CN102835050A

CN102835050A - 基于偏振复用的光传输系统、方法和装置

Info

Publication number: CN102835050A
Application number: CN2009801215440A
Authority: CN
Inventors: 肖治宇; 徐晓庚; 田大锋
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2012-12-19
Also published as: EP2495903B1; EP2495903A1; EP2495903A4; WO2011050524A1; US20120213511A1

Abstract

本发明实施例公开了偏振复用系统、方法和装置。其中的方法包括：将偏振复用处理后的光信号分束为两路光信号，对所述两路光信号中的每路分别进行偏振态旋转处理，各得到一个单一偏振态的光信号；根据每一个单一偏振态的光信号搜索其对应的控制量，基于搜索到的控制量或者基于在所述搜索到的控制量经调整后得到的控制量，确定用于控制该路光信号所对应的偏振态旋转处理的控制信号，该方法还包括：同向判决处理：在判断出两路光信号的控制量的相似度符合预定相似度要求时，使两路中的至少一路重新搜索控制量，直到两路光信号的控制量的相似度不符合所述预定相似度要求。本发明方案能够避免出现接收端的两支路输出的光信号偏振态同向的现象。

Description

基于偏振复用的光传输系统、方法和装置技术领域

本发明涉及通讯技术领域，具有涉及基于偏振复用的光传输技术。

发明背景

100Gb/_S光传输网络中的基于偏振复用的光传输系统如附图 1所示。

在图 1的发送端，一个激光器光源通过耦合器分光之后产生两路单一偏振态光信号， 4路 28Gb/s 的输入数据信号（也称电信号）0&1&1、0&102、 Data3和 Data4通过 Differential Quadrature Phase Shifter Keying (差分正交相移键控， DQPSK) 调制器调制到两路光信号上，如 Datal和 Data2被调制到 X 光信号上， Data3和 Data4被调制到 Y光信号上， X光信号和 Y光信号分别承载 56Gb/s的数据。 X 光信号和 Y光信号通过 Polarization Beam Combiner (偏振光合波器，也称偏振合波器， PBC ) 合成一路光信号，该光信号承载了 112Gb/s的数据。

在图 1的接收端，接收的光信号被分束器（也称分光器）分为两路光信号，这两路光信号分别进入 Polarization Controller (偏振控制器， PC ) , 两路光信号的 State Of Polarization (偏振态， SOP) 在 PC内进行旋转控制处理，旋转控制处理后的光信号输入 Polarization Beam Splitter (偏振光分束器，也称偏振分束器， PBS ) ,恢复出与 X光信号具有相同偏振态且功率略小于 X光信号的 X' 光信号和与 Y光信号具有相同偏振态且功率略小于 Y光信号的 Y' 光信号。 X' 光信号和 Y' 光信号分别通过 DQPSK解调器恢复出 4路 28Gb/s的数据信号 Datal、 Data2、 Data3和 Data4。

图 1中的接收端通过反馈回路对 PC进行控制，反馈回路中的反馈信号为光信号中不同偏振态的光信号的串扰功率。当光信号为单一偏振态光信号时，反馈信号量值最小。反馈回路中的光解偏振解复用模块以反馈信号量值最小为准则对 PC进行实时控制，从而使 PBS输出单一偏振态光信号即 X光信号或 Y光信号。

在实际应用中，由于上述系统中接收端的上下两支路独立工作，因此，上下两支路输出的单一偏振态的光信号组合可能为如下四种：

组合 1、 X光信号和 X光信号。

组合 2、 X光信号和 Y光信号。

组合 3、 Y光信号和 X光信号。

组合 4、 Y光信号和 Y光信号。

组合 2为正确的组合方式，组合 3可以通过多通道重排技术等恢复出原有的帧格式。而组合 1 和组合 4会造成一半数据信号的丢失，因此，应避免组合 1和组合 4的出现。发明内容

本发明实施例提供的基于偏振复用的光传输系统、方法和装置，在基本上不影响系统复杂度、系统实现成本和接收端对数据信号的处理时延的情况下，能够避免出现接收端的两支路输出的光信号偏振态同向的现象。本发明实施例提供的基于偏振复用的光传输系统中的接收装置，包括两个支路，经过发送装置的偏振复用处理后的光信号分别被提供给所述两个支路，其特征在于，所述两个支路分别包括：偏振控制模块，用于接收所在支路中的光信号，根据偏振态旋转控制信号对所述光信号进行偏振态旋转处理，并输出处理后的光信号；

偏振分束模块，用于对所在支路中的所述偏振控制模块输出的光信号进行偏振分束处理，以输出单一偏振态的光信号；

反馈控制环路模块，用于根据所在支路中的偏振分束模块输出的光信号搜索控制量，并跟踪该控制量的最小反馈信号量值，根据反馈信号量值最小原则对所述控制量进行调整处理，并输出所述搜索到的控制量或调整处理后的控制量，根据所述搜索到的控制量或者调整处理后的控制量为所在支路中的所述偏振控制模块提供所述偏振态旋转控制信号；

所述接收装置还包括：

同向判决模块，用于在判断出所述两个支路的反馈控制环路模块输出的控制量的相似度符合预定相似度要求时，使至少一个支路的反馈控制环路模块重新搜索控制量，直到所述两个支路的反馈控制环路模块输出的控制量的相似度不符合预定相似度要求。

本发明实施例提供的基于偏振复用的光传输方法，包括：将偏振复用处理后的光信号分束为两路光信号，对所述两路光信号的处理均为：

接收支路中的光信号，并根据偏振态旋转控制信号对所述支路中的光信号进行偏振态旋转处理，对所述偏振态旋转处理后的光信号进行偏振分束处理获得单一偏振态的光信号；根据所述单一偏振态的光信号搜索控制量，并跟踪该控制量的最小反馈信号量值，根据反馈信号量值最小原则对所述控制量进行调整处理，根据所述搜索到的控制量或者调整处理后的控制量确定所述偏振态旋转控制信号；

