[发明专利]偏振无关相干光接收器

说明书

在相干光接收器中，所接收到的信号以及由本地振荡器(3)所产生的、相对于所述所接收到的信号具有频率差，从而使得所述接收器可在内差条件下运行的信号，在3×3耦合器(2)中形成差拍。位于所接收到的信号或是由本地振荡器所产生的信号的输出路径上的偏振分束器(5)将施加到其上的所述信号拆分成具有正交偏振的两个分量，并将该分量发送至所述耦合器(2)的两个输入端，所述耦合器(2)在第三输入端接收其它所接收到的信号以及由本地振荡器所产生的信号。在光电转换之后，从所述耦合器(2)输出的信号被馈送到模拟处理设备(7)形成代表所接收到的信号的电信号，且所述电信号在解调前被馈送到低通滤波器(12)。来自于本地振荡器(3)的信号与所接收到的信号之间的频率差以及所述低通滤波器(12)的通带是这样的：根据所述频率差以一定频率振荡、且具有取决于所接收到的信号的瞬时偏振状态的振幅和相位的代表所接收到的信号的电信号的一个分量，被基本抑制了。本发明还提供了一种光信号的相干接收方法。

技术领域

本发明涉及光纤通信系统，更具体地，本发明涉及一种与所接收到的信号的偏振态无关的相干光接收器。

背景技术

相干光技术由于其高波长选择性和高灵敏度，也被认为是用于检测超密集波分复用光信号的最有希望的解决方案，建议其用于下一代接入和分布光网络。在这样的应用中，需要向用户提供相干接收器，因此，这是必要的：它们具有有限的成本，是典型的消费类电子产品。然而，当前现有已研究的用于传输网络的相干接收器，采用复杂且昂贵的光学和电子元件，因此，其与大规模普及的要求相抵触。利用便宜的相干接收器的其它应用将是蜂窝网络(即，蜂窝网络基站的光连接，例如，根据所谓的长期演进、LTE或是通用公共无线电接口、CPRI)的光前传(front haul)/回传，城域网络或数据中心，其中设想有大量终端。

相干接收器可采用常用的光学元件，例如，分布式反馈(DFB)激光器、以及模拟信号处理，从而可以低成本制造，这是已知的。

L.G.卡佐夫斯基等人的论文“ASK多端口光学零差接收器”公开了一种示例(光波技术杂志，第LT-5卷，第6期，第770-790页，1989年6月，权利要求1的前序部分的基础)。在该已知的接收器中，所接收到的信号，其为一调幅信号，与来自于本地振荡器之间的信号的差拍通过一多端口光学耦合器的方式进行，例如，具有三个输入端和三个输出端的耦合器，其在两个输入端接收形成差拍的两个信号(即，所接收到的信号与来自于本地振荡器的信号)，但并没有使用第三输入端。因此，存在于耦合器输出端的三个信号，其中，每个均与所接收到的信号和来自于本地振荡器的信号之间的光学差拍成正比，并且相位由三个输出端进行各不同的相移(在理想情况下为0°，+120°，-120°)。这三个信号由各自相应的光检测器独立检测，其提供三个模拟信号。然后，这些检测到的信号进行低通滤波、平方并通过加法器合并成单个信号。随后，对该单个信号进行进一步的低通滤波。

美国专利NO.4,732,447公开了第二种示例，其也公开了所述接收器在相位调整信号中的应用。

由申请人进行的实验表明，这种类型的接收器也能在超密集波分复用无源光网络中操作。

在如上所讨论的两种情况下，相干接收器只有在所接收到的信号与来自于本地振荡器的信号的偏振态相一致的情况下才能正确操作。然而，来自于本地振荡器的信号的偏振态是固定的，而所接收到的信号以随机的方式变化，因为，作为传输线使用的单模光纤具有随距离和时间变化的双折射特性。因此，在一般情况下，可能出现信号的一小部分、甚至全部进行转换和衰落。

然而，如上所讨论的现有技术的接收器是偏振敏感的，因此，有必要在它们之中采用当前所采用或是提出的与相干系统中所接收到的信号的偏振态无关的技术之一。所有此类解决方案势必造成复杂性的显著增加，从而成本也显著增加，进而导致所述接收器大规模普及的要求相抵触。