一种基于非对称MZI的光偏振复用解调技术研究

一种基于非对称MZI的光偏振复用解调技术研究
彭晨
【摘要】提出了一种基于非对称马赫增德干涉仪(MZI)的光偏振复用解调方案,使用VPI transmission Maker搭建了100Gb/s的DQPSK偏振复用传输系统,使用基于非对称MZI的光电探测模块对信号进行解调.仿真结果表明:信号经过背靠背和100km传输后,眼图较好.
【期刊名称】《光通信技术》
【年(卷),期】2015(039)006
【总页数】2页(P48-49)
【关键词】DQPSK;偏振复用;误码率;光信噪比
【作者】彭晨
【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所,郑州450047
【正文语种】中文
【中图分类】TN25
0 引言
目前，实验中的波分复用(WDM)系统最多可以达到256个波分复用信道，每个通道的数据传输速率为40Gb/s，但是商用WDM系统无法实现256×40Gb/s的传输容量[1，2]。

随着单通道速率提高和信道间隔减少，系统光信噪比(OSNR)、色度色散、偏振模色散(PMD)和非线性效应均受严重影响，以及由此引发系统的多
种传输损伤。

为了解决此问题，新型调制格式对传输性能的改善引起了人们的关注，尤其是在非线性效应、信道串扰、色散容限和PMD容限等方面的传输性能改善。

新型调制格式只需要对发送端和接收端作一定改造，不需要增加和改动线路设备，特别适合系统的升级[3，4]。

本文提出一种比较先进的DQPSK偏振复用调制格式，使用非对称MZI结构搭建了一种偏振复用光接收机，仿真结果表明该方案可用于
偏振复用解调。

1 系统组成
本文使用VPI transmission Maker搭建的100Gb/s DQPSK光偏振复用传输系统框图如图1所示。

发送端主要分为两部分：第一部分使用一个双并行马赫增德尔
调制器分别对两路25Gb/s的数据A和数据B进行调制，最终产生一个50Gb/s
的（differential quadrature phase shift keying,DQPSK）信号，该信号为无偏
振信号；第二部分使用两个偏振控制器，一个光延时线（去相关性）以及一个偏振耦合器实现光偏振复用，使得传输信号总速率达到100Gb/s。

信号传输系统中使
用标准单模光纤进行传输，使用色散补偿光纤进行色散补偿，并且利用掺铒光纤放大器进行功率补偿。

Poltrack模块用于恢复传输过程中损伤的偏振正交状态，然
后由偏振分束器分成两路正交的50Gb/s的无偏振信号送入接收机进行DQPSK信号解调。

DQPSK光偏振复接收机原理图如图2所示，图中用功率耦合器将信号分为I路及Q路分别进行解调。

图1 DQPSK光偏振复用传输系统框图
图2 DQPSK光偏振复用接收机原理图
2 仿真结果讨论
本文根据图1、图2结构原理，使用VPI transmission Maker搭建了100Gb/s DQPSK光偏振复用（POLMUX）调制解调系统。

分别设置背靠背传输和100km
传输两种模式，使用VPI自带仿真工具观测经过DQPSK光偏振复用接收机解调后
的信号质量。

从仿真结果可以看出，经过100km传输后，信号眼图质量较背靠背传输有所下降，但是眼睛张开依然清晰，这说明本文提出的基于非对称MZI的光偏振复用接收机是可行的。

另一组仿真数据表明，当接收信号误码率为10-9时，信号背靠背传输和100km 传输后光信噪比分别为9.1dB和10.5dB，代价为1.4dB；当接收信号误码率为10-9时，经过背靠背传输和100km传输后接收信号光功率分别为-14.3dBm和-13.9dBm，代价为0.4dB。

由此可以说明本文提出的DQPSK光偏振复用接收机解调性能良好。

3 结束语
文章使用VPI transmission Maker搭建了一种基于非对称MZI的DQPSK偏振复用接收机，对偏振复用解调效果进行了仿真研究。

仿真结果表明：信号经过背靠背传输和100km传输后，眼图较好；在两种传输情况下，当接收信号误码率为10-9时，接收机接收到的光功率代价以及光信噪比分别为0.4dB和1.4dB。

由此可见，文章提出的基于非对称MZI的偏振复用解调技术是可行的，这对光偏振复用在光纤通信系统中的应用具有重要意义。

参考文献：
[1]KOGELNIK H.High capacity optical communications[J].IEEE Journal of Selected Topicsin Quantum Electronics,2000,6(6):1279-1286.
[2]COSTELLO D J,HAGENAUER J,IMAIH,et al.Applications of error-control coding[J].IEEE Transactions on information theory,1998,44:(6).2531-2560.
[3]BIGO S.Multimega bit DWDM terrestrial transmission with bandwidth-limiting optical filtering [J].IEEE Journal of Seleeted Topics in Quantum Electronies,2O04,10(2):329-340.
[4]WENY J,NIRMALATHAS A,LEED S.RZ-CSRZ-DPSK and chirped NRZ signal
generation using a single-stage dual-electrode Mach-Zehnder modulator [J].IEEE Photonics Technology Letters,2004,16(11):2466-2468.。