CN102427386B - 偏振位移键控的解调方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏振位移键控的解调方法及系统，方法为：将调节过偏振状态的单频连续激光光波分束为两个相互正交的水平线偏振光波和垂直线偏振光波，对其中一束光波进行偏振位移键控调制，形成偏振位移键控调制光波；另一束则保持其偏振状态不变，作为偏振位移键控调制光波的参考光波；将偏振位移键控调制光波与参考光波合波，相继进行功率放大、滤波、传输，滤出载波信号，转化为光电流，再转变为光电压后在电压比较器中判决，得到偏振位移键控调制信号对应的数据。应用本发明，接收端解调判决时无需配合动态偏振控制，发送端无需对数据进行差分编码，降低了发送端复杂度；无需本地光源，使光路的精确度和稳定性要求降低，节约成本。

Description

偏振位移键控的解调方法及系统

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种偏振位移键控的解调方法及系统。

背景技术

经济社会中信息的迅速发布、流通和获取是经济主体谋求迅速发展的必要条件和首要基础。随着信息基础设施的逐步完善和信息化程度的不断深入，经济主体对通信资源的需求日益增多。各种新业务、新应用的出现，推动着通信系统和终端产品的融合创新和升级换代，驱动着新一代网络建设的到来。光通信系统以其信息容量大、通信距离长、通信质量高及系统可靠性好等优势，成为骨干网传输和下一代接入网的首选。

为了提高光通信信道的传输容量和提升系统的传输能力，必须充分利用光载波的各种物理参数，如振幅、频率、相位，来承载信息。近年，研究者们提出了多种具有高谱效率的调制格式，如mQAM(Multilevel Quadrature Modulation，多进制正交幅度调制格式)、mPSK(Multilevel Phase Shift Keying，多进制相位调制格式)、mAPSK(Multilevel Amplitude Phase Shift Keying，多进制振幅相位调制格式)等，来提高同等带宽情况下的信息传输速率。

作为光载波的另一个重要物理参数，光的偏振状态也分别以Pol-MUX(Polarization Multiplexing，偏振复用技术)和Pol-SK(Polarization Shift Keying，偏振位移键控调制技术)应用于高速大容量光纤通信系统的研究之中。其中，Pol-SK(偏振位移键控)技术是一种光数字调制技术，它利用光载波的偏振状态进行信息编码调制。Pol-SK(偏振位移键控)具有对光源的相位噪声不敏感、非线性容限好等优点，因此在光标记(Optical Label)、光覆盖(OpticalOverlay)、光纤无线电(Radio over Fiber，RoF)及多进制差分偏振位移键控(Multilevel Differential Polarization Shift Keying)等技术中得到广泛应用。

目前在光通信领域接收端的解调方法分为直接接收方式(DirectDetection，DD)和相干接收方式(Coherent Detection，CoD)。其中，直接接收方式又分为普通直接接收方式和差分直接接收方式。直接接收方式不需要本地光源，对光路要求较低，成本低廉，因此偏振位移键控主要采取普通直接接收方式，多进制差分偏振位移键控则主要采取差分直接接收方式。

普通直接接收方式在解调判决偏振位移键控时存在偏振态模糊问题，并且必须配合动态偏振控制。差分直接接收方式虽可以避免上述问题，但需要在发射端对数据进行差分编码，即针对的是差分偏振位移键控调制格式，这增加了发送端的复杂度且与偏振位移键控有所区别。相干接收方式可以完全恢复接收信号的复数电场，一般适用于解调以光载波相位作为承载信息的调制格式。但是，相干接收需要本地光源，同时对光路的精确度和稳定性要求高，使得接收机成本高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种偏振位移键控的解调方法及系统，接收端解调判决时无需配合动态偏振控制，避免了判决时的偏振态模糊问题；发送端无需对数据进行差分编码，降低了发送端复杂度；无需本地光源，使光路的精确度和稳定性要求降低，节约成本。

