[发明专利]用于在一个波分复用信号中补偿诸信道的偏振色散的方法

说明书

本发明涉及一个用于在一个波分复用(wavelength-divisionmultiplex)信号中补偿诸信道的偏振色散的装置。

本发明用于诸波分复用(WDM)传输系统。

所有的各类光纤都受到偏振色散的影响：当我们接收一个通过一个发送终端发送的脉冲时，该脉冲因偏振色散而发生畸变。该脉冲的持续时间大于它原来的持续时间。畸变是由于当传输时光信号被去偏振这样一个事实。我们可以认为在连接光纤的终端接收到的信号包含两个正交成分，一个与一个最大传播速度的偏振状态(最快的主偏振状态)相对应，而另一个与一个最小传播速度的偏振状态(最慢的主偏振状态)相对应。

换句话说，我们可以认为一个在连接光纤的终端接收到的脉冲信号包含一个依照一个提前的偏振状态进行偏振并首先到达的第一个脉冲信号和一个依照一个滞后的偏振状态进行传播的并以一个特别与连接光纤的长度有关的瞬时微分延时到达的第二个脉冲信号。

如果发送终端发送一个由一个非常短的脉冲组成的光信号，则由接收终端接收的光信号包含两个相继的互相垂直偏振的并有一个等于瞬时微分延时的相对时间漂移的脉冲。这个延时对于一条包含几年前生产的那种单模光纤的100km(千米)的链路能够达到20ps(微微秒)。

由接收终端接收到的诸脉冲的畸变能在对发送的数据进行解码时引起诸误差，所以偏振色散是一个限制诸光链路的性能的因素，不管是模拟的还是数字的光链路。

我们现在知道如何制造有低偏振色散(近似为0.05ps/km^1/2)的诸单模光纤。然而，在最近十年中安装的大部分单模光纤有非常高的偏振色散，这对诸发送的位速率的传播构成一个主要的技术障碍。而且，如果位速率的竞赛继续进行，则没有东西能防止这个问题在我们现在知道如何生产的诸低偏振色散光纤中出现。

我们现在知道如何制造有高偏振色散的诸光纤，这种光纤也被认为是诸保持偏振的光纤，它们能通过用诸短的光纤段达到一个固定的微分延时。通过明智地将这类光纤的一段(或在两个正交偏振模式之间产生一个微分延时的任何结构)与一条受到高偏振色散作用的传输链路串联起来，我们能对偏振色散进行补偿。我们能或者用一条有与链路相同的微分延时，但是交换诸慢和快的主偏振状态的保持偏振的光纤，或者通过使链路和保持偏振的光纤的组合的一个主偏振状态与发送源的偏振状态一致来实现这一点。为了实现这一点，将一个偏振控制器放在链路和保持偏振的光纤之间。

微分延时的值和一条链路的诸主偏振状态依照许多因素，如振动和温度，随时间变化。所以一个补偿器系统必须是自适应的，并且必须使保持偏振的光纤的微分延时至少等于所有的要被补偿的微分延时的值。

在提高诸现有的有10Gbit/s(千兆位/秒)及以上的诸位速率的诸信道的诸光纤网络的性能方面，偏振色散是一个难以解决的问题。

我们估计能够容忍的最大偏振色散是一个位的持续时间的10％，例如，在10Gbit/s是10ps，而在40Gbit/s只是2.5ps。

人们已经设计出诸偏振色散补偿器系统。然而，还没有解决在一个波分复用网络中偏振色散问题的，不同于在信号分离后将诸相同的单信道的补偿器系统并列起来的方法。它的一个例子是由申请人在1996年12月30日提出的法国专利申请No.96 16194中公开的系统，该系统是关于一个这类单信道传输系统的。

本发明的目的是要解决上述的问题，并提出有一个最佳构造，特别是在价格方面最低廉的诸解决办法。

本发明在于一个用来对诸波分复用系统进行偏振色散补偿的系统。依照本发明提出的诸解决办法是建立在用诸级联的复用器和信号分离器对形成复用的所有信道的偏振色散进行补偿的基础上。

我们公开诸系统构造以便通过插入传输线内或在传输线的终端完成诸系统构造。

更特别的是，本发明在于一个用来在一个波分复用信号中对诸信道的偏振色散进行补偿的系统，该系统的特征在于它包括多个分别与诸所说的信道结合的级联的偏振控制模块和一个传递一个经补偿的复用信号的微分时延发生器，该系统的特征在于每个模块包括：

-一个衰减和插入的复用器，它有一个用于接收一个复用输入信号的第一个输入端，一个用于从所说的复用输入信号抽取的一个关联的信道信号的第一个输出端，一个用于插入一个修改了的信道信号的第二个输入端，和一个用于传递一个修改了的复用输出信号的第二个输出端，和

-一个偏振控制器，它适合于接收所说的抽取的信道信号和传递所说的修改了的信道信号，