偏振模色散模拟器及补偿器和补偿系统的制作方法

专利名称：偏振模色散模拟器及补偿器和补偿系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种偏振模色散模拟器及补偿器和补偿系统，特别涉及光通信系统中基于Sagnac效应的偏振模色散模拟器及补偿器和补偿系统。
但是，在实际情况下，在光纤的生产、成缆、敷设，以及其周围环境改变等过程中，都会不可避免的使光纤的折射率沿不同的方向产生不同的变化，即呈现双折射效应。

图1是偏振模色散的形成图，从图1可以看出，经过一定时间的传输，在传输方向上由于LP01X和LP01Y的传输常数βx和βy不一样而产生一定的PMD。另外，当光信号通过一些光通信器件如隔离器、耦合器、滤波器时，由于器件结构和材料本身的不完整性，也能导致双折射。而这种双折射效应会直接导致两正交的偏振模式具有不同的相速和群速，从而失去了兼并，产生PMD。
双折射是产生偏振模色散的根源。双折射包括固有双折射和感生双折射，其中，固有双折射主要是指在光纤的制造过程中由材料和制造工艺等方面引起的双折射，感生双折射是指由外力通过光纤介质的光弹效应引起的双折射，与前者相比，感生双折射更加具有随机性的特征。
综合考虑固有双折射(其中包括几何双折射、应力双折射)和感生双折射(其中包括弯曲、侧向力、旋扭外加电场和外加磁场)，忽略它们之间的干扰，认为它们是不相关的，则总的双折射可以表示为Δβ＝ΔβG+Δβs+ΔβBF+Δβf+ΔβC+ΔβE+Δβh-----(1)在没有模式耦合的情况下，相应的单位长度上的PMD可以简单的表示为 而当两个偏振模式之间的传播速度差非常小时，外部的影响很容易使两个偏振模式之间发生能量交换，即产生模式耦合。一般来说外部影响具有随机性，因此，这种模式耦合也就具有随机性的特点，它对PMD的性能有很重要的影响作用。
PMD与光纤的平均总双折射Δτ及平均偏振模耦合长度h有如下关系 上式中，l为光纤的长度。
当l＜＜h，两个偏振模之间的耦合可以忽略，则 在时域，PMD效应体现为分别沿快、慢轴传输的光脉冲分量之间的时延差，这一时延差使得光经过一段传输后，总的光脉冲将展宽，从而限制了光通信系统的传输速率。对于短光纤而言，PMD的值随着传输长度线性增加，单位为ps/km1/2。
当l＞＞h时，(3)式右边括号内的值约为2l/h，有 当光脉冲沿长光纤传输时，由于外部因素的变化，如温度的变化等，会引发模式耦合，即快、慢模式之间的能量交换。由于外界变化的随机性，模式耦合也是随机发生的。从上式中我们可以看出，对于长光纤，PMD是随着传输长度的平方根值增长的。单位为 模式耦合不仅仅简单地决定了PMD与光纤长度的关系，而且也是PMD对温度、振动、光源波长的轻微抖动等因素都很敏感的原因。在同等条件下，较强的模式耦合对应着较小的偏振模色散。如C.D.Poole在1991年的实验中证明了PMD对温度变化的敏感度，不仅PMD的值随着温度的变化而变化，同时它的变化速率也依赖于温度变化的速度。温度恒定时，PMD几乎没有什么明显的变化，当温度快速增加时，PMD的波动也显著增加。
PMD在数字系统中引起脉冲展宽，导致误码率增高，限制系统的带宽；在模拟系统中引起信号失真，限制信道数量。直到几年以前，在数字和模拟系统中，当数据传输率较低和距离相对较短时，PMD对单模光纤系统的影响微不足道。随着对带宽需求的增长，特别是在10Gb/s、40Gb/s及更高速率的系统中，PMD开始成为限制系统性能的重要因素。因为它会引起过大的脉冲展宽或造成过低的信噪比(Signalto noise ratio，SNR)。