所述方法还包括：

同向判决处理：在判断出所述两路光信号的控制量的相似度符合预定相似度要求时，使两路中的至少一路重新搜索控制量，直到所述两路光信号的控制量的相似度不符合所述预定相似度要求。

本发明实施例提供的基于偏振复用的光传输系统，包括发送装置和接收装置，所述发送装置发送偏振复用处理后的光信号，所述光信号分别被提供给接收装置中的两个支路，所述两个支路分别包括：

偏振控制模块，用于接收所在支路中的光信号，根据偏振态旋转控制信号对所述光信号进行偏振态旋转处理，并输出处理后的光信号；

反馈控制环路模块，用于根据所在支路中的偏振分束模块输出的光信号搜索控制量，并跟踪该控制量的最小反馈信号量值，根据反馈信号量值最小原则对所述控制量进行调整处理，并输出所述搜索到的控制量或调整处理后的控制量，根据所述搜索到的控制量或调整处理后的控制量为所述偏振控制模块提供所述偏振态旋转控制信号；所述接收装置还包括：

通过上述技术方案的描述可知，通过对上下两支路输出的单一偏振态光信号进行同向判决处理，能够有效避免出现接收端的上下两支路输出的光信号偏振态同向的现象；由于同向判决处理过程不仅能够确定出接收端两支路输出的光信号是否同向，而且，可以在不需要增加额外的硬件成本的情况下实现同向判决处理，从而通过本发明提供的技术方案实现了在基本上不影响系统复杂度、系统实现成本和接收端对数据信号的处理时延的情况下，能够避免出现接收端的上下两支路输出的光信号偏振态同向的现象。附图简要说明

图 1为现有技术中的一种偏振复用系统示意图；

图 2为本发明实施例一的基于偏振复用的光传输系统示意图；

图 2A为本发明实施例一的反馈控制环路模块示意图；

图 2B为本发明实施例一的输出控制模块示意图；

图 2C为本发明实施例一的同向判决模块示意图；

图 2D为本发明实施例一的发送装置示意图；

图 3为本发明实施例二的基于偏振复用的光传输系统中的接收装置示意图；

图 3A为本发明实施例二的初始搜索、初始跟踪及同向判决示意图；

图 3B为本发明实施例二的同向判决器结构示意图；

图 3C为本发明实施例二的流经接收装置的光信号的偏振态变化示意图；

图 3D为本发明实施例二的 OTU帧示意图；

图 3E为本发明实施例二的 OTU帧分发示意图；

图 4为本发明实施例三的基于偏振复用的光传输方法流程图。实施本发明的方式

实施例一、基于偏振复用的光传输系统。该系统如附图 2所示。

图 2中的系统包括发送装置 300和接收装置 310。

发送装置 300中包括两个支路，发送装置 300用于对两个支路的光信号进行偏振复用处理，并发送偏振复用处理后的光信号。偏振复用处理后的光信号被分别提供给接收装置 310中的两个支路，即支路 1和支路 2，接收装置 310中的支路 1和支路 2均包括：偏振控制模块 311、偏振分束模块 312和反馈控制环路模块 313。接收装置 310中还设置有同向判决模块 314。下面以支路 1为例对偏振控制模块 311、偏振分束模块 312和反馈控制环路模块 313进行说明，支路 2中的偏振控制模块 311、偏振分束模块 312和反馈控制环路模块 313与支路 1中的各模块执行的操作相同，不再重复说明。

偏振控制模块 311，用于接收支路 1中的光信号，根据偏振态旋转控制信号对接收到的光信号进行偏振态旋转处理，并输出处理后的光信号。上述偏振态旋转控制信号是由反馈控制环路模块 313 提供的。

偏振控制模块 311可以包括多个波片，波片角度可以决定光信号的偏振态旋转方向。当然，偏振控制模块 311也可以通过除波片之外的其它方式来决定光信号的偏振态旋转方向，以实现对光信号进行偏振态旋转处理。本实施例不限制偏振控制模块 311进行偏振态旋转处理的具体实现方式。

在偏振控制模块 311包括多个波片的情况下，偏振控制模块 311中的波片可以由电压驱动旋转，即随着加载在偏振控制模块 311上的电压的大小不同，波片的角度会发生变化。当然，偏振控制模块 311中的波片也可以通过除电压驱动之外的其它方式如物理驱动方式等驱动旋转，本发明实施例不限制驱动偏振控制模块 311中的波片旋转的具体实现方式。

在偏振控制模块 311中的波片由电压驱动旋转的情况下，针对偏振控制模块 311的偏振态旋转控制信号可以为加载在偏振控制模块 311上的电压。在偏振控制模块 311中的波片采用其它方式驱动或者偏振控制模块 311采用除波片之外的其它方式进行偏振态旋转处理的情况下，偏振态旋转控制信号应适应性的变换其表示方式。

偏振分束模块 312，用于对支路 1的偏振控制模块 311输出的光信号进行偏振分束处理，以输出单一偏振态的光信号。

反馈控制环路模块 313，用于根据支路 1的偏振分束模块 312输出的光信号搜索控制量，跟踪该控制量的最小反馈信号量值，根据反馈信号量值最小原则对控制量进行调整处理，并输出控制量，根据控制量为偏振控制模块 311提供偏振态旋转控制信号。

反馈控制环路模块 313输出的控制量可以为搜索到的控制量或调整处理后的控制量。也就是说，在某一时刻反馈控制环路模块 313输出的控制量要么为搜索到的控制量，要么为调整处理后的控制量。反馈控制环路模块 313为偏振控制模块 311提供的偏振态旋转控制信号所依据的控制量可以为搜索到的控制量或者上述调整处理后的控制量。也就是说，在某一时刻反馈控制环路 313为偏振控制模块 311提供的偏振态旋转控制信号所依据的控制量要么为搜索到的控制量，要么为调整处理后的控制在偏振控制模块 311包括多个波片的情况下，上述反馈控制环路模块 313输出的控制量可以为波片的角度。

