[发明专利]一种偏振复用系统中的全光信息处理方案

说明书

技术领域

本发明涉及高速光纤通信、非线性光纤光学、全光信息处理等领域，尤其是高速偏振复用系统中的全光信息处理技术。

背景技术

人们对通信带宽需求的急剧增长，给现有光通信网络带来了新的挑战。寻求超高速、大容量、长距离与高频谱效率的光传输机制成为光通信研究的热点之一。同时，全光信息处理，诸如波长转换、全光再生、码型转换、信号放大等，可以克服传统基于电域信息处理带来的“电子瓶颈”，是未来光网络的关键技术之一。偏振复用(PolarizationDivision Multiplexing：PDM)技术作为一种新的扩容技术可以在不占用系统频谱资源的情况下使每个波长信道的数据传输速率提高一倍，并且与现有的波分复用(WDM)系统具有较好的兼容性，因而成为了现有波分复用系统提高系统容量的新选择。同时，偏振复用系统中的全光信息处理技术是实现全光偏振复用网络的关键技术之一。

偏振复用的概念其实早在二十世纪九十年代就被提出来了，它实际上是利用光四个基本参数(振幅、频率、相位、偏振)之一的偏振参数，在同一个波长信道中，通过两个相互正交光的偏振态独立地、同时传输两路数据信号以加倍系统总容量、提高系统频谱利用率近些年来，随着人们对通信带宽需求的不断增加，偏振复用作为一种新的扩容技术重新引起人们的重视而成为研究的热点。目前对偏振复用技术的研究主要集中在：偏振复用系统中的自动解复用技术；偏振复用系统中性能监控、分析与监控(包括偏振模色散(PMD)的监控、系统恶化效应的分析等)、偏振复用技术与新型调制格式相结合以实现超高速(单信道速率≤100Gbit/s)、长距离通信。

为了摆脱电域信息处理带来的速率限制，进一步提高系统速率，最近围绕偏振复用系统的全光信息处理技术的研究开始开展起来了，但主要集中在波长转换方面，而全光信息再生、调制格式转换等相关方面的技术方案报道甚少，其主要原因是同时对两个信道(而且是同一波长)存在许多挑战，包括信号串扰、非线性相互作用、如何用单一的功能模块同时实现两个信道的信息处理功能等。

发明内容

针对偏振复用系统中全光信息处理技术的需求，本发明给出了一种偏振复用系统中的全光信息处理器的设计方案，其主要由偏振控制单元、光环形器、偏振分束器、非线性介质、法拉第偏振旋转器构成，可用于偏振复用系统中实现对两个正交偏振态上信息的同时再生或波长转换。

本发明的目的通过如下手段来实现。

一种偏振复用系统中的全光信息处理方案，用于偏振复用系统实现两正交偏振信道上信息的同时处理，在不同的外接光路情况下应用于偏振复用系统中，以同时实现两正交偏振态信道上信号的全光再生、波长转换功能；其关键结构包含一非线性偏振分集环(106)，所述非线性偏振分集环(106)由偏振控制单元(107)、光环形器(104)、偏振分束器(103)、法拉第偏振旋转器(102)、非线性介质(101)、可调滤波器(105)构成；进行信息处理的基本过程为：光信号经由偏振控制单元(107)、光环形器(104)和偏振分束器(103)分解成两路偏振态正交反向传输的信号；所述两路信号在经过法拉第偏振旋转器(102)，其偏振态均被旋转90°而被反射至偏振分束器(103)的输入端并从光环形器(104)的端口3输出；根据不同的信息处理要求，进入非线性偏振分集环型结构(106)中的信号在非线性介质(101)中获得对应的非线性效应；所述可调滤波器(105)用来选取对应信息的频谱分量。

采用如上的设计，本发明可以应用于偏振复用系统中，以实现两个正交偏振态信道上信号的同时再生或波长转换等功能。

1、全光再生器功能的实现：经大功率EDAF放大偏振复用信号经由偏振控制单元、光环形器和偏振分束器将两偏振态正交的信号解复用成两路沿相反方向传输的信号。在经由非线性介质(如高非线性光纤)时，由于自相位调制(SPM)效应，两路信号的频谱被同时展宽。同时，两路信号在经过法拉第偏振旋转器时，因其偏振态均被旋转90°而被反射至偏振分束器的输入端并从光环形器的端口3输出。在光环形器的端口3用一个可调滤波器进行偏移滤波就可以实现对偏振复用的两个正交偏振态信道上信号的同时再生。