本发明提供的偏振位移键控的解调方法，包括以下步骤：A、将调节过偏振状态的单频连续激光光波分束为两个相互正交的水平线偏振光波和垂直线偏振光波，对其中一束光波进行偏振位移键控调制，形成偏振位移键控调制光波；另一束则保持其偏振状态不变，作为偏振位移键控调制光波的参考光波；B、将所述偏振位移键控调制光波与参考光波合波，进行功率放大、滤波、传输，将载波信号滤出，转化为光电流，再将光电流转变为光电压，在电压比较器中对光电压进行判决，得到偏振位移键控调制信号对应的数据。

在上述技术方案中，步骤A中调节所述单频连续激光光波的偏振状态至与水平方向呈45度角。

本发明提供的偏振位移键控的解调系统，包括顺次相连的光信号发送端、光纤链路传输单元和光信号接收端，所述光信号发送端包括单频连续激光器和偏振控制器，所述光信号接收端包括光窄带通滤波器和高速光探测器，所述光信号发送端还包括偏振光分束器、偏振调制器和合波器，所述单频连续激光器通过偏振控制器与偏振光分束器相连，偏振光分束器的两根输出保偏尾纤中的一根经偏振调制器与合波器的输入端相连，另一根输出保偏尾纤直接与合波器的输入端相连；所述光信号接收端还包括电流/电压转化装置和电压比较判决器，所述光窄带通滤波器、高速光探测器、电流/电压转化装置和电压比较判决器顺次相连。

在上述技术方案中，所述偏振光分束器为双折射棱镜、偏振薄膜或者光子晶体。

在上述技术方案中，所述偏振光分束器的两根输出保偏尾纤、偏振调制器和合波器，由分立元器件组成，或者整体集成于光波导中。

在上述技术方案中，所述偏振调制器由偏振控制器、强度调制器及相位调制器构成，或者整体集成于光波导中。

在上述技术方案中，所述偏振调制器为基于铌酸锂的偏振旋转器或者双电极马赫曾德光调制器。

在上述技术方案中，所述合波器为普通光耦合器、波分复用光耦合器或者基于空间光路的保偏光纤分束器。

在上述技术方案中，所述高速光电探测器为金属-半导体-金属光电探测器、谐振腔增强光电探测器、高速光电二极管、垂直照射光电二极管、波导光电二极管、单行载流子光电二极管、或者由它们结合而成的光电探测器件。

在上述技术方案中，所述光窄带通滤波器的中心波长与单频连续激光器的输出波长相同，且光窄带通滤波器的带宽小于2纳米。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)针对普通直接接收方式，本发明的优势为：在接收端无需动态偏振控制器件及相应的动态偏振控制算法，避免了判断经光纤传输后的调制信号的偏振状态，解决了判决时存在的偏振状态模糊问题。且同样采用强度判决，对光路的精确度和稳定性要求低，使得接收机成本大为降低。

(2)针对差分直接接收方式，本发明的优势为：发送端无需对数据进行差分编码，降低了发送端复杂度。

(3)针对相干接收方式，本发明的优势为：采用发端的另一路激光光波作为调制激光光波的对比，接收灵敏度高，且无需本地光源，节约成本，增加应用可行性。

(4)应用本发明，在不降低原有信号质量和不改变原有系统发送端结构的基础上，增加了系统的传输容量，提高了光通信系统承载新业务的能力。

附图说明

图1为本发明实施例偏振位移键控的解调系统的结构框图；

图2为本发明中一个具体实施例的示意图；

图3为本发明实施例中应用偏振位移键控的解调方法实现高速信号叠加扩容的OFDM光通信系统的结构示意图。

图中：1-单频连续激光器，2-偏振控制器，3-偏振光分束器，4-偏振调制器，5-数据射频信号，6-合波器，7-光纤链路传输单元，8-光窄带通滤波器，9-高速光探测器，10-电流/电压转化装置，11-电压比较判决器，12-数据，13-基于铌酸锂的偏振旋转器，14-光功率放大器，15-光带通滤波器，16-普通单模光纤，17-马赫曾德调制器，18-波分解复用器(DEMUX)，19-OFDM射频信号，20-OFDM信号接收机。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明实施例提供的偏振位移键控的解调方法，包括以下步骤：

