A Поляризационно разнообразие Кохерентен приемнике усъвършенстван оптичен приемник, използван вКохерентни оптични комуникационни системи, къдетополяризацияна оптичния сигнал е важен фактор . в тези системи и дветеамплитудаифазана данните за носенето на сигнала иполяризацияна сигнала може да варира поради ефектите на предаване катодисперсия на режима на поляризация (PMD)или екологични влияния .
За да се бори с това, кохерентният приемник на разнообразието на поляризацията използва два отделни канала за откриване, за да получи и обработи и обработвахоризонталенивертикалнаКомпоненти на поляризацията на входящия оптичен сигнал . Това подобрява на приемникаустойчивостдо колебанията на поляризацията и повишава способността му да демодулира сигнала точно .
Основното предимство на този тип приемник е способността му даВъзстановете и двата компонента на поляризациятана сигнала в една настройка, което позволява повечеЕфективно възстановяване на даннии минимизиране на разграждането на сигнала, причинено отколебания на поляризациятаПо време на предаване .
Видове поляризационни разнообразие кохерентни приемници
Кохерентен приемник с двойна поляризация
Структура:Използва два балансирани фотодектора, по един за всяка поляризация (хоризонтална и вертикална) .
Принцип на работа:Входящият оптичен сигнал е разделен на два компонента (хоризонтална и вертикална поляризация), като се използва aсплитер на поляризационния лъч. След това тези компоненти се предават на отделни фотодетектори, които независимо откриватвъв фаза (i)иквадратурна фаза (q)Компоненти на сигнала .
Приложения:Идеален заКомуникация на дълги разстояниясистеми къдедисперсия на режим на поляризацияе значителен иДвуполяризационна модулациясе използва .
Оптичен приемник на хомодин с разнообразие от поляризация
Структура:Интегрираразнообразие на поляризациясОптично откриване на хомодин, където оптичният сигнал е смесен с aместен осцилаторна приемника .
Принцип на работа:Входящият сигнал се открива последователно чрез смесване с aместен осцилатор. След това оптичният сигнал се разделя на два поляризационни компонента и всеки компонент се открива чрез съответния балансиран фотодетектор .
Приложения:Използвани в системи, които изискватВисока чувствителности способността за справянемножество поляризацииЕдновременно, катоВисокоскоростни оптични мрежиилиКвантова комуникацияСистеми .
Интегрирано поляризационно разнообразие Кохерентен приемник
Структура:Този тип приемник се интегрираразнообразие на поляризацияиОбработка на цифрови сигнали (DSP)възможности в един компактен модул .
Принцип на работа:Приемникът извършва кохерентно откриване чрез разделяне на оптичния сигнал в двата поляризационни компонента . След това сигналът се демодулира с помощта на DSP техники, които обработват и дветеполяризацияиФазова информация.
Приложения:Подходящ заМултиплексиране на плътна дължина на вълната (DWDM)системи иОптични комуникационни системи от следващо поколениекоито изискват висока ефективност и малък форм фактор .
Поляризационно разнообразие Кохерентен приемник с оптично оптично миксер
Структура:Включва aОптически миксерзаедно с откриването на поляризационно различие, за да се справи и с дветеполяризацияиФазови измествания.
Принцип на работа:Сигналът се смесва с локален осцилатор с помощта на aОптически миксери разнообразието на поляризацията се постига чрез разделяне на сигнала в ортогонални поляризационни компоненти . Тези компоненти се откриват независимо и обработват .
Приложения:Използва се вДълго съоръжениеоптични комуникационни системителекомуникацииКъдеЕфективна работа с ниско нивоинечувствителност към поляризацияса решаващи .
Принцип на работа на поляризационното разнообразие Кохерентен приемник
Поляризационен сплитер:
Входящият оптичен сигнал, който обикновено еПоляризация мултиплексирана, се предава през aполяризационен лъч сплитер (PBS)илиполяризационно поддържане на фибри. PBS разделя сигнала на две ортогонални поляризационни състояния:хоризонталенивертикалнаКомпоненти .
Оптично смесване с локален осцилатор:
Двата разделени компонента (хоризонтални и вертикални поляризации) са смесени с aМестен осцилатор (LO)вОптичен миксер. LO се заключва фаза към предадения сигнал . Резултатът е честота на ритъм, която се използва за възстановяване и на дветеамплитудаифазаИнформация .
Балансирани фотодетектори:
Всеки поляризационен компонент (i и q) се изпраща на aБалансиран фотодетектор. Тези фотодетектори измерват интензивността на оптичния сигнал и при дветевъв фаза (i)иквадратурна фаза (q)Компоненти .
Двата балансирани фотодетектора (по един за всяка поляризация) помагат да се гарантирависока цялост на сигналаи минимизират изкривявания, причинени от колебанията на поляризацията .
Обработка на цифрови сигнали (DSP):
Електрическите сигнали от фотодетекторите се обработват отОбработка на цифрови сигнали (DSP)схеми . DSP изпълнява задачи катоДемодулация на сигнала, Корекция на грешкиисинхронизацияЗа да възстановите оригиналните данни, кодирани в оптичния сигнал .
DSP също изпълняваКомпенсация на поляризациячрез непрекъснато проследяване и коригиране за промени в поляризационното състояние на сигнала .
Изход на данни:
След демодулиране на сигнала, обработените данни се извеждат катоцифрови данниили премина към следващия етап на системата за по -нататъшна обработка, като напримерпредаване на данни, мрежово маршрутизиране, илиАнализ на сигнала.
