一种PSK光信号接收方法、装置及PSK光信号接收机

摘要

本发明实施例公开了一种PSK光信号接收方法、装置及PSK光信号接收机，涉及光通信技术领域。为了解决现有技术中，接收机本振光载波频率与发送机的载波频率不一致的问题而发明。本发明实施例提供的一种PSK光信号接收方法，包括：接收PSK光信号；将所述接收到的PSK光信号分为第一路PSK光信号和第二路PSK光信号；将所述第一路PSK光信号恢复为相干光载波；将所述第二路PSK光信号与所述相干光载波进行相干解调。采用本发明可以使得接收机相干光载波频率与发送机的载波频率一致。

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种PSK(Phase-shift Keying，移相键控)光信号接收技术。

背景技术

目前，在一般PSK光信号的相干解调接收机的相干检测中，接收机基于光锁相环技术需要一个激光器来得到LO(Local Oscillation，本振光载波)。该本振光载波与所接收到的光信号进行相干解调。在所述相干解调的过程中，接收机接收到发射机产生的PSK光信号后，将所述的PSK光信号与本振光载波LO相干；由于本振光载波LO的频率f_LO与发射机激光器的载波f_c之间存在一个固定的频率差，因此，本振光载波和接收到的光信号相干后产生的电信号经过逻辑门、环路滤波器后驱动VCO(Voltage Controlled Oscillators，电压控制电路)，产生一个射频信号；该射频信号通过一个调制器调制本振光载波LO，从而使得所述经过调制的本振光载波LO与接收到的光信号的频率相近，并通过该调制后的本振光载波LO与信号光在hybrid(混频器)进行相干。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

所述基于光锁相环技术，由于接收机所采用的激光器产生的本振光载波LO频率f_LO与发送机激光器的载波f_c之间存在固定的频率差，从而使得接收机需要通过电控制回路对本振光载波LO进行频率调制，使得经过调制的本振光载波LO与接收到的光信号的频率相近。这样，要求接收机的电控制回路的控制参数较严格，从而使得整个接收机的设计复杂度增大。

发明内容

本发明实施例提供了一种PSK光信号接收方法、装置及PSK光信号接收机，以实现接收机相干光载波频率与接收到的PSK光信号的载波频率一致。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种PSK光信号接收方法，包括：

接收PSK光信号；

将所述接收到的PSK光信号分为第一路PSK光信号和第二路PSK光信号；

将所述第一路PSK光信号恢复为相干光载波；

将所述第二路PSK光信号与所述相干光载波进行相干解调。

另一方面，本发明实施例提供了一种全光差分编码器，该编码器包括第一半导体光放大器、第二半导体光放大器；

将接收到的光信号输入到所述的第一半导体光放大器反向输入端和所述第二半导体光放大器的正向输入端，通过所述的第一半导体光放大器和所述第二半导体光放大器处理后合并输出；所述的经过合并输出的光信号还分成两路信号，一路通过延时线输入到所述第一半导体光放大器的正向输入端，另一路通过延时线输入到所述第二半导体光放大器的反向输入端。

另一方面，本发明实施例提供了一种PSK光信号接收装置，包括：

接收单元，用于接收PSK光信号；

分光单元，用于将所述接收到的PSK光信号分为第一路PSK光信号和第二路PSK光信号；

光恢复单元，用于将所述第一路PSK光信号恢复为相干光载波；

相干解调单元，用于将所述第二路PSK光信号与所述相干光载波进行相干解调。

再一方面，本发明实施例提还提供了一种PSK接收机，其特征在于，包括：如上所述PSK光信号接收装置。

本发明实施例提供的一种PSK光信号接收方法、装置及PSK光信号接收机，通过从接收到的PSK光信号中获取相干光载波，从而保证了相干光载波与接收到的PSK光信号频率的一致性；进而通过所述获取的相干光载波与接收到的PSK光信号进行相干解调，从而获取发送端发送的信息。与现有技术中基于光锁相环技术所采用的激光器产生的本振光载波LO频率f_LO与发送机激光器的载波f_c之间存在固定的频率差相比，本发明使用接收到的PSK光信号获取相干光载波，即现有技术中提到的经过频率调制的本振光载波LO；从而保证了相干光载波与接收到的PSK光信号频率的一致性，使得整个PSK接收机设计简单，灵敏度高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收方法具体实现流程图；

图3为本发明实施例提供的一种全光差分编码器实现原理图；

图4为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收装置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收装置中光恢复单元的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收装置中光恢复单元的原理图；

图7为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收机的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收机的原理图；

图9为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收装置中SOA的XGM效应的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明实施例提供的一种PSK光信号接收方法及装置和一种全光差分编码器进行详细的说明。以下所述提到的相干光载波与现有技术中的本振光载波都用于与接收到的PSK光信号进行相干解调。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收方法，该方法包括：