A、将调节过偏振状态的单频连续激光光波分束为两个相互正交的水平线偏振光波和垂直线偏振光波，对其中一束光波进行偏振位移键控调制，形成偏振位移键控调制光波；另一束则保持其偏振状态不变，形成偏振位移键控调制光波的参考光波；

B、将所述偏振位移键控调制光波与参考光波合波，进行功率放大、滤波、传输，将载波信号滤出，转化为光电流，再将光电流转变为光电压，在电压比较器中对光电压进行判决，得到偏振位移键控调制信号对应的数据。

参见图1所示，本发明提供的偏振位移键控的解调系统，包括顺次相连的光信号发送端、光纤链路传输单元7和光信号接收端，光信号发送端包括单频连续激光器1、偏振控制器2、偏振光分束器3、偏振调制器4和合波器6。单频连续激光器1通过偏振控制器2与偏振光分束器3相连，偏振光分束器3的两根输出保偏尾纤中的一根经偏振调制器4与合波器6的输入端相连，另一根输出保偏尾纤直接与合波器6的输入端相连；光信号接收端包括顺次相连的光窄带通滤波器8、高速光探测器9、电流/电压转化装置10和电压比较判决器11。

具体的，单频连续激光器1通过其保偏尾纤与偏振控制器(Polarization Controller，PC)2的输入端相连，偏振控制器2的输出保偏尾纤与偏振光分束器(PBS)3的输入端相连，偏振光分束器(PBS)3将入射光束分成两个正交的偏振状态并分别输出到两根保偏光尾纤中。偏振光分束器3的两根输出保偏尾纤中的一根与偏振调制器(Polarization Modulator，PM)4的输入端相连。依偏振调制器(PM)的种类，配合数据电压信号或数据射频信号5，使其传输的光信号受到偏振位移键控调制。偏振光分束器(PBS)3另一根输出保偏尾纤中传输的光信号则保持其偏振状态不予改变。偏振调制器(PM)4的输出保偏尾纤与偏振光分束器(PBS)3输出的另一路保持偏振状态不变的尾纤同时与合波器6的输入端相连接，合波器6的保偏尾纤输出偏振位移键控调制光波与参考光波的光合波信号。

参见图2所示，光纤链路传输单元7包括顺次相连的光功率放大器14、光带通滤波器15和普通单模光纤16，光合波信号在光纤链路传输单元7中，依次经过光功率放大器14和光带通滤波器15，再进入普通单模光纤16中传输。光功率放大器14包括光线路放大器和光前置放大器，可依实际传输距离和传输信息速率予以选择。经光纤链路传输单元7传输后的合波信号，在光信号接收端中依次经过光窄带滤波器8、高速光探测器9、电流/电压转换装置10和电压比较判决器11，得到最终的解调数据。

本发明实施例中，偏振光分束器3的功能是把入射光束分成两个正交偏振状态分别输出到两根保偏光纤中，可以是双折射棱镜、偏振薄膜或者光子晶体。偏振光分束器3输出尾纤至合波器6输出端部分，即偏振光分束器3的两根输出保偏尾纤、偏振调制器4和合波器6，可以由分立元器件组成，也可以整体集成于光波导中。

偏振调制器(PM)4可以由偏振控制器(PC)、强度调制器(Amplitude Modulator，AM)及相位调制器(Phase Modulator，PM)构成，也可以整体集成于光波导中，还可以为基于铌酸锂(LiNbO₃)的偏振旋转器13或者双电极马赫曾德光调制器。为使偏振分束器后3的两路光信号的光程差远小于两束光的相关长度Lc，并减小因分合波引入的随机相位变化导致的偏振波动，本发明实施例中偏振分束器后3优选为基于铌酸锂的偏振旋转器13，或者将全部功能集成于光波导结构中实现。