同向判决模块 314，用于在判断出两个支路中的反馈控制环路模块 313输出的控制量的相似度符合预定相似度要求时，使至少一个支路的反馈控制环路模块 313重新搜索控制量，直到两个支路中的反馈控制环路模块 313输出的控制量的相似度不符合预定相似度要求。一种通常的情况为：同向判决模块 314在判断出两个支路中的反馈控制环路模块 313输出的控制量的相似度符合预定相似度要求时，触发其中一个支路的反馈控制环路模块 313重新搜索控制量，从而该支路的反馈控制环路模块 313 可以利用重新搜索到的控制量为偏振控制模块 311提供控制信号。

控制量的相似度符合预定相似度要求表示两个支路采用的控制量相同或相近似，控制量的相似度不符合预定相似度要求表示两个支路采用的控制量不相同也不相近似。上述预定相似度要求可以根据实际应用来设置。

同向判决模块 314判断两个支路中的反馈控制环路模块 313输出的控制量的相似度是否符合预定相似度要求的一个具体的例子为：判断两个支路中的反馈控制环路模块 313输出的控制量的差值是否小于第一预定值，两个支路中的反馈控制环路模块 313输出的控制量的差值小于第一预定值可以表示出两个反馈控制环路模块 313采用的控制量相同或相近似；在实际应用中，可以根据实际需求设置第一预定值；如果同向判决模块 314判断出控制量的差值小于第一预定值，则控制量的相似度符合预定相似度要求，否则，控制量的相似度不符合预定相似度要求。另外，本例举说明中的小于也可以是小于等于。

同向判决模块 314判断两个支路中的反馈控制环路模块 313输出的控制量的相似度是否符合预定相似度要求的另一个具体的例子为：判断两个支路中的反馈控制环路模块 313输出的控制量的商是否大于第二预定值，两个支路中的反馈控制环路模块 313输出的控制量的商大于第二预定值可以表示出两个反馈控制环路模块 313采用的控制量相同或相近似；在实际应用中，可以根据实际需求设置第二预定值；如果判断出控制量的商大于第二预定值，则控制量的相似度符合预定相似度要求，否则，控制量的相似度不符合预定相似度要求。另外，本例举说明中的大于也可以是大于等于。

上述反馈控制环路模块 313的结构可以如附图 2A所示。

图 2A中的反馈控制环路模块 313包括：搜索模块 3131、跟踪模块 3132、输出控制模块 3133、分光模块 3134和反馈量提取模块 3135。

分光模块 3134，用于从偏振分束模块 312输出的单一偏振态的光信号中分出一路光信号，并输出。反馈量提取模块 3135，用于从分光模块 3134输出的光信号中提取反馈信号量值，并输出反馈信号量值。反馈量提取模块 3135输出的反馈信号量值可以提供给搜索模块 3131和跟踪模块 3132。

本实施例中反馈量提取模块 3135提取的反馈信号量值可以是 RF (射频）功率。当然，反馈量提取模块 3135提取的反馈信号量值也可以为其它参数，本实施例不限制反馈量提取模块 3135提取的反馈信号量值的具体表示方式。

在初始搜索阶段，搜索模块 3131用于按照预定分布方式（如随机）产生一组控制量，并将产生的控制量陆续输出，该输出的控制量传输至输出控制模块 3133，输出控制模块 3133根据搜索模块 3131 输出的控制量确定偏振态旋转控制信号，并向偏振控制模块 311输出偏振态旋转控制信号。搜索模块 3131接收反馈量提取模块 3135提取的反馈信号量值，从而搜索模块 3131获得一组控制量中的各控制量分别对应的反馈信号量值。搜索模块 3131根据反馈信号量值最小原则从该组控制量中选择一个控制量，该选择的控制量即为搜索到的控制量，搜索模块 3131输出搜索到的控制量。搜索模块 3131输出的搜索到的控制量传输至同向判决模块 314和跟踪模块 3132。搜索模块 3131还可以为跟踪模块 3132 提供搜索到的控制量对应的反馈信号量值。

在重新搜索阶段（即第二搜索阶段），搜索模块 3131用于根据同向判决模块 314的控制重新搜索控制量，并输出重新搜索到的控制量。需要说明的是，搜索模块 3131重新搜索控制量的具体过程可以与初始搜索阶段的搜索控制量的具体过程相同。也就是说，初始搜索阶段和重新搜索阶段的搜索过程可以相同，但是，各自的触发条件可以不相同。例如，在接收装置 310上电或者重新启动等情况下，搜索模块 3131处于初始搜索阶段。在同向判决模块 314的判决结果为两个支路采用的控制量相同或相近似的情况下，搜索模块 3131处于第二搜索阶段。

跟踪模块 3132，用于在接收到搜索模块 3131输出的控制量后，根据反馈量提取模块 3135输出的反馈信号量值跟踪该控制量的最小反馈信号量值，并根据反馈信号量值最小原则对接收到的控制量进行调整处理，跟踪模块 3132输出调整处理后的控制量。在搜索模块 3131处于初始搜索阶段和重新搜索阶段时，跟踪模块 3132可以停止执行跟踪操作。跟踪模块 3132可以根据同向判决模块 314的控制停止执行跟踪操作，例如，在同向判决模块 314的判决结果为两个支路采用的控制量相同或相近似的情况下，同向判决模块 314输出控制命令，搜索模块 3131接收到该控制命令后重新搜索控制量，跟踪模块 3132接收到该控制命令后停止执行跟踪操作，等待搜索模块 3131输出的控制量。

随着接收装置 310接收到的光信号的变化，跟踪模块 3132跟踪到的反馈信号量值也会发生变化，跟踪模块 3132在根据反馈信号量值最小原则调整控制量的大小之后，可以将调整后的控制量传输至输出控制模块 3133和同向判决模块 314。

跟踪模块 3132在接收到搜索模块 3131在初始搜索阶段输出的控制量和反馈信号量值后，跟踪模块 3132可以以接收到的控制量和反馈信号量值为跟踪起点开始跟踪。在搜索模块 3131处于初始搜索阶段过程中，在搜索模块 3131输出控制量之前，跟踪模块 3132可以不执行跟踪处理操作。

