Trƣớc tiên, chúng ta nhắc lại sự phân cực của ánh sáng. Ánh sáng từ mặt trời và nhiều nguồn chiếu sáng tự nhiên hay nhân tạo khác đều tạo ra sóng ánh sáng có vectơ điện trƣờng dao động trong mọi mặt phẳng vng góc với hƣớng truyền sóng. Ánh
sáng nhƣ vậy đƣợc gọi là ánh sáng không phân cực. Nếu nhƣ vectơ điện trƣờng bị hạn chế dao động trong một mặt phẳng bởi sự lọc chùm tia với những chất liệu đặc biệt (chất liệu có tính bất đẳng hƣớng về mặt quang học), thì ánh sáng đƣợc xem là phân cực phẳng, hay phân cực thẳng đối với hƣớng truyền. Và tất cả sóng dao động trong một mặt phẳng đƣợc gọi là mặt phẳng song song hay mặt phẳng phân cực. Ngoài ra, cũng tồn tại một vài trạng thái ánh sáng phân cực elip mà trƣờng hợp đặc biệt của nó là phân cực trịn. Hình 2.20 minh họa về sự phân cực của ánh sáng (ở đây là trƣờng hợp phân cực phẳng), hai mặt phẳng màu xanh và màu đỏ thể hiện 2 trạng thái phân cực vng góc (trực giao) và đƣợc gọi là phân X và phân cực Y.
Ý tƣởng của điều chế ghép phân cực là truyền hai luồng tín hiệu trên hai trạng thái phân cực trực giao của sóng mang. Trong trƣờng hợp điều chế DP-QPSK thì hai tín hiệu QPSK đƣợc truyền trên hai phân cực X và Y của sóng mang, chúng đi qua bộ kết hợp tia phân cực (PBC) và đƣợc truyền trên sợi quang. Đến đầu thu, bộ tách tia phân cực (PBS) sẽ chia thành hai luồng tín hiệu riêng rẽ và xử lý một cách độc lập với nhau. Nhƣ vậy kỹ thuật điều chế này đã làm tăng gấp đôi hiệu suất phổ so với điều chế QPSK, nghĩa là tăng gấp đôi tốc bit trong khi sử dụng cùng một băng tần. Kỹ thuật điều chế DP-QPSK mã hóa bốn bit trên một ký tự quang (gấp đôi so với QPSK).
X-pol Y-pol Driver 1 Driver 2 Driver 3 Driver 4 PBC Pol Rot Modulator 1 Modulator 2 Modulator 3 Modulator 4 BS Laser π/2 π/2