据本发明的第二个方面，提供了一种处理光学信号的方法，包括：将多个光源信号穿过保偏复用器从而形成偏振复用信号；并且，将所述复用信号穿过包括差分群时延元件的光路从而使所述复用信号去偏振，同时为每个光源信号保持充分大的时间平均偏振度(DOP)。

本发明的差分群时延元件改变源信号偏振态的量取决于这些源信号的频率。因此每个源信号都受到不同影响，虽然单个信道保持偏振，但合成的整个复用信号的总光学场被去偏振。该技术减少了非线性效应对数据信道的影响，因为相邻数据信道因其不同频率将有不同的偏振态。而且，本发明通过引入对整个波分复用信号去偏振的装置，克服了PDG和PHB的问题。因此减轻了PDG的破坏性后果，诸如数据信道光学功率中的波动(其能够影响OSNR和BER)。

因此本发明同时提供了一种针对波分复用系统中观察到的诸多疑难效应的简单、综合、低成本的解决方案。