由PMD限制的系统最大传输距离，即ITU-T建议的以1dB功率代价为参考的最大传输距离，从理论上可由下面公式得出 根据上式，可将PMD限制的最大传输距离列于下表，该表给出了传输距离对PMD和比特率的关系 由于PMD的统计特性，单根光纤(或成缆后的光纤)的PMD指标不适于作为系统容量的指标。反之，链路值(即相连的光纤段)经常被使用。由于每根光纤段是随机量，因而链路值也是一个随机量，由于平均效应它具有更小的方差。PMD链路值由下面的公式表述XM=ΣXi2LiΣLi(I=1,2···M)---(6)]]>其中，是串连光纤链路的PMD值，Xi是单根光纤的PMD，Li是串连光线段的长度，M是串连光纤的数目。PMD的链路值更准确更有效的反映了系统PMD值，而且能够充分利用光纤的真正潜力。
由于PMD的存在，在高速光通信系统中，有必要对PMD进行补偿。一般来说，现在的PMD补偿技术，主要是通过传输光纤传播光信号经受的偏振模色散效应，利用接收处的双折射补偿器得到补偿，其中补偿器自动和自适应产生一个微分时间延迟量，大致等于光信号经受的微分时间延迟，但符号相反，基本上抵消了不希望有的延迟。例如，当一路光信号通过光纤经过一定距离的传输之后，光脉冲的两个偏振主态(PSP)产生了10ps的延迟(参考图1)，为了设法抵消这个延迟量，我们需要使走得快的一个偏振主态通过PMD补偿器以后产生10ps的延迟，而另一个偏振主态不延迟，然后又使两个偏振态耦合在一起，这样抵消了两个偏振主态之间的时延，最终达到补偿PMD的作用。
发生在光纤中的偏振变换可以用2×2琼斯矩阵U来描述U(ω)=u1(ω)u2(ω)-u2*(ω)u1*(ω)---(7)]]>其中，u1和u2是依赖于光信号频率和影响光纤中模式耦合其他物理量的复函数。一般而言，若通过光纤传播的光信号是两个PSP之一的偏振光，则该光信号不会有很大的微分时间延迟量。因此，在任何光频率下ω＝ω0，矩阵U可以按照以下方法进行“对角化”U(ω)＝W(ω0)D(ω)·V(ω0)-1(8)其中，V和W对应于输入和输出主偏振态。D(W0)是对角矩阵，而且至少在W0附近从充分小的频率范围Δw内，矩阵D可表示为D(ω)=D(ω0)·ej(τf/2)·(ω-ω0)00e-j(τf)·(ω-ω0)---(9)]]>这里，τf=2(ddωu1)2+(ddωu2)2]]>是微分延迟，它在不以两个主偏振态之一传送的光信号中引起的微分时间延迟。由于通过光纤传播的光信号中经受的微分时间延迟可以在光纤输出端引入一个相反而等量的微分时间延迟，τc＝-τ/，加以补偿。利用有以下偏振相关传递函数的光学元件是容易实现的Ucomp=-ej(τc/2)·(ω-ω0)00e-j(τc)·(ω-ω0)·W-1(ω0)·V(ω0)---(10)]]>目前已经公开的美国专利98119194公开了利用保偏光纤作延时补偿器和用可变时延线做补偿器两种方案。图2是用可变延时线作PMD补偿器的PMD补偿系统原理图，图3是偏振控制器加保偏光纤作PMD补偿器的PMD补偿系统原理图。从两个不同的方案可以看出，无论是哪一种方案，整个PMD补偿系统一般都包括四个主要部分，一是偏振控制器，用于主轴的对准；二是PMD补偿器，用于抵消系统产生的PMD量；三是PMD检测器，用于测试PMD值的大小，生成监测信号；四是反馈控制器，用于反馈信号大小的生成和对偏振控制器或可变时延线的控制。从图2和图3给出的PMD补偿系统原理图中可以看出，两个系统的不同之处是采用了不同的PMD补偿器(偏振模间可变延迟单元)。