合波器6可以是普通光耦合器(Optical Coupler，OC)、WDM光耦合器(WDM Optical Coupler，波分复用光耦合器)，也可以是基于空间光路的保偏光纤分束器(PMFS)。为了更好地保持发送端信号的偏振状态，本发明实施例中合波器6优选为基于空间光路的保偏光纤分束器(PMFS)。

光窄带通滤波器8的中心波长与单频连续激光器1的输出波长相同，且光窄带通滤波器8的带宽小于2纳米。高速光电探测器9可以是金属-半导体-金属(MSM)光电探测器、谐振腔增强光电探测器(RCE-PD)、高速光电二极管、垂直照射光电二极管(VPD)、波导光电二极管(WGPD)、单行载流子光电二极管(UTC-PD)以及由它们结合而成的结构更为复杂的光电探测器件中的一种。为了降低成本，本发明实施例中高速光电探测器9优选为最常用的高速光电二极管，其工艺简单，适于大批量生产，在光纤通信中应用广泛。

参见图2所示，本发明实施例中方法的具体步骤如下：

(1)光信号发送端中的单频连续激光器1发出频率为φ_C的水平偏振单频连续激光光波，经其输出保偏尾纤传输至偏振控制器2。

(2)偏振控制器2调节单频连续激光光波的偏振状态，使其成为与水平方向呈45°角的线偏光。

(3)偏振状态为与水平方向呈45°的线偏光，经保偏光纤传输至偏振光分束器3，在偏振光分束器3中分束为两个正交的水平线偏振光波和垂直线偏振光波。

(4)水平线偏振光波进入基于铌酸锂的偏振旋转器13，基于铌酸锂的偏振旋转器13是一个基于双折射铌酸锂波导的相位调制器，该铌酸锂波导具有与水平方向呈45°角的主轴。这样，入射的水平线偏振光波被同时分为两个正交的TE(横电模)和TM(横磁模)偏振态光波分量。数字射频信号5提供的零伏或半波电压V_π加载到铌酸锂波导中的电极上，用来调制正交TE或TM偏振态光波分量中的某一个分量。调制后的偏振态光波分量相对于另一个偏振态光波分量产生0°或180°的相位差，从而使得合成后的输出光波的偏振态随调制信号的改变在水平和垂直线偏振状态中变化。与此同时，从偏振分束器3中输出的垂直线偏振光波则进入一段保偏波导中，保持其偏振状态不变。

(5)从基于铌酸锂的偏振旋转器13中输出的偏振位移键控调制光波，与从偏振分束器3中输出的垂直线偏振光波，在合波器6中合波，形成的合波信号进入光纤链路传输单元7中传输。

(6)合波信号经光纤链路传输单元7的光功率放大器14进行功率放大后，为减小放大器中自发辐射噪声的影响，进入光带通滤波器15中滤波，之后进入普通单模光纤16中传输。

(7)传输后的合波信号进入光信号接收端中带宽为nm量级的光窄带通滤波器8，将载波信号滤出后，在高速光探测器9中转化为光电流，光电流经电流/电压转换装10转变为其对应的光电压。若合波信号中的载波信号为两相互正交的偏振状态，则不会发生干涉效应；若合波信号中的载波信号为两相互平行的偏振状态，则会发生干涉效应。后者的光电压在两偏振态相位差绝对值小于50°的工艺要求下将明显高于前者，可在电压比较器11中进行判决，最终得到偏振位移键控调制信号对应的数据12。

具体的，高速光探测器9以高速光电二极管为例，其光电转化效率由量子效率表征。假设P_in为入射到高速光电二极管上的光功率，I_p为该入射功率下高速光电二极管产生的光电流，则其量子效率η与P_in、I_p满足以下关系：

$I_p=\frac{\mathrm{\η}\·q}{h\·f}\·P_{\mathrm{in}}---\left(1\right)$

上式中，h＝6.63×10^-34J·s为普朗克常数；q＝1.6×10^-19C为电子电荷，则(1)式变为：

$I_p\stackrel{\·}{=}\frac{h\·\mathrm{\λ}}{1.24}\·P_{\mathrm{in}}=\frac{h\·\mathrm{\λ}}{1.24}\·\sqrt{I_{\mathrm{in}}}---\left(2\right)$

