A.O. Lima 計算機科學與電氣工程系 美國馬里蘭大學
    在光通信系統中，偏振模色散(PMD)現象是實現10Gbps或更高的單一通道數據速率的重大障礙。PMD會導致脈沖展寬和畸變，使系統性能變差。為減輕這種PMD效應，近年來各方面基于光、電以及光電PMD補償器對此進行了大量的研究。在各種PMD補償技術中，電域(后檢測)法非凡具有吸引力，因為在接收機的芯片組中，這種方法實現起來具有緊湊和低成本的潛在優勢。
    
    采用簡單的前饋和決策(Decision)反饋結構的電子均衡器已被提議在光通信中用于減輕符號間干擾(ISI)，并在最近通過采用集成的硅鍺技術得到了實現，并作為模擬均衡器在10Gbps情況下進行了測試，用于減輕PMD現象。但是，它們無法提供通常期望的性能增益，也無法對濾波系數進行自適應的優化，即使采用簡單的最小均方(LMS)算法，在光系統運行于高數據速率下時，濾波系數的自適應優化仍是一項艱巨的工作。
    
    由于所有的高數據率系統都采取直接檢測方式，因此偏振相位信息在檢測過程中會被丟失。采用偏振分集(polarization diversity)的方法，通過對所獲信息更加有效地加以利用，可以更加有利于減輕PMD現象。
    
    現在介紹一種新潁的偏振分集接收器，它采用簡單的固定光學和電子學原理，性能遠比采用那些需要通過某些方法對濾波器抽頭(tap)進行優化的均衡器(無分集)所能達到的性能要好。由于分集結構可消除由PMD產生的大部分ISI現象，因此將電子均衡器集成到分集接收器結構中，所獲得的改善并不明顯。
    
    在該系統中，進來的信號被等分為三對正交偏振對，由單獨的光電探測器進行檢測。使用正交偏振對的優點是可在保持系統內原有噪聲分布的同時，以增加幅度邊緣的方式對總信號能量進行檢測。這與采用單一偏振的結構不同，具有更高的噪聲靈敏度。
    
    在所提議的分集接收器的第一個支路上，采用一種線性偏振束分離器(LPBS)將信號在縱向和橫向偏振態之間進行分離。在第二個支路上，一塊四分之一波形板在偏振束分離器(PBS)之前將信號由圓偏振轉換線性偏振，該偏振束分離器相對于將信號分割成右圓偏和左圓偏的第一個PBS旋轉了45度。在第三個支路上，設有一個PBS將信號分成兩個正交偏振態。組合器/均衡器模塊將那些由電延遲進行同步的信號對組合在一起。
    
    用時鐘恢復子系統和決策電路獲得離散樣本。最后，由判定模塊選擇具有最大幅度邊緣的支路。
    
    檢測三對正交偏振對可使接收器獲得至少一對PMD畸變減小的正交偏振信號。接下來對具有三個正交偏振態的分集接收器進行均衡處理，則進一步降低了損失。均衡器需要以用戶調節或自適應計算的方式對濾波系數進行優化。另一方面，帶簡單組合器的分集接收器不需要進行任何系數優化，并可用10Gbps或更高速率下的現有技術加以實現。
    
    對于每一個波長信道，確實需要多路光電檢測器。試驗表明，使用分集接收器比使用電子均衡器可大大降低功率損失。實驗還顯示，將分集接收器和均衡器組合在一起使用，對性能的進一步改善效果不明顯。