从上述两个补偿系统可以看出，图2所述技术方案的优点是需要控制的参量较少(偏振控制器三个参量，可变时延线一个参量)，所以算法简单，比较容易实现，但缺点是反馈速度较慢，主要是在可变时延线中是通过透镜的水平移动来实现一路的时延，所以反应速率受到一定的限制，而且对透镜与光纤之间的准直要求很高，否则将会产生较大的衰减。
图3所示技术方案的优点是结构相对简单，反应速率高，但缺点是运算复杂(两个偏振控制器共六个参量)，软件设计成本高，而且算法的复杂度很可能牺牲部分硬件的响应速率。同时补偿的动态范围也收到一定的限制。
由此可知，在光纤通信系统中，随着单信道传输速率的提高和模拟信号传输带宽的增加，除了色散、非线性等限制因素以外，原来不太被关注的偏振模色散(Polarization Mode Dispersion，PMD)问题近来变得十分突出，特别是对于40Gbit/s以上的传输系统的长距离传输，PMD被认为是最终的限制因素。偏振模色散在数字通信系统中将造成脉冲展宽，增加误码率；在模拟通信系统中将产生高阶畸变效应，使信号失真变形。由此，需要提供一种补偿系统，用于补偿高速光通信系统中的偏振模色散。
本发明的另一目的是提供一种基于Sagnac效应的偏振模色散补模拟器，可以根据旋转速度得到不同的PMD。
本发明的另一目的是提供一种基于Sagnac效应的偏振模色散补偿系统，根据光检测器和反馈控制单元来有效地控制旋转装置的转速，有效地降低和消除PMD对传输系统的影响，且结构简单、反应速度快、算法简单，成本较低。
为实现本发明的目的，我们提出了一种偏振模色散补偿器，包括偏振控制器，用于接收入射光，并改变输入光信号的偏振方向，使其对准光纤的主轴，其中该偏振模色散补偿器还包括环行器，至少具有三个端口，从第一个端口接收偏振控制器的光信号，并从第二个端口输出该光信号；偏振分束器，输入端接收来自环行器的光信号，然后分解成相互垂直的两个正交偏振分量并从输出端分别输出；光纤环，该光纤环具有两个输入端，分别耦合到偏振分束器的两个分束臂，接收来自偏振分束器输出端的两个正交偏振分量，在光纤环中分别以顺时针和逆时针的方向传播；旋转装置，在外部信号的控制下，通过旋转光纤环，使进入光纤环中的光的两个正交偏振分量随着光纤环的旋转产生一定量值的时延差，经不同方向传输后又重新耦合进偏振分束器的输入端，然后经过环行器的第三个端口输出，从而补偿了信号的偏振模色散。
所述的偏振模色散补偿器，其中所述偏振控制器控制两个正交的偏振主态，以使原来在时间上超前的偏振主态进入光纤环的产生时延的一个臂，在这个臂上信号的传输方向与光纤环的旋转方向一致；而另外一个偏振主态则进入另外一个臂，在这个臂上，信号的传输方向与光纤环的旋转方向相反。
所述的偏振模色散补偿器，其中所述偏振分束器与环行器之间是通过光学透镜来连接的。
所述的偏振模色散补偿器，其中所述旋转装置是由步进电机带动的圆盘。
所述的偏振模色散补偿器，其中所述光纤环是保偏光纤，其拍长可以按照不同的补偿精度和补偿范围要求进行选择。
根据本发明的另一个方面，我们提供一种偏振模色散模拟器，其中该偏振模色散模拟器包括环行器，至少具有三个端口，从第一个端口接收光信号，并从第二个端口输出该光信号；偏振分束器，输入端接收来自环行器的光信号，然后分解成相互垂直的两个正交偏振分量并分别从输出端输出；光纤环，该光纤环具有两个输入端，分别耦合到偏振分束器的两个分束臂，接收来自偏振分束器输出端的两个正交偏振分量，在光纤环中分别以顺时针和逆时针的方向传播；旋转装置，在外部信号的控制下，通过旋转光纤环，使进入光纤环中的光的两个正交偏振分量随着光纤环的旋转产生一定量值时延差，经不同方向传输后又重新耦合进偏振分束器的输入端，然后经过环行器的第三个端口输出。