将光电流I_p在电流/电压转化装置10中转化为光电压V_p，V_p＝K·I_p，K为转化系数。

若合波信号中的载波信号的振幅为a，则当载波信号为两相互正交的偏振状态，则输入到高速光电探测器9的光强I_in＝2a²，其对应平均光功率P_in约为1.414a；当载波信号为两平偏振状态，则依相干条件及两偏振态相位差绝对值小于50°的工艺要求下，输入到高速光电探测9的光强为：

I_in[2a²+cos(50)·2a²，2a²+2a²]∪[0，2a²-cos(50)·2a²]＝[3.28a²，4a²]∪[0，0.72a²]平均光功率P_in∈[1.8a，2a]∪[0，0.84a]。

由此可知，若发送端输出数据1的时候，对应为基于铌酸锂的偏振旋转器13的半波电压V_π，发送数据0的时候，对应为不施加电压至基于铌酸锂的偏振旋转器13，则判决电压V_p-threshold可设定为K·1.3a。

当V_p∈[a·K，1.6a·K]时，可传输的数据为0，

当V_p∈[0，0.8a·K]∪[1.8a·K，2a·K]时，则判决传输的数据为1。

作为本发明的具体应用，本发明还提供了基于本发明偏振位移键控解调方法的信号叠加OFDM(Signal-Overlay-OFDM)光网络方案，参见图3所示。作为一种光纤信号叠加的具体实施方式，偏振位移键控(Pol-SK)将一路额外的高速传输数据射频信号5叠加在OFDM-PON(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-PassiveOptical Network，正交频分复用-无源光网络)中原本传输的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)射频信号19上，实现了在不破坏原有OFDM信号质量和不改变原有系统发送端结构的基础上，增加了OFDM-PON的传输容量，提高了OFDM-PON承载新业务的能力。该无源光网络具体分为三个部分，即OFDM信号发送单元、高速信号叠加单元、光纤链路传输单元和信号接收单元。

第一步：OFDM信号发送单元中的单频连续激光器1发出的频率为f_C的水平偏振单频连续激光光波，经保偏光纤传输至一个被载频为Δf的OFDM射频信号19调制的马赫曾德调制器17。

第二步：经上述马赫曾德调制器17输出的双边带(DSB)调制信号，经保偏光纤传输至偏振控制器2。偏振控制器2调节该双边带调制信号(DSB)的偏振状态，使其成为与水平方向呈45°角的线偏光。

第三步：偏振状态为与水平方向呈45°的双边带调制信号(DSB)，经保偏光纤传输至偏振光分束器3，分束为两个正交的水平线偏振双边带调制信号和垂直线偏振双边带调制信号。

第四步：水平线偏振双边带调制信号和一个中心波长为f_C-Δf的光带通滤波器15，输出具有水平线偏振状态的f_C连续激光光载波和承载了OFDM调制信号的中心频率为f_C+Δf的光波。上述具有水平线偏振状态的f_C连续激光光载波和承载了OFDM调制信号的中心频率为f_C+Δf的光波进入基于铌酸锂的偏振旋转器13，在基于铌酸锂的偏振旋转器13中经数据射频信号5进行偏振位移键控调制后，其偏振态随调制信号的改变在水平和垂直线偏振状态中变化。与此同时，从偏振分束器3中输出的垂直线偏振双边带调制信号则保持其垂直线偏振状态不变。

第五步：从基于铌酸锂的偏振旋转器13中输出的偏振位移键控调制光波，与从偏振光分束器3中输出的保持其偏振状态不变的垂直线偏振光波，在合波器6中合波，形成的合波信号进入光纤链路传输单元中传输。