输出控制模块 3133，用于在接收到搜索模块 3131或跟踪模块 3132传输来的控制量后，根据接收到的控制量确定偏振控制模块 311的偏振态旋转控制信号，并将确定出的偏振态旋转控制信号提供给偏振控制模块 311。

上述输出控制模块 3133的结构可以如附图 2B所示。

图 2B中的输出控制模块 3133包括：存储子模块 31331和输出控制子模块 31332。

存储子模块 31331，用于存储电压值与波片角度的对应关系。

输出控制子模块 31332,用于在接收到搜索模块 3131输出的控制量或者接收到跟踪模块 3132输出的控制量后，根据存储子模块 31331中存储的对应关系确定搜索模块 3131或跟踪模块 3132输出的控制量即波片的角度对应的电压值，并根据确定出的电压值为偏振控制模块 311提供电压。

上述同向判决模块 314的结构可以如附图 2C所示。

图 2C中的同向判决模块 314包括：判决器 3141和跳转控制模块 3142。

判决器 3141，用于判断接收到的两个支路的反馈控制环路模块 313输出的控制量的相似度是否符合预定相似度要求，在判断出符合预定相似度要求时，输出跳转控制信号，否则，不输出跳转控制信号。

判决器 3141接收到的并进行控制量相似度判决的两个控制量可以为：两个支路的搜索模块 3131 分别输出的控制量；也可以为：两个支路的跟踪模块 3132分别输出的控制量，还可以为：一个支路的搜索模块 3131输出的控制量和另一个支路的跟踪模块 3132输出的控制量。在判决器 3141输出跳转控制信号，由跳转控制模块 3142根据接收到的跳转控制信号触发其中一个支路的反馈控制环路模块 313重新搜索的情况下，判决器 3141进行控制量相似度判决的两个控制量可以为一个支路的搜索模块 3131输出的控制量和另一个支路的跟踪模块 3132输出的控制量。

判决器 3141 判断控制量相似度是否符合预定相似度要求的具体过程如上述针对同向判决模块 314的描述，在此不再重复说明。

跳转控制模块 3142，用于在接收到判决器 3141输出的跳转控制信号后，触发一个反馈控制环路模块 313重新搜索控制量，例如，跳转控制模块 3142触发一个支路的搜索模块 3131进入重新搜索阶段，即跳转控制模块 3142触发一个支路重新搜索控制量。另外，调整控制模块 3142还可以触发该指令的跟踪模块 3142停止执行跟踪操作。

需要说明的是，本实施例中的发送装置 300可以采用现有技术中的发送装置，发送装置 300的结构的一个具体例子如附图 2D所示。

图 2D中，发送装置 300包括：映射器（Maper)、成帧器（FRM)、扰码器、多路分发器（MLD)、串并转换器（SER/DES) 、光源、耦合器、两个 DQPSK调制器和两个 PBC等。

发送装置 300中的发送数据经过映射器的映射处理和成帧器的成帧处理获得 OTU帧，该 OTU帧在经过扰码器的扰码处理后进入多路分发器，以对 OTU帧进行多路分发处理，如可以获得 10 X 11.2Gb/s 的数据， 1(^ 11.201^的数据经过8511/058的串并转换处理后，得到 4 X 28Gb/s的数据信号即 Datal、 Data2、 Data3和 Data4。

发送装置 300中的光源通过耦合器分光之后产生两路单一偏振态的光信号， 4路 28Gb/s的数据信号 Datal、 Data2、 Data3和 Data4通过 DQPSK调制器调制到两路光信号上，这两路光信号可以称为 X光信号和 Y光信号。如 Datal和 Data2被一个 DQPSK调制器调制到 X光信号上， Data3和 Data4被另一个 DQPSK调制器调制到 Y光信号上， X光信号和 Y光信号分别承载 56Gb/s的数据。 X光信号和 Y光信号通过 PBC偏振复用成一路光信号，该偏振复用后的光信号承载了 112Gb/s的数据。

本实施例不限制发送装置 300的具体结构。

从上述实施例一的描述可知，本实施例在接收装置 310中增加了同向判决模块 314，该同向判决模块 314通过对两支路中的控制量进行相似度比较，能够判断出两支路输出的单一偏振态光信号的偏振态方向是否相同，通过在同向判决模块 314确定出控制量相似时，至少一个支路的反馈控制环路模块 313重新搜索控制量，同向判决模块 314继续进行控制量相似度比较，直到两支路中采用的控制量不相同也不相近似，确保了两支路的偏振分束模块 312输出单一偏振态且偏振态相互正交的光信号，避免了出现 X光信号和 X光信号组合、以及 Y光信号和 Y光信号组合的现象。由于同向判决模块 314进行的控制量相似度判决操作基本上没有增加系统的处理量，且同向判决模块 314可以不使用特定的硬件实现，因此，本实施例在实际应用时可以不增加硬件成本和系统复杂度。由于本实施例中的同向判决模块 314对控制量相似度的判决可以避免两支路的光信号错误组合的出现，因此，本实施例中的反馈控制环路模块 313可以采用 RF功率作为反馈信号量值，从而本实施例可以对两支路光信号偏振态是否同向进行快速识别，保证了整个基于偏振复用的光传输系统的数据处理效率。

在上述针对实施例一的基于偏振复用的光传输系统进行描述的过程中，同时揭示了基于偏振复用的光传输系统中的接收装置的具体结构。在下面的实施例二中，针对一个具体的应用对基于偏振复用的光传输系统中的接收装置进行说明。

实施例二、基于偏振复用的光传输系统中的接收装置。该接收装置的具体结构如附图 3所示。图 3中的接收装置包括：分束模块、偏振控制器（也可以称为偏振控制模块）、 PBS (也可以称为偏振分束模块)、分光模块、反馈量提取模块、搜索模块、跟踪模块、同向判决器（也可以称为同向判决模块）和输出控制模块。