根据本发明的另一个方面，我们提供一种偏振模色散补偿系统，其位于光发射机和光接收机之间，包括偏振模色散补偿器，偏振模色散检测器及反馈控制单元器，所述偏振模色散补偿器包括偏振控制器，它用于接收入射光，并改变输入光信号的偏振方向，使其对准光纤的主轴，其中所述偏振模色散补偿器还包括环行器，至少具有三个端口，从第一个端口接收偏振控制器的光信号，并从第二个端口输出该光信号，偏振分束器，输入端接收来自环行器的光信号，然后分解成相互垂直的两个正交偏振分量并分别从输出端输出，光纤环，该光纤环具有两个输入端，分别耦合到偏振分束器的两个分束臂，接收来自偏振分束器输出端的两个正交偏振分量，在光纤环中分别以顺时针和逆时针的方向传播，旋转装置，在外部信号的控制下，通过旋转光纤环，使进入光纤环中的光的两个正交偏振分量随着光纤环的旋转产生一定量值时延差，经不同方向传输后又重新耦合进偏振分束器的输入端，然后经过环行器的第三个端口输出，从而补偿了信号的偏振模色散；所述偏振模色散检测器包括光分束器及偏振模色散检测单元，所述光分束器接收环行器第三端口的输出光，将光信号分成两路，一路输出到光接收机，另一路输出到偏振模色散监测单元，以检测系统中剩余的偏振模色散量值，并输出一控制信号；所述反馈控制单元器，接收所述偏振模色散检测器的控制信号，分别控制所述偏振控制器和旋转装置，使之通过调整偏振控制器的输出偏振态和旋转装置的转动速率，以更好的补偿系统中产生的偏振模色散。
由此可知，本发明提供的一种基于Sagnac效应的偏振模色散补偿器，根据设置保偏光纤的拍长，可以按照不同的补偿精度和补偿范围对PMD进行补偿。本发明提供的另一种基于Sagnac效应的偏振模色散补模拟器，可以根据旋转速度得到不同的PMD。同时，使用根据本发明的偏振模色散补偿器的补偿系统，根据光检测器和反馈控制单元来有效地控制旋转装置的转速，有效地降低和消除PMD对传输系统的影响，且结构简单、反应速度快、算法简单，成本较低。
具体实施例方式
Sagnac效应是由法国人Sagnac于1913年首次发现并得到实验证实的，它揭示了同一光路中两个对向传播的光的光程差与其旋转速度的解析关系。图4给出了Sagnac效应的示意图，如图4所示，我们考察一圆形光轨道，其中光路是由N匝光纤构成，由光源发出的光进入光路，经A点的分离器BS，分成顺时针和逆时针方向的两路光，他们以相同的速度传播，经过同样的距离2πNa(a为圆形轨道半径)重新在BS汇合。如果该系统为静止的，则两路光经历了完全相同的光程，因此，它们的相位也相同。然而，如果该圆形轨道以角速度Ω沿顺时针旋转的话，两路光到达汇合点(注意，此时A点已经转至A’点)的时间是不同的。对于顺时针方向的光，我们称为CW光，其到达时间TCW可以表示为tcw=(2πNa+aΩtcw)/[cn+aΩ(1-1n2)]---(11)]]>上式中的分母为光在运动介质中的传播速度。