[发明专利]使用偏振复用进行光学数据传输的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用偏振复用进行光学数据传输的方法。

背景技术

在光学数据传输中，可以通过根据所传送数据的数值并且依据相应相移键控(PSK)调制方法的星座图对光学波长的相位进行调制来传送数字数据。星座图的每个点表示所要传送数据比特的有限集合。根据所要传送的数据比特的集合，光学波长的相位有所改变，以使得其对应于该星座图中的相应点。相移键控调制方法的示例是二进制相移键控(BPSK)，其中相应星座图中的每个点表示一个比特，或者四相相移键控(QPSK)，其中相应星座图中的每个点表示两个比特。

星座图中的点所表示的比特的集合被称作符号。波长相位变化的速率以及由此的符号传送的速率被称作符号率。

为了提高经特定光学波长的PSK调制传送数据的数据速率，可以采用被称作偏振复用(PDM)的技术。在PDM中，例如相同波长但具有各自正交偏振状态的两个光学信号在每个信号处分别地例如使用QPSK分别调制，并且随后被合并，因此形成可以随后传播到光纤链路之中的单个光学信号。

在接收侧，通过沿相互正交的两个偏振平面对从合并信号所产生的光场进行采样，可以从PDM信号恢复这两个光学信号。所采样的信号随后可以被用于从中得出各自的符号数值。从这些符号数值，能够解映射出各自的数据数值。

为了进一步提高数据速率，不仅可以应用PDM的技术，而且还可以应用波分复用(WDM)的技术：PDM被分别应用于不同光学波长的不同光学信号，并且随后这些光学信号在同一光纤上进行传送。在接收侧，针对各波长沿正交的偏振平面对所接收光学信号采样。

当通过非理想光纤传送光学信号时，诸如交叉偏振或交叉相位调制之类的不同效应可导致传输失真，这进而引起所传送光学信号的信号衰减。当从接收侧的采样信号得出信号数值并且从所得出的信号数值中解映射数据数值时，这样的信号衰减可导致所传送数据数值的错误。

一种常见的技术是通过前向纠错(FEC)对所传送的数据数值进行保护。在接收侧出现的数据数值的比特错误可能通过在传送侧使用FEC编码算法将数据数值编码为比特块并且随后在接收侧依据所应用的FEC算法对所接收的比特块进行译码而得到补偿。FEC算法能够仅对每个FEC块的最大数量的比特错误进行纠正。

发明内容

发明人已经观察到，当使用以上所提到的PDM和/或WDM的技术传送数据数值时，传输失真所导致的比特错误的数量或误比特率(BER)并非随时间恒定的。比特错误的峰值或BER的峰值被称作比特错误的突发。这样的突发会导致FEC块，而对于该FEC块将超过可纠正比特的数量。因此，所传送数据数值在FEC译码之后在接收侧可能仍未被纠正。因此，本发明的目标是对已知的数据传输方法进行改进。

提出了一种光学数据传输的方法。该方法包括不同步骤。生成第一光学信号和第二光学信号，以使得该光学信号拥有：

·相同的波长

·根据各自的数据数值并且依据相移键控方法进行调制的各自的目位

·实质上相互垂直的各自的偏振状态

通过合并第一和第二光学信号而生成合并光学信号，以使得该合并光学信号拥有具有预定变化的偏振状态。该合并光学信号通过光学传输线路进行传送并且被接收。

通过沿两个正交偏振平面对所接收的合并光学信号进行采样而生成两个时间离散的采样信号。通过使用指示预定变化的函数在时间离散域中对时间离散的采样信号进行滤波而生成两个滤波信号。从该滤波信号得出各自的数据数值。

为了领会所提出方法的成果，必须将以下问题纳入考虑之中。

如之前所概述的，可能由诸如交叉偏振调制和/或交叉相位调制之类的现象导致传输失真。

交叉偏振调制是在相同波长的光学信号的两个偏振平面之间出现的效应。交叉相位调制是对具有特定光学波长的光学信号对具有不同光学波长的另一光学信号的相位的影响进行描述的效应。交叉偏振调制和交叉相位调制自身由光纤的非线性效应，例如Kerr效应所导致。这样的非线性效应出现的程度取决于光纤内所出现的光学信号的信号功率。当使用PDM和/或WDM进行光学信号传输时，多个光学信号在同一光纤上传送。每个所传送的光学信号各自具有自身随机特性的信号功率，该随机特性取决于所传送数据。因此，不同光学信号功率所导致的非线性效应的总和也具有随机特性。此外，非线性效应的总和还很大程度上取决于多个WDM信道各自随机的时变偏振状态。