接收装置中的分束模块将接收到的经过偏振复用处理后的光信号分成两路相同的光信号。分束模块可以是一个 3db的分束器。

两路光信号分别通过所在支路的偏振控制器，由偏振控制器对接收到的光信号进行偏振态旋转控制，偏振控制器输出经过偏振态旋转控制后的光信号。即在两路光信号为第一路光信号和第二路光信号时，第一路光信号通过支路 1的偏振控制器，第二路光信号通过支路 2的偏振控制器。

两支路中的偏振控制器输出的光信号分别经过各自支路中的 PBS后恢复出 X' 光信号和 Y' 光信号。 X' 光信号与 X光信号具有相同的偏振态，且功率略小于 X光信号。 Y' 光信号与 Y光信号具有相同的偏振态，且功率略小于 Y光信号。这里的 X光信号和 Y光信号为：在发送装置中进行偏振复用的两路光信号。如果 X光信号承载有 56Gb/s的数据且 Y光信号承载有 56Gb/s的数据，则接收装置中的分束模块接收到的光信号承载有 112Gb/s的数据，且分束模块输出的两路光信号均承载有 112Gb/s的数据，上支路中的 PBS输出的 X' 光信号承载有 X光信号承载的 56Gb/s的数据，下支路中的 PBS输出的 Y' 光信号承载有 Y光信号承载的 56Gb/s的数据。

两支路中的分光模块分别针对各自支路的 PBS输出的光信号进行分光处理，并输出分光处理后的光信号。这里的分光模块可以与上述分束模块一样，也是一个 3db的分束器。

两反馈控制环路中的反馈量提取模块分别从各自支路的分光处理后的光信号中提取反馈信号量值，并将提取到的反馈信号量值提供给搜索模块和跟踪模块。反馈量提取模块提取的反馈信号量值可以为 RF功率。 RF功率可以为不同偏振态的光信号的串扰功率。反馈量提取模块可以通过在低频段（如 300MHz~10GHz)选取部分功率谱并进行积分来获取干涉分量的大小，干涉分量的大小即为串扰功率。当光信号为单一偏振态的光信号时，反馈信号量值最小。

在初始搜索阶段，两反馈控制环路中的搜索模块分别产生一组控制量，并陆续的输出该组中的各控制量，由于搜索模块输出的各控制量会由输出控制模块转换为相应的偏振态旋转控制信号传递给偏振控制模块，从而使偏振控制模块在各偏振态旋转控制信号的控制下，输出经过对应于各控制信号的偏振态旋转控制处理的光信号，这样反馈量提取模块也会提取到对应各控制量的反馈信号量值。搜索模块接收反馈量提取模块传输来的各控制量对应的反馈信号量值，并比较各控制量对应的反馈信号量值，选取反馈信号量值最小的控制量，并将选取出的控制量和选取出的控制量对应的反馈信号量值提供给跟踪模块，同时，搜索模块将选取出的控制量提供给同向判决器。

两反馈控制环路中的跟踪模块在接收到搜索模块输出的控制量和反馈信号量值后，分别对控制量对应的反馈信号量值进行跟踪，并根据反馈信号量值最小原则对控制量进行调整。跟踪模块将调整后的控制量分别传输至同向判决器和输出控制模块。

同向判决器对两支路输出的控制量进行相似度判断，以确定两支路的控制量是否相同或相近，如果相同或相近，则同向判决器可以触发其中至少一个反馈控制环路中的搜索模块重新进行搜索，以便使两支路的控制量不相同也不相近似。

经过偏振复用处理后的光信号中应包含有两个不同的偏振态，因此，反馈信号量值在整个解空间内存在两个极小值，两个极小值分别对应 X光信号的偏振态和 Y光信号的偏振态。由于反馈控制环路中的输出控制模块可以接收到跟踪模块根据实时跟踪到的反馈信号量值利用反馈信号量值最小原则而调整的控制量，输出控制模块利用接收到的控制量对偏振控制器进行实时控制，而且，同向判决模块能够使两支路采用的控制量不相同也不相近似，因此，跟踪模块能够跟踪到解空间中存在的两个极小值，从而使上下两支路中的 PBS输出单一偏振态的光信号，即 X光信号或 Y光信号。

对偏振控制器进行控制的过程可以称为反馈控制过程，反馈控制过程可以包括搜索过程、跟踪过程和同向判决过程，也就是说，本实施例中的搜索模块、跟踪模块、同向判决器和输出控制模块实现了反馈控制过程。反馈控制过程的目的是使反馈信号量值稳定在一个极小值上，而且，需要使偏振控制器对光信号的偏振态控制不相同也不相近似。

反馈控制过程中的搜索跟踪过程包括两个阶段：

第一阶段，即搜索阶段：上下两支路的搜索模块分别根据预定分布方式输出一组随机均勾的控制量，搜索模块根据反馈量提取模块传输来的反馈信号量值，选取最小反馈信号量值对应的控制量，并将选取的控制量和该控制量对应的反馈信号量值传输到跟踪模块，同时，还可以将选取的控制量提供给同向判决器。

第二阶段，跟踪阶段：跟踪模块以搜索模块输出的控制量和反馈信号量值为起点，根据反馈信号量值最小原则对反馈信号量值进行跟踪，跟踪模块在对反馈信号量值进行跟踪过程中需要根据跟踪到的反馈信号量值对控制量进行调整，以保证系统的反馈信号量值持续为一个极小值。

同向判决器接收两个反馈控制环路中的搜索模块输出的控制量或者跟踪模块输出的控制量，并对两个支路的控制量进行比较，以确定两个支路的控制量是否相同或者相近似。在同向判决器确定出两个控制量相同或相近似时，两个反馈控制环路中的至少一个搜索模块会重新进入搜索阶段，以保证两个支路的控制量不相同也不相近似。一种通常的情况为：同向判决器触发一个搜索模块，使一个搜索模块重新进入搜索阶段。