同样，可以求得逆时针方向的光，我们称为CCW光，的到达时间TCCW为tccw=(2πNa-aΩtccw)/[cn-aΩ(1-1n2)]---(12)]]>根据公式(11)和(12)可求得两路光到达的时间差Δt为Δt=tcw-tccw=4πNa2Ωc2---(13)]]>(13)式是在理想的单模光纤的条件下推倒出来的，当使用保偏光纤绕制光纤环时，其两个相互垂直的正交偏振主轴的nx≠ny，经过推倒，我们可以得到Δt=2πNa[nx(c+aΩny)-ny(c-aΩnx)(c-aΩnx)(c+aΩny)]---(14)]]>化简以后可以得到Δt=2πNa[c(nx-ny)+2aΩc2-a2Ω2nxny]---(12)]]>如果进一步考虑到实际的转速Ω一般情况下不会超过数千转每秒的数量级，(15)式可以做进一步的简化为Δt=2πNa[nx-nyc+2aΩ/c]---(16)]]>我们可以很清楚的看出当选取了固定的参数，比如光纤环的圈数N，半径a，以及特定的保偏光纤后，时延Δt与角速率Ω成线性的一一对应关系。针对不同系统的不同要求，我们可以选取不同的参数来实现不同大小的时延差，图5给出了当N＝5000，nx-ny＝1.4×10-6时，半径分别取0.1m，0.12m，0.14m，0.16m，0.18m，0.2m时，不同的转速对应的两个偏振主态的时延差。
本发明正是基于Sagnac效应的原理，如上所述，在光纤环的转速小于数千转的条件下，通过转动光纤环就可以在光纤环的两臂产生与转速Ω成线性对应关系的不同大小的时延差Δt。
1、PMD模拟器图6是基于Sagnac效应的PMD模拟器的框图，如图6所示，该模拟器包括一个三端口光环行器、一个偏振分束器、一个光纤环路和一个旋转装置。当作为PMD模拟器应用时，其主要功能是实现在不存在时延差的两个偏振主态之间人为的引入所需要的时延差，以提供实验应用。该发明的实现过程是，一路输入光信号通过环行器的端口1到端口2，然后通过偏振分束器的输入端口4，分解成相互垂直的两个正交偏振分量并耦合进光纤环的两个分束臂5和6，被分束的两路光脉冲分别以顺时针和逆时针的方向传播，并随着光纤环的旋转产生一定量值时延差，两束光经不同方向传输后又重新耦合进偏振分束器的输入端4，最后经过环行器的端口3输出。转动装置可以是一个由步进电机带动的圆盘，其转动速度由控制信号提供的电压大小来控制，在实际的制作过程中，可以在端口2和端口4之间使用分离的光学元件，比如光学透镜，这样既可以满足转动的要求，也可以满足从端口4和端口2之间光信号的耦合。
2、PMD补偿器图7是基于Sagnac效应的PMD补偿器的框图。如图7所示，该补偿器包括一个偏振控制器，一个三端口光环行器，一个偏振分束器，一个用保偏光纤绕成的光纤环路和一个转动平台。在作为PMD补偿器应用时，偏振控制器的作用是调整入射光的偏振主态，以使得两个正交的偏振主态通过偏振分束器的输入端口4分别耦合到光纤环的两个臂中，值得注意的是，由于要通过光纤环路的旋转补偿掉已经存在于输入信号中两个偏振主态的时延差(PMD)值，所以偏振控制器需要控制两个正交的偏振主态，以使原来在时间上“超前”的偏振主态进入产生时延的一个臂，在这个臂上信号的传输方向与光纤环路的旋转方向一致。而另外一个偏振主态通过另外一臂，在这个臂上，信号的传输方向与光纤环路的旋转方向相反。这样，控制光纤环路以适当的速率旋转，就可以补偿掉系统中存在的PMD。
同时，通过选择不同参量的光纤环路(圈数、半径、保偏光纤的拍长)配合不同的旋转速率，可以实现针对不同速率光传输系统的不同精度要求和不同补偿范围要求的PMD模拟器或补偿器；所谓拍长就是某一个偏振态经过光纤传输以后再次回复到同样的偏振态的距离，它和光纤的双折射系数有关，反映了双折射系数的大小。由于使用了保偏光纤，所以，即使光纤环路不旋转，同样具有一定的PMD补偿作用，我们可以根据实际系统的PMD链路值来预设保偏光纤的长度对链路的平均PMD值进行补偿，然后可以通过光纤环的旋转实施精确动态补偿。
