[发明专利]偏振模式分散的仿真器和补偿器

说明书

本发明涉及到偏振模式分散的仿真器和补偿器，用其可以将电磁波，有利的是将光波依赖于频率改变其偏振。

因此本发明同时是依赖于频率的偏振变换器。

在光学传输技术中使用长的光波电缆-传输路段。光波电缆本身由制造条件决定了不是完全各向同性的，而是弱的双折射的。由于长的传输长度出现了传输路段依赖于频率的偏振变换。人们将其称为偏振模式分散或者偏振分散，简称为PMD。这导致了被发送出去的脉冲的扩展，这减小了可以使用的传输数据率。情况因此变得困难，由于温度和机械负荷使得传输性能变化和路段的PMD也因此而改变。因此需要将已经匹配的PMD-补偿器插入到传输路径中。为了其发展或者简单检查没有经过PMD-补偿的传输系统的PMD-公差需要复杂的可调整的，但是简单的、成本便宜的和无阻尼的PMD仿真器，仿真器在不同的时间点和在不同的温度时用统计的有特色的方法可以模拟数1000km长的LWL-路段与频率有关的偏振传输特性。

PMD-补偿器应该在至少一个光学频率下将传输路段整个系统的偏振传输特性和补偿器(或者相反，根据装置而定)以一阶和必要时比较高阶近似地与频率无关。在波长-多路运行时应该争取，使得在运行波长时达到与频率无关。本发明不仅可以使用作为PMD-仿真器，而且可以使用作为PMD-补偿器。

对这种部件的要求是插入衰减低，与光波导线的兼容性和与频率有关的可改变偏振传输性能的多种多样方面。

很清楚有一种部件适合于PMD仿真和补偿，这种部件与传输路段具有同样的以及反向的传输性能。在文献中常将PMD用很多的延迟或者偏振转换进行数学描述，在强的双折射之间，即在两个主偏振之间安排具有明显延迟时间的LWL-部件。这些强的双折射LWL-部件保持或者保护两个互成正交的主偏振(原则上偏振-状态)，简称PSP，和因此保持偏振的光波电缆(偏振-维护光纤)，简称PMF。这些PMF是强偏振分散的。在光学光纤通信会议1995年会议文集(OFC95)美国光学学会文章WQ2 190-192页中叙述了相应的例子。

在电子书笺，1994年2月17日，30卷，4册，348-349页中叙述了PMD-补偿。在这里也使用了多个PMF段，将这些通过偏振转换器相连接。这些文献来源很重要，因为在那里叙述了PMD-补偿与光学接收器的连接以及获得了调节判据，和因此用作为本发明的总概念。人们了解到，这样的装置不仅可以使用作为PMD-仿真器，而且可以使用作为PMD-补偿器。实际上上述文献来源只限于很少的PMF段，和由于必要的拼接所出现的光衰减应该是很高的。然而允许很多这样的偏振转换器和将具有很小衰减的PMF-段串联的功能相似和相当的装置是不知道的。

因此本发明的任务是，规定相对于现有技术具有很小插入衰减和还容易制造的PMD-仿真器和PMD-补偿器。

此任务是通过具有权利要求1特征的偏振模式分散的仿真器和补偿器解决的。其他结构是由从属权利要求产生的。

按照本发明比较长的保持偏振的光导纤维段适用于制造PMD-仿真器或者PMD-补偿器。其中主偏振是，如同在商业上惯用的第一个实施例中保持偏振的光导纤维有利的是近似于直线的。分布在长度上的PMF是被扭转的扭转段，则产生偏振转换。

将PMF进行扭转已经在应用光学，18卷，13册，2241-2251页已知作为一种方法，通过线性双折射的LWL可以进行偏振转换，见那里的附图9。当然商业上惯用的PMF的双折射是那样的强，在那里规定的扭转68°使得PMF至少长时间将会受到损坏。

因此按照本发明当使用商业上惯用的PMF时将具有交替变化扭转方向的多个扭转段串联在一起用于产生所希望的转换。另外一种是比商业上惯用的PMF弱，然而比正常的LWL强很多的双折射专用PMF。

在所有这种情况时可以变化地构成扭转，例如通过使用步进电机。

由于光波电缆的机械强度受到限制当然受到限制的扭转范围可以导致妨碍补偿能力，特别是当作为PMD-补偿器运行时。此外由于制造条件决定扭转段的不理想决定的长度和类似的影响可能产生功能不精确度。这些可能出现的缺点可以通过插入附加扭转段得以避免。此时将多个相互无关的可扭转的扭转段或者扭转段组靠在一起。希望的是所谓的无限的偏振调节。原因是，特别是当作为PMD-补偿器运行时要求无间断的补偿，每个即使短的间断有可能由于通常很高的传输比特率导致在接收器上不希望的比特误差。IEEE的光波技术杂志9卷，1991 10月，10册，1353-1366页和特别是在那里注明的文献来源中介绍了关于无限的偏振调节概况。在用扭转保持偏振的光导纤维的基础上无限的偏振调节当然还是不知道的。