Функции наПоляризационно разнообразие Кохерентен приемник
Откриване на разнообразие на поляризация:
Основната функция на приемника е да отделикомпоненти на поляризацията(Хоризонтална и вертикална) на входящия сигнал, като се гарантира, че колебанията на поляризацията не влошават качеството на открития сигнал .
Кохерентно откриване:
Приемникът изпълняваКохерентно откриване, където и дветефазаиамплитудана сигнала се използват за възстановяване на предаваните данни, като значително подобряват ефективността в сравнение със системите за откриване само на модулация на интензивността .
Демодулация и възстановяване на сигнала:
Приемникът демодулира сигнала, като възстановява и дветевъв фаза (i)иквадратурна фаза (q)компоненти . Това позволява по -ефективновъзстановяване на даннии помага за смекчаване на ефектите на шума .
Компенсация на поляризация:
Приемникът непрекъснато се настройва за промени в поляризационното състояние на сигнала, като по този начин се подобряванадеждност на сигналаивярност на даннитеВ системи, където поляризацията се колебае поради фактори на околната среда или разстояние на предаване .
Корекция на грешки и смекчаване на шума:
Приемникът използваАлгоритми за корекция на грешкив рамките на DSP, за да компенсира всяко разграждане на сигнала, осигуряванеЦелостта на даннитеДори при наличие на шум и изкривяване .
Приложения на поляризационното разнообразие кохерентен приемник
Оптични комуникационни системи за дълги разстояния:
Приложение:ВДълго съоръжениеОптични комуникационни системи, способността на приемника да се справи с колебанията на поляризацията гарантира надежднопредаване на даннинадогромни разстояния.
Пример:Използва се вПодводни кабели, Трансатлантически оптични връзкииВисокоскоростни телекомуникационни мрежи.
Мултиплексиране на подразделение на плътна дължина на вълната (DWDM):
Приложение:Поляризационното разнообразие Кохерентните приемници са от решаващо значение вDWDMсистеми, къдемножество оптични каналиС различни дължини на вълната се предават върху едно влакно . чувствителността към поляризацията може да причини смущения между каналите, така че обработката на двете поляризационни състояния подобрява общата производителност на системата .
Пример:Използвани вМрежи с голям капацитетзаТелекомуникационни доставчицииИнтернет основна инфраструктура.
Високоскоростни оптични мрежи:
Приложение:Поддръжка на приемниците на разнообразието на поляризациятамулти-терабитиВисокоскоростни оптични мрежи, където ефективно боравенето с поляризацията е от решаващо значение заЕфективно предаване на данни.
Пример:Използва се вВръзки на центъра за даннииоблачни изчисленияМрежи, където скоростта и надеждността са от съществено значение .
Квантова комуникационна система:
Приложение:ВКвантова комуникацияиКвантово разпределение на ключове (QKD)Системите, поляризацията играе ключова роля при кодирането и откриването на информация . Поляризационните приемници гарантиратСигурноиточенОткриване на сигнал .
Пример:Използва се вСигурни правителствени комуникациииКвантово криптиранезафинансови институции.
Сателитна комуникация:
Приложение:Системите за сателитна комуникация често използватПоляризационно мултиплексиранеЗа увеличаване на пропускателната способност на данните . Поляризационното разнообразие Кохерентен приемник гарантира ефективното управление на колебанията на поляризацията вВисокоскоростни сателитни връзки.
Пример:Използва се вШироколентни сателитни комуникационни системизаотдалечени региониителемедицина.
Военни и отбранителни системи:
Приложение:В поляризационното разнообразие се използват кохерентни приемнициОптични комуникационни системивътревоенни мрежи, където надеждността и сигурността на сигнала са от първостепенно значение .
Пример:Използва се вСигурни комуникационни канализавоенни операциииСъбиране на разузнаване.
Оптично сензор и лидар:
Приложение:ВОптично сензориЛидар (Откриване и диапазон на светлина)Системи, приемници на разнообразие на поляризация позволяват по -точно откриване наразстояниеискоростЧрез компенсиране на промените в поляризацията по време на отражение на сигнала .
Пример:Използва се вавтономни превозни средствазаЗасилване на околната средаинавигация.
Предимства наПоляризационно разнообразие Кохерентен приемник
Устойчивост на поляризация:Приемникът компенсираколебания на поляризацията, подобряванеЦелостта на сигналаВ предизвикателни среди .
По -високи скорости на данни:Кохерентното откриване с разнообразието на поляризацията позволява по -високи скорости на данни и по -ефективно използване наОптична честотна лента.
Подобрено качество на сигнала:Чрез възстановяване на дветеамплитудаифазаИнформация за оптичния сигнал, приемникът гарантирапо -висока вярностипо -ниски проценти на грешки.
По -дълги разстояния на предаване:Тези приемници разширяват обхвата на оптичните комуникационни системи чрез намаляване надисперсия на режим на поляризацияефекти .
Предизвикателства
Сложност:Дизайнът и внедряването на приемника изискват сложниОбработка на сигналаиУправление на поляризацията, което може да добави към сложността .
Разходи:Приемниците за разнообразие на поляризацията могат да бъдат по -скъпи от традиционните приемници поради своитеРазширена технологияипо -висока производителност.
Консумация на енергия:Изисква се високоефективно откриване и обработка на сигналиповече мощност, които трябва да се управляват ефективно в мащабни системи .