例如，对于一个系统总的PMD值(平均DGD值)为40ps的10G光传输系统来说，要通过本发明对其实施PMD补偿，我们可以首先选择双折射系数较大的保偏光纤，使得整个光纤环在0转速的情况下的平均DGD为40ps，这样，即使光纤环在不转动的情况下，通过偏振控制器调整进入光纤的光信号的偏振态，就可以对系统实施PMD补偿。当系统所处的环境发生变化时，正如我们前面所介绍的，系统的DGD值也随之产生变化，比如系统因环境变化在固有的40ps的基础上产生了20ps范围内的DGD变化，这时候光纤环在中央控制单元的命令下产生一定速率的旋转，实现额外的+20ps至-20ps的DGD值来补偿因环境变化而引起的系统DGD的变化。这就实现了针对这个系统本身PMD特性的在20～60ps内的动态补偿。
图8是本发明的PMD补偿器应用于光通信系统中的示意图，从图8本中可以看出，光分束器将经过PMD补偿器的光信号分成两路，一路到接收机，另一路到PMD监测单元。PMD监测单元主要监测经PMD补偿器补偿后系统中剩余的PMD量值，监测的代表量可以是如其它国外专利中所描述的偏振度(DOP，Degree of polarization)或者特定频率分量的光功率，也可以是其他能够单调对应于PMD大小的其它物理参量。PMD监测单元将检测到的信息反馈给反馈控制单元，用以生成反馈控制信号，分别控制偏振控制器和旋转装置，其对偏振控制器和旋转装置进行控制的最终目标是，使之通过调整偏振控制器的输出偏振态和旋转装置的转动速率，以更好的补偿系统中产生的PMD。
本发明的描述，详细说明和以上提到的附图并不是用来限制本发明的。对本领域的普通技术人员来说，在本发明的教导下可以进行各种相应的修改而不会超出本发明的精神和范围，但是这种变化应包含在本发明的权利要求及其等效范围之内。
权利要求
1.一种偏振模色散补偿器，包括偏振控制器，用于接收入射光，并改变输入光信号的偏振方向，使其对准光纤的主轴，其特征在于该偏振模色散补偿器还包括环行器，至少具有三个端口，从第一个端口接收偏振控制器的光信号，并从第二个端口输出该光信号；偏振分束器，输入端接收来自环行器的光信号，然后分解成相互垂直的两个正交偏振分量并从输出端分别输出；光纤环，该光纤环具有两个输入端，分别耦合到偏振分束器的两个分束臂，接收来自偏振分束器输出端的两个正交偏振分量，在光纤环中分别以顺时针和逆时针的方向传播；旋转装置，在外部信号的控制下，通过旋转光纤环，使进入光纤环中的光的两个正交偏振分量随着光纤环的旋转产生一定量值的时延差，经不同方向传输后又重新耦合进偏振分束器的输入端，然后经过环行器的第三个端口输出，从而补偿了信号的偏振模色散。
2.如权利要求1所述的偏振模色散补偿器，其特征在于所述偏振控制器控制两个正交的偏振主态，以使原来在时间上超前的偏振主态进入光纤环的产生时延的一个臂，在这个臂上信号的传输方向与光纤环的旋转方向一致；而另外一个偏振主态则进入另外一个臂，在这个臂上，信号的传输方向与光纤环的旋转方向相反。
3.如权利要求1所述的偏振模色散补偿器，其特征在于所述偏振分束器与环行器之间是通过光学透镜来连接的。
4.如权利要求1所述的偏振模色散补偿器，其特征在于所述旋转装置是由步进电机带动的圆盘。
5.如权利要求1所述的偏振模色散补偿器，其特征在于所述光纤环是保偏光纤，其拍长可以按照不同的补偿精度和补偿范围要求进行选择。