第六步：合波信号经光纤链路传输单元的光功率放大器14进行功率放大后，为减小放大器中自发辐射噪声的影响，经光带通滤波器15滤波后，进入普通单模光纤16中传输。

第七步：传输后的合波信号，在信号接收单元中进入波分解复用器(DEMUX)18，分别将中心频率为f_C+Δf的OFDM信号、光载波信号f_C滤出。中心频率为f_C+Δf的OFDM信号经OFDM信号接收机20探测接收。光载波信号f_C经高速光探测器9、电流/电压转换装置10、电压比较判决器11，最终得到偏振位移键控调制信号对应的数据12。

本发明实施例的原理详细阐述如下：

本发明的原理是基于光波的干涉及发生干涉现象的相干条件，利用光产生干涉的必要条件之一为存在相互平行的偏振状态，将接收端是否发生干涉作为解调偏振位移键控调制信号的判决条件。发端中单频激光光波来源于微观客体的受激辐射发光过程，其发出的矢量光波具有较好的单色性和时间相干性。考虑波谱宽度为Δλ的连续激光，其相干长度的量级约为λ²/Δλ。当波谱宽度为Δλ较小，不同激光的相干长度L_C可以从几米到数千米，并且在相干长度内激光光波既有良好的偏振和相位稳定性。

因此将本发明中发端出射的单频激光光波同时分为两束，通过合理设计两光路上光器件和调整光纤长度，使得两路光波光程差|ΔL|远小于其相干长度L_C，则分出的两束光波依然保持良好的干涉性且相位差足够小。这时对其中一路激光光波进行偏振控制，实现偏振位移键控调制，而另一路激光光波则保持其偏振状态不变。那么当调制后的激光光波与另一路光波的偏振状态为相互垂直，则不会发生干涉现象，其光强是两束光波光强的简单相加。当调制后的激光光波与另一路光波的偏振状态为相互平行，则将发生干涉现象，其光强会显著高于或低于两束光波光强之和。

依干涉现象原理，考虑两列同频率的简谐矢量波和

若它们的偏振方向垂直，与瞬时合成波矢量间的关系为|U(P，t)|²＝|U₁(P，t)|²+|U₂(P，t)|²，取时间平均后得其对应光强度之间的关系为I(P)＝I₁(P)+I₂(P)，即不存在干涉效应。

若它们的偏振方向平行，与瞬时合成波矢量间的关系为 $\stackrel{\→}{U}(P,t)={\stackrel{\→}{U}}_1(P,t)+{\stackrel{\→}{U}}_2(P,t),$ 取时间平均后得其光强度之间的关系为即存在干涉效应。

在接收端经高速光探测器9，激光光波光强的高低会转化为光电流的大小，进而作为解调偏振位移键控信号的判决依据。

在上述原理中，为相干信号光强与非相干信号光强有显著差异，两同频率激光光波相位差应小于50°。以中心波长为1550nm的激光光波为例，两束激光光波的光程差|ΔL|需≤(50/360)·λ+m·λ＝(50/360)·1550(nm)+m·1550(nm)＝(258+m·1550)nm，即两束激光光波的光程差异范围为[m·1550-258，m·1550+258]nm。若激光光束的分束至合束过程以集成光学技术或对分离元器件及光纤进行精细调节，上述光程差可以很好地控制在要求范围之内。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种光纤通信领域中偏振位移键控的调制解调方法，其特征在于包括以下步骤：

A、将调节过偏振状态的单频连续激光光波分束为两个相互正交的水平线偏振光波和垂直线偏振光波，对其中一束光波进行偏振位移键控调制，形成偏振位移键控调制光波；另一束则保持其偏振状态不变，作为偏振位移键控调制光波的参考光波；

B、将所述偏振位移键控调制光波与参考光波合波，在光纤链路传输单元中进行功率放大、滤波、传输：光合波信号在光纤链路传输单元中，依次经过光功率放大器(14)和光带通滤波器(15)，再进入普通单模光纤(16)中传输，将合波信号中的载波信号滤出，若合波信号中的载波信号为两相互平行的偏振状态，则发生干涉效应；合波信号中的载波信号在高速光探测器(9)中转化为光电流，再将光电流转变为光电压，在电压比较器中对光电压进行判决，得到偏振位移键控调制信号对应的数据。