搜索模块进行搜索、跟踪模块进行跟踪及同向判决器进行同向判决的一个具体的例子如附图 3 A 所示。

图 3 A中的通路 1和通路 2即两个反馈控制环路，接收装置复位后，通路 1和通路 2中的搜索模块均进行初始化，之后，通路 1和通路 2中的搜索模块分别进行初始搜索，即搜索模块产生一组控制量，并记录各控制量对应的解偏程度，由于解偏程度可以从反馈信号量值体现，因此，可以记录各控制量的反馈信号量值。之后，通路 1和通路 2中的搜索模块分别进入搜索收敛阶段，即搜索模块根据记录的解偏程度选取解偏程度好的控制量，并输出该控制量。通路 1 中的搜索模块输出控制量 1，控制量 1分别传输至同向判决器和通路 1的跟踪模块，可选的，通路 1中的搜索模块还可以向通路 1中的跟踪模块输出控制量 1的反馈信号量值，以便使通路 1中的跟踪模块能够以控制量 1和控制量 1的反馈信号量值为起点进行跟踪。通路 2中的搜索模块输出控制量 2，控制量 2传输至同向判决器。

通路 1中的跟踪模块以搜索模块输出的控制量 1和反馈信号量值为跟踪起点，开始根据反馈信号量值最小原则对控制量 1的反馈信号量值进行跟踪。控制量 1的反馈信号量值即控制量 1对应的反馈信号量值。

同向判决器对接收到的控制量 1和控制量 2进行比较，以判断两者是否相同或相近似，如果相同或者相近似，则同向判决器通知通路 2中的搜索模块进行控制量校正，即通路 2中的搜索模块根据同向判决器的通知重新进行控制量搜索，搜索模块输出一组新的控制量，搜索模块根据反馈信号量值最小原则从该组新的控制量中选择一个控制量，确定出校正后的控制量，校正后的控制量传输给通路 2中的跟踪模块，通路 2中的跟踪模块以搜索模块输出的校正后的控制量和该控制量的反馈信号量值为跟踪起点，开始根据反馈信号量值最小原则对校正后的控制量的反馈信号量值进行跟踪；如果在上述同向判决器的判决过程中，同向判决器判断出控制量 1和控制量 2不相同也不相近似，则通路 2中的跟踪模块以搜索模块输出的控制量 2和反馈信号量值为跟踪起点，根据反馈信号量值最小原则开始对控制量 2的反馈信号量值进行跟踪，以使反馈信号量值稳定的处于最小的反馈信号量值。

在上述图 3A 中记载的搜索、跟踪及同向判决过程之后，同向判决器仍然会继续判断两个通路中的控制量是否相同或相近似，通路 2中的搜索模块仍然会根据同向判决器的控制进行控制量重新搜索操作，且在搜索模块输出重新搜索到的控制量后，通路 2中的跟踪模块根据搜索模块重新搜索到的控制量进行跟踪，直到同向判决器判断出两个通路中的控制量不相同也不相近似。此后，通路 1和通路 2中的 PBS输出的是单一偏振且偏振态相互正交的光信号，即通路 1中的 PBS输出 X光信号，通路 2中的 PBS输出 Y光信号，或者通路 1中的 PBS输出 Y光信号，通路 2中的 PBS输出 X 光信号。通路 1和通路 2中输出的 X光信号和 Y光信号可以通过各自通路中的跟踪模块实现良好的解偏。

上述通路 2中的搜索模块进行控制量重新搜索操作也可以称为跳转操作，跳转操作的一个具体的例子为：通路 2重新进入搜索模块，通路 2中的搜索模块随机产生一组新的控制量，并从该组新的控制量中确定出一个控制量，即通路 2中的搜索模块进行控制量随机搜索；通路 2中的搜索模块将随机搜索出的控制量传递给通路 2中的跟踪模块和同向判决器。如果上述随机搜索出的新的控制量仍然与通路 1的控制量相同或者相近似，则再次执行上述跳转操作，直到通路 2中的搜索模块随机搜索出的控制量与通路 1中的控制量不相同也不相近似。

实现跳转控制的同向判决器的结构如附图 3B所示。

图 3B中的同向判决器包括：判决器和跳转控制模块。

通路 1和通路 2中的搜索模块输出的控制量分别提供给各自通路的跟踪模块，跟踪模块以搜索模块提供的控制量为起点进行跟踪。从跟踪模块接收到控制量到跟踪模块以该控制量为起点跟踪了一段时间之间的这段时间，系统可能并不稳定，控制量的调整幅度以及跟踪到的反馈量极小值的变化可能会较大，因此，跟踪模块在这段时间内的跟踪可以称为初始跟踪。在初始跟踪之后，系统会相对稳定，控制量的调整幅度以及跟踪到的反馈量极小值的变化会较小，跟踪模块进入跟踪状态。跟踪模块在初始跟踪阶段和进入跟踪状态所采用的跟踪算法可以是相同的。

判决器对通路 1中的控制量和通路 2中的控制量进行是否相同或相近似的判断，并在判断出相同或相近似时，判决器输出跳转控制信号即跳转指令。跳转控制模块在接收到跳转指令后，触发两个通路中任一个通路中的搜索模块重新搜索控制量。跳转控制模块还可以向跟踪模块发送跳转指令，向跟踪模块发送的跳转指令用于通知跟踪模块停止进行跟踪，之后，跟踪模块在接收到搜索模块输出的控制量和反馈信号量值后，以接收到的控制量和反馈信号量值为起点启动跟踪过程。跟踪模块无论是在初始跟踪阶段还是进入跟踪状态，都可能会接收到跳转控制模块输出的跳转指令。

本实施例中的同向判决器的判决过程可以通过判决算法来实现，实现判决过程的判决算法可以嵌入到 PC控制过程中， PC控制过程可以通过 PC控制算法来实现，从而可以说，判决算法可以嵌入到 PC控制算法内部， PC控制算法可以实现反馈控制回路和同向判决模块对 PC进行控制的过程，这样可以使基于偏振复用的光传输系统对收敛方向（如跟踪到 X路或跟踪到 Y路）的控制具有很好的实时性，反应速度快。