6.一种偏振模色散模拟器，其特征在于该偏振模色散模拟器包括环行器，至少具有三个端口，从第一个端口接收光信号，并从第二个端口输出该光信号；偏振分束器，输入端接收来自环行器的光信号，然后分解成相互垂直的两个正交偏振分量并分别从输出端输出；光纤环，该光纤环具有两个输入端，分别耦合到偏振分束器的两个分束臂，接收来自偏振分束器输出端的两个正交偏振分量，在光纤环中分别以顺时针和逆时针的方向传播；旋转装置，在外部信号的控制下，通过旋转光纤环，使进入光纤环中的光的两个正交偏振分量随着光纤环的旋转产生一定量值时延差，经不同方向传输后又重新耦合进偏振分束器的输入端，然后经过环行器的第三个端口输出。
7.如权利要求6所述的偏振模色散模拟器，其特征在于所述偏振分束器与环行器之间是通过光学透镜来连接的。
8.一种偏振模色散补偿系统，其位于光发射机和光接收机之间，包括偏振模色散补偿器，偏振模色散检测器及反馈控制单元器，所述偏振模色散补偿器包括偏振控制器，它用于接收入射光，并改变输入光信号的偏振方向，使其对准光纤的主轴，其特征在于，所述偏振模色散补偿器还包括环行器，至少具有三个端口，从第一个端口接收偏振控制器的光信号，并从第二个端口输出该光信号，偏振分束器，输入端接收来自环行器的光信号，然后分解成相互垂直的两个正交偏振分量并分别从输出端输出，光纤环，该光纤环具有两个输入端，分别耦合到偏振分束器的两个分束臂，接收来自偏振分束器输出端的两个正交偏振分量，在光纤环中分别以顺时针和逆时针的方向传播，旋转装置，在外部信号的控制下，通过旋转光纤环，使进入光纤环中的光的两个正交偏振分量随着光纤环的旋转产生一定量值时延差，经不同方向传输后又重新耦合进偏振分束器的输入端，然后经过环行器的第三个端口输出，从而补偿了信号的偏振模色散；所述偏振模色散检测器包括光分束器及偏振模色散检测单元，所述光分束器接收环行器第三端口的输出光，将光信号分成两路，一路输出到光接收机，另一路输出到偏振模色散监测单元，以检测系统中剩余的偏振模色散量值，并输出一控制信号；所述反馈控制单元器，接收所述偏振模色散检测器的控制信号，分别控制所述偏振控制器和旋转装置，使之通过调整偏振控制器的输出偏振态和旋转装置的转动速率，以更好的补偿系统中产生的偏振模色散。
9.如权利要求8所述的偏振模色散补偿系统，其特征在于其特征在于所述偏振控制器控制两个正交的偏振主态，以使原来在时间上超前的偏振主态进入光纤环的产生时延的一个臂，在这个臂上信号的传输方向与光纤环的旋转方向一致；而另外一个偏振主态则进入另外一个臂，在这个臂上，信号的传输方向与光纤环的旋转方向相反。
10.如权利要求8所述的偏振模色散补偿系统，其特征在于所述光纤环是保偏光纤，其拍长可以按照不同的补偿精度和补偿范围要求进行选择。
全文摘要
一种偏振模色散模拟器、补偿器及其补偿系统，至少包括偏振控制器，光环行器，偏振分束器，光纤环和旋转装置，所述的光环行器至少具有三个端口，从第一个端口接收偏振控制器输出的光信号，并将其从第二个端口输出到偏振分束器，然后通过偏振分束器分解成相互垂直的两个正交偏振分量输出到光纤环，在光纤环中分别以顺时针和逆时针的方向传播，在外部信号的控制下，通过旋转光纤环，使进入光纤环中的光的两个正交偏振分量随着光纤环的旋转产生一定量值时延差，经不同方向传输后又重新耦合进偏振分束器的输入端，然后经过光环行器的第三个端口输出，从而补偿了信号的偏振模色散，且结构简单、反应速度快、算法简单，成本较低。
文档编号H04B10/18GK1479124SQ02141748
公开日2004年3月3日 申请日期2002年8月27日 优先权日2002年8月27日
发明者刘仲恒 申请人:华为技术有限公司