2.如权利要求1所述的光纤通信领域中偏振位移键控的调制解调方法，其特征在于：步骤A中调节所述单频连续激光光波的偏振状态至与水平方向呈45度角。

3.一种光纤通信领域中偏振位移键控的调制解调系统，包括顺次相连的光信号发送端、光纤链路传输单元和光信号接收端，所述光信号发送端包括单频连续激光器(1)和偏振控制器(2)，所述光信号接收端包括光窄带通滤波器(8)和高速光探测器(9)，其特征在于：所述光信号发送端还包括偏振光分束器(3)、偏振调制器(4)和合波器(6)，所述单频连续激光器(1)通过偏振控制器(2)与偏振光分束器(3)相连，偏振光分束器(3)将调节过偏振状态的单频连续激光光波分束为两个相互正交的水平线偏振光波和垂直线偏振光波，偏振光分束器(3)的两根输出保偏尾纤中的一根经偏振调制器(4)与合波器(6)的输入端相连，另一根输出保偏尾纤直接与合波器(6)的输入端相连；偏振调制器(4)配合数据电压信号或数据射频信号(5)，对其中一束光波进行偏振位移键控调制，形成偏振位移键控调制光波；另一束则保持其偏振状态不变，作为偏振位移键控调制光波的参考光波；合波器(6)的保偏尾纤输出偏振位移键控调制光波与参考光波的光合波信号；所述光纤链路传输单元包括顺次相连的光功率放大器(14)、光带通滤波器(15)和普通单模光纤(16)；光合波信号在光纤链路传输单元中，依次经过光功率放大器(14)和光带通滤波器(15)，再进入普通单模光纤(16)中传输；所述光信号接收端还包括电流/电压转化装置(10)和电压比较判决器(11)，所述光窄带通滤波器(8)、高速光探测器(9)、电流/电压转化装置(10)和电压比较判决器(11)顺次相连；光窄带通滤波器(8)将合波信号中的载波信号滤出，若合波信号中的载波信号为两相互平行的偏振状态，则发生干涉效应；合波信号中的载波信号在高速光探测器(9)中转化为光电流，电流/电压转化装置(10)再将光电流转变为光电压，在电压比较判决器(11)中对光电压进行判决，得到偏振位移键控调制信号对应的数据。

4.如权利要求3所述的光纤通信领域中偏振位移键控的调制解调系统，其特征在于：所述偏振光分束器(3)为双折射棱镜、偏振薄膜或者光子晶体。

5.如权利要求3所述的光纤通信领域中偏振位移键控的调制解调系统，其特征在于：所述偏振光分束器(3)的两根输出保偏尾纤、偏振调制器(4)和合波器(6)，由分立元器件组成，或者整体集成于光波导中。

6.如权利要求3所述的光纤通信领域中偏振位移键控的调制解调系统，其特征在于：所述偏振调制器(4)由偏振控制器、强度调制器及相位调制器构成，或者整体集成于光波导中。

7.如权利要求3所述的光纤通信领域中偏振位移键控的调制解调系统，其特征在于：所述偏振调制器(4)为基于铌酸锂的偏振旋转器(13)或者双电极马赫曾德光调制器。

8.如权利要求3至7任一项所述的光纤通信领域中偏振位移键控的调制解调系统，其特征在于：所述合波器(6)为普通光耦合器、波分复用光耦合器或者基于空间光路的保偏光纤分束器。

9.如权利要求3至7任一项所述的光纤通信领域中偏振位移键控的调制解调系统，其特征在于：所述高速光电探测器(9)为金属-半导体-金属光电探测器、谐振腔增强光电探测器、高速光电二极管、垂直照射光电二极管、波导光电二极管、单行载流子光电二极管、或者由它们结合而成的光电探测器件。

10.如权利要求3至7任一项所述的光纤通信领域中偏振位移键控的调制解调系统，其特征在于：所述光窄带通滤波器(8)的中心波长与单频连续激光器(1)的输出波长相同，且光窄带通滤波器(8)的带宽小于2纳米。