图 3中两支路的输出控制模块通过对各自所在支路的偏振控制器提供偏振态旋转控制，使两支路中的 PBS输出单一偏振态且偏振方向相互正交的光信号。如果上支路中的 PBS输出的 X' 光信号承载有 X光信号承载的 56Gb/s的数据，下支路中的 PBS输出的 Y' 光信号承载有 Y光信号承载的 56Gb/s的数据，则 X' 光信号和 Y' 光信号通过后级 DQPSK解调器的解调各自恢复出 2路 28Gb/s 数据信号，即 Datal、 Data2、 Data3和 Data4。

流经图 3的接收装置的光信号的 State Of Polarization (偏振态， SOP) 变化如附图 3C所示。图 3C中，上下两支路的光信号在进入偏振控制器时的偏振态是相同的，而上下两支路中的偏振控制器输出的光信号的偏振态并不相同，从而上下两支路中的 PBS能够输出具有单一偏振态且偏振态相互正交的光信号，即 X' 光信号和 Y' 光信号。

本实施例中的偏振控制器可以包括多个波片，本实施例可以通过电压驱动波片旋转，波片的角度和偏振控制器的控制电压是一一对应的。旋转到不同角度的波片会使偏振控制器对输入光信号的偏振态的控制是不一样。也就是说，偏振复用光信号在输入偏振控制器后，该偏振复用光信号的偏振态由偏振控制器的控制电压决定。由此可以得出，如果两个偏振控制器对各自输入的光信号的偏振态的作用相同或相近似，则两个偏振控制器的控制电压一定相同或相近似，也就是两个偏振控制器的波片角度即控制量一定相同或相近似。

本实施例在同向判决器的作用下，能够保证上下两支路输出的光信号为： X光信号和 Y光信号，或者为： Y光信号和 X光信号。两支路分别对光信号进行解调后，获得的数据为 {DATA1， DATA2, DATA3 , DATA4} , 或为 { DATA3 , DATA4, DATA1 , DATA2}。

接收装置可以利用现有的多通道重排技术保证系统输出顺序正确的数据，如输出 {DATA1 , DATA2, DATA3 , DATA4}顺序的数据。

接收装置可以利用 MLD保证接收装置输出的顺序正确的数据。下面结合附图 3D和 3E对 MLD 的多通道重排过程进行说明。

图 3D为 OTU帧示意图， MLD根据 OTU帧头 FAS (Frames, 帧）的第三个字节 OA2字节的值将 OTU帧轮流分发到 20个通道。接收装置将 OTU帧分发到 20个通道的一个具体例子如图 3E 所示。由于分发过程可以采用现有的分发过程，因此，不再对图 3E进行详细说明。每个通道的编号可以通过 OTU帧头 FAS中的信息来识别。如果接收装置端的通路 1输出 Y光信号，通路 2输出 X 光信号，则接收装置输出的数据顺序为： 11~20， 1~10。 MLD根据 OTU帧头 FAS中的编号，将 20 个通道进行重新排列，在进行对齐处理后，恢复出 1~20顺序的通道，从而正确的恢复出 OTU帧。本实施例不限制接收装置保证系统输出顺序正确的数据的具体实现过程。

实施例三、基于偏振复用的光传输方法。该方法的流程如上述附图 4所示。

图 4中， S100、接收装置将发送装置发送来的偏振复用处理后的光信号分束为两路光信号。到 S110。

S110、针对两路光信号进行的处理分别为：根据偏振态旋转控制信号对支路中的光信号进行偏振态旋转处理，对偏振态旋转处理后的光信号进行偏振分束处理获得单一偏振态的光信号；根据单一偏振态的光信号搜索控制量，并跟踪该控制量的最小反馈信号量值，根据反馈信号量值最小原则对所述控制量进行调整处理，根据控制量确定偏振态旋转控制信号。

在上述 S110过程中，还包括同向判决处理过程。同向判决处理过程即在判断出两路光信号的控制量的相似度符合预定相似度要求时，使两路中的至少一路重新搜索控制量，直到所述两路光信号的控制量的相似度不符合预定相似度要求。同向判决处理过程可以如上述实施例对系统和装置中的同向判断模块的描述，而且， S110中记载的对两路光信号进行的处理可以如上述实施例中对系统和装置中的偏振控制模块、 PBS和反馈控制回路的描述，在此不再重复说明。

上述 S110中的搜索控制量过程可以分为初始搜索过程和重新搜索过程，初始搜索过程即不是由同向判决处理过程触发的搜索过程，重新搜索过程是由同向判决处理过程触发的搜索过程。无论是初始搜索过程还是重新搜索过程，搜索控制量的具体过程可以均为：产生一组控制量，并获取该组中各控制量对应的反馈信号量值，根据反馈信号量值最小原则从该组控制量中选择一个控制量。该选择的控制量或者该选择的控制量和对应的反馈信号量值可以作为后续跟踪的起点。 S110中的搜索和跟踪过程可以如上述实施例中对系统和装置中的搜索模块和跟踪模块的描述，在此不再重复说明。

本实施例中的反馈信号量值可以为：射频 RF功率。

本实施例中的控制量可以为波片的角度，此时，偏振态旋转控制信号可以为根据波片的角度确定出的对所述光信号进行偏振态旋转处理过程中的加载电压，同时， S110中的根据偏振态旋转控制信号对支路中的光信号进行偏振态旋转处理可以为：通过加载电压驱动波片进行角度旋转，根据旋转后的波片角度对支路中的光信号进行偏振态旋转处理。

在控制量可以为波片角度的情况下，可以预先存储电压值与波片角度的对应关系，这样，在通过搜索或通过跟踪获得了控制量后可以根据该对应关系确定出获得的控制量对应的电压值，从而可以根据对应的电压为偏振态旋转处理提供加载电压。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，所述的软件产品在可以用于执行上述的方法流程.。所述计算机软件产品可以存储在存储介质中，如 ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims

权利要求

1、一种基于偏振复用的光传输系统中的接收装置，所述接收装置包括两个支路，经过发送装置的偏振复用处理后的光信号分别被提供给所述两个支路，其特征在于，所述两个支路分别包括：偏振控制模块，用于接收所在支路中的光信号，根据偏振态旋转控制信号对所述光信号进行偏振态旋转处理，并输出处理后的光信号；

