振复用技术的应用及优势

在光波中，光矢量的振动方向在传播过程中保持不变，仅仅是大小随相位和时间变化的偏振光，称为线偏振光。当振动方向沿着传播方向均匀转动，光矢量端点的轨迹是一个圆偏振光。它可以看作是由同频率、等振幅且相位差为两个正交的线偏振光合成。若光矢量的大小和方向在传播过程中均为有规律变化，且光矢量端点沿着一个椭圆轨迹转动，则为椭圆偏振光。它同样可以分解为相互正交的两个线偏振光的合成，只是它们的振幅不相等。实际上，线偏振光和圆偏振光都是椭圆偏振光的特例。

自然光（非偏振光）在晶体中的振动方向受到限制，它只允许在某一特定方向上振动的光通过，这就是线偏振光。光的偏振（也称极化）描述当它通过晶体介质传输时其电场的特性。线性偏振光是它的电场振荡方向和传播方向总在一个平面内（振荡平面），如图3-12所示，因此线性偏振光是平面偏振波，图3-12a、图3-12b、图3-12c分别表示线性偏振光波电场振荡方向限定在沿垂直于传输z方向的线路、场振荡包含在偏振平面内、在任一瞬间的线性偏振光可用包含幅度和相位的E_x和E_y合成。如果把一束非偏振光波（自然光）通过一个偏振片就可以使它变成线性偏振光。

图3-12 线性偏振光(www.xing528.com)

偏振复用利用了光的4个基本参数（振幅、波长、相位、偏振）之一的偏振参数，在同一波长信道中，利用两个相互正交的光的偏振态独立地同时传输两路数据信号以加倍系统的总数据流量。由于偏振复用系统可以使每个信道的数据传输速率提高一倍，因而成为波分复用系统提高容量的新选择。偏振复用是光纤通信中一种比较新的复用方式，在这种复用方式中，两束相同或不同波长的光可以同时在一根光纤中相互独立地传输，从而使光纤的信息传输能力提高一倍。系统中一般使用保偏光纤作为传输媒介，单模光纤传输外加一定的动态偏振控制也能实现偏振复用。使用保偏光纤时，入射的两束光均为线偏振光，其偏振面分别与光纤的两个主光轴平行线偏振光在光纤中分别沿着两个主光轴独立传输，在接收端解复器再将两束光分离，传送至相应的接收机。

在标准单模光纤中，基模LP01是由两个相互垂直的线性偏振模TE模（x偏振光）和TM模（y偏振光）组成的。在折射率为理想圆对称光纤中，两个偏振模的群速度延迟相同，因而简并为单一模式。我们利用偏振片也可以把它们分开，变为TE模（x偏振光）和TM模（y偏振光）。我们可以把调制的数据分别去调制x偏振光（TE模）和y偏振光（TM模），调制后的x偏振光和y偏振光经偏振合波器合波，就得到偏振复用光信号，如图3-13c所示。为比较起见，图3-13a也画出了2波分复用的原理图，如同时采用波分复用和偏振复用，如图3-13b所示。