偏振分束模块，用于对所在支路中的所述偏振控制模块输出的光信号进行偏振分束处理，以输出单一偏振态的光信号；

反馈控制环路模块，用于根据所在支路中的偏振分束模块输出的光信号搜索控制量，并跟踪该控制量的最小反馈信号量值，根据反馈信号量值最小原则对所述控制量进行调整处理，并输出所述搜索到的控制量或调整处理后的控制量，根据所述搜索到的控制量或者调整处理后的控制量为所在支路中的所述偏振控制模块提供所述偏振态旋转控制信号；

所述接收装置还包括：

同向判决模块，用于在判断出所述两个支路上的反馈控制环路模块输出的控制量的相似度符合预定相似度要求时，使至少一个支路上的反馈控制环路模块重新搜索控制量，直到所述两个支路上的反馈控制环路模块输出的控制量的相似度不符合所述预定相似度要求。
2、如权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述反馈控制环路模块包括：

分光模块，用于从偏振分束模块输出的光信号中分出一路光信号；

反馈量提取模块，用于从所述分光模块分出的光信号中提取反馈信号量值，并输出；搜索模块，用于在初始搜索阶段或者在重新搜索阶段，产生一组控制量，根据所述反馈量提取模块输出的反馈信号量值利用反馈信号量值最小原则从所述一组控制量中选择一个控制量并输出所述选择的控制量；

跟踪模块，用于接收所述搜索模块输出的控制量，根据所述反馈量提取模块输出的反馈信号量值跟踪所述接收的控制量的最小反馈信号量值，根据反馈信号量值最小原则对所述控制量进行调整处理，并输出所述调整处理后的控制量；

输出控制模块，用于根据所述搜索模块或所述跟踪模块输出的控制量确定所述偏振态旋转控制信号，并提供给所在支路的偏振控制模块。
3、如权利要求 2所述的装置，其特征在于，所述偏振控制模块包括多个波片，所述控制量为波片角度，所述波片角度由电压驱动旋转，且所述偏振态旋转控制信号为加载在所述偏振控制模块上的电压。
4、如权利要求 3所述的装置，其特征在于，所述输出控制模块包括：

存储子模块，用于存储电压值与波片角度的对应关系；

输出控制子模块，用于接收搜索模块或跟踪模块输出的控制量，根据所述对应关系确定所述接收的控制量对应的电压值，根据所述对应的电压值为所述偏振控制模块提供电压。 5、如权利要求 1至 4中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述同向判决模块包括：判决器，用于判断出所述支路的两个反馈控制环路模块输出的控制量的相似度符合预定相似度要求时，输出跳转控制信号，否则，不输出跳转控制信号；

跳转控制模块，用于在接收到判决器输出的跳转控制信号后，触发一个反馈控制环路模块重新搜索控制量。
6、一种基于偏振复用的光传输方法，包括：将接收到的偏振复用处理后的光信号分束为两路光信号，其特征在于：

对所述两路光信号的处理均为：接收支路中的光信号，并根据偏振态旋转控制信号对所在支路中的光信号进行偏振态旋转处理，对所述偏振态旋转处理后的光信号进行偏振分束处理获得单一偏振态的光信号；根据所述单一偏振态的光信号搜索控制量，并跟踪该控制量的最小反馈信号量值，根据反馈信号量值最小原则对所述控制量进行调整处理，根据所述搜索到的控制量或者调整处理后的控制量确定所述偏振态旋转控制信号；

所述方法还包括：

同向判决处理：在判断出所述两路光信号的控制量的相似度符合预定相似度要求时，使两路中的至少一路重新搜索控制量，直到所述两路光信号的控制量的相似度不符合所述预定相似度要求。
7、如权利要求 6所述的方法，其特征在于，所述搜索控制量包括：

在初始搜索过程中或者在重新搜索控制量过程中，产生一组控制量，并获取该组中各控制量对应的反馈信号量值；

根据反馈信号量值最小原则从所述一组控制量中选择一个控制量。
8、如权利要求 6所述的方法，其特征在于，所述反馈信号量值为：射频 RF功率，所述控制量为波片角度，所述偏振态旋转控制信号为根据所述波片角度确定出的对所述光信号进行偏振态旋转处理过程中的加载电压；

所述根据偏振态旋转控制信号对所述支路中的光信号进行偏振态旋转处理包括：

所述加载电压驱动波片进行角度旋转，根据所述旋转后的波片角度对所述支路中的光信号进行偏振态旋转处理。
9、如权利要求 8所述的方法，其特征在于，所述根据所述搜索到的控制量或者调整处理后的控制量确定所述偏振态旋转控制信号包括：

根据存储的电压值与波片角度的对应关系确定所述搜索到的控制量或者所述调整处理后的控制量对应的电压值，根据所述对应的电压值为所述偏振态旋转处理提供加载电压。
10、一种基于偏振复用的光传输系统，包括发送装置和接收装置，所述发送装置发送偏振复用处理后的光信号，所述光信号分别被提供给接收装置中的两个支路，其特征在于，所述两个支路分别包括：

偏振控制模块，用于接收所在支路中的光信号，根据偏振态旋转控制信号对所述光信号进行偏振态旋转处理，并输出处理后的光信号；

偏振分束模块，用于对所在支路中的所述偏振控制模块输出的光信号进行偏振分束处理，以输出单一偏振态的光信号；

反馈控制环路模块，用于根据所在支路中的偏振分束模块输出的光信号搜索控制量，并跟踪该控制量的最小反馈信号量值，根据反馈信号量值最小原则对所述控制量进行调整处理，并输出所述搜索到的控制量或调整处理后的控制量，根据所述搜索到的控制量或调整处理后的控制量为所述偏振控制模块提供所述偏振态旋转控制信号；

所述接收装置还包括：

同向判决模块，用于在判断出所述两个支路上的反馈控制环路模块输出的控制量的相似度符合预定相似度要求时，使至少一个支路上的反馈控制环路模块重新搜索控制量，直到所述两个支路上的反馈控制环路模块输出的控制量的相似度不符合所述预定相似度要求。