101：接收PSK光信号；

102：将所述接收到的PSK光信号分为第一路PSK光信号和第二路PSK光信号；

103：将所述第一路PSK光信号恢复为相干光载波；

104：将所述第二路PSK光信号与所述相干光载波进行相干解调。

本发明实施例提供的一种PSK光信号接收方法，通过从接收到的PSK光信号中获取相干光载波，从而保证了相干光载波与接收到的PSK光信号频率的一致性；进而通过所述获取的相干光载波与接收到的PSK光信号进行相干解调，从而获取发送端发送的信息。与现有技术中基于光锁相环技术所采用的激光器产生的本振光载波LO频率f_LO与发送机激光器的载波f_c之间存在固定的频率差相比，本发明使用接收到的PSK光信号获取相干光载波，即现有技术中提到的经过频率调制的本振光载波LO；从而保证了相干光载波与接收到的PSK光信号频率的一致性，使得整个PSK接收机设计简单，灵敏度高。

如图2所示，为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收方法的具体实现过程，该方法，具体实现过程如下：

201：接收PSK光信号；

202：将所述接收到的PSK光信号分为第一路PSK光信号和第二路PSK光信号；

203：将所述第一路PSK光信号分为第三路PSK光信号和第四路PSK光信号；

204：将所述的第三路PSK光信号转化为ASK光信号；

205：将所述ASK光信号进行差分编码；其中，所述差分编码采用基于半导体光放大器的全光差分编码器进行编码。

206：根据所述经过差分编码的ASK光信号与所述第四路PSK光信号，获取相干光载波；其获取相干光载波的过程为：

1)将所述经过差分编码的ASK光信号送入SOA(semiconductor optical amplifier，半导体光放大器)的反向输入端；

2)将所述的第四路PSK光信号送入SOA的正向输入端；

3)所述经过差分编码的ASK光信号通过SOA的交叉增益调制效应将所述第四路PSK光信号的相位信息擦除；

4)根据所述擦除相位信息的PSK光信号，获取相干光载波。

207：将所述第二路PSK光信号与所述相干光载波进行相干解调。

本发明实施例提供的一种PSK光信号接收方法具体实施过程，通过将所述经过差分编码的ASK光信号送入SOA的反向输入端；将所述的第四路PSK光信号送入SOA的正向输入端；从而使得所述经过差分编码的ASK光信号通过SOA的交叉增益调制效应将所述第四路PSK光信号的相位信息擦除，根据所述擦除相位信息的PSK光信号，获取相干光载波。这样，由于所述获取的相干光载波是从所述接收到的PSK光信号中恢复出来的，所以保证了相干光载波与接收到的PSK光信号频率的一致性；进而通过所述获取的相干光载波与接收到的PSK光信号进行相干解调，从而获取发送端发送的信息，使得整个PSK接收机设计简单，灵敏度高。

如图3所示，为本发明实施例提供的一种全光差分编码器，该编码器包括：第一半导体光放大器SOA1、第二半导体光放大器SOA2；

将接收到的光信号输入到所述的第一半导体光放大器SOA1反向输入端和所述第二半导体光放大器SOA2的正向输入端，通过所述的第一半导体光放大器SOA1和所述第二半导体光放大器SOA2处理后合并输出；所述的经过合并输出的光信号还分成两路信号，一路通过延时线T输入到所述第一半导体光放大器SOA1的正向输入端，另一路通过延时线T输入到所述第二半导体光放大器SOA2的反向输入端。

需要注意的是，所述的延时线T用于将所述的SOA1和SOA2合并输出的光信号延时一个位宽后，分别输入到所述第一半导体光放大器SOA1的正向输入端和所述第二半导体光放大器SOA2的反向输入端。

如图4所示，为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收装置，该装置包括：

接收单元401，用于接收PSK光信号；

分光单元402，用于将所述接收到的PSK光信号分为第一路PSK光信号和第二路PSK光信号；

光恢复单元403，用于将所述第一路PSK光信号恢复为相干光载波；

相干解调单元404，用于将所述第二路PSK光信号与所述相干光载波进行相干解调。

本发明实施例提供的一种PSK光信号接收装置，通过从接收到的PSK光信号中获取相干光载波，从而保证了相干光载波与接收到的PSK光信号频率的一致性；进而通过所述获取的相干光载波与接收到的PSK光信号进行相干解调，从而获取发送端发送的信息。与现有技术中基于光锁相环技术所采用的激光器产生的本振光载波LO频率f_LO与发送机激光器的载波f_c之间存在固定的频率差相比，本发明使用接收到的PSK光信号获取相干光载波，即现有技术中提到的经过频率调制的本振光载波LO；从而保证了相干光载波与接收到的PSK光信号频率的一致性，使得整个PSK接收机设计简单，灵敏度高。

如图5所示，为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收装置中光恢复单元的结构示意图，该单元，进一步包括：

分光子单元501，用于将所述第一路PSK光信号分为第三路PSK光信号和第四路PSK光信号；

转化子单元502，用于将所述的第三路PSK光信号转化为ASK光信号；其中，所述转化子单元可以采用马赫-曾德延迟干涉仪。

差分编码子单元503，用于将所述ASK光信号进行差分编码；其中，所述差差分编码子单元可以采用基于半导体光放大器的全光差分编码器。所述的基于半导体光放大器的全光差分编码器，包括第一半导体光放大器、第二半导体光放大器；

将接收到的光信号输入到所述的第一半导体光放大器反向输入端和所述第二半导体光放大器的正向输入端，通过所述的第一半导体光放大器和所述第二半导体光放大器处理后合并输出；所述的经过合并输出的光信号还分成两路信号，一路通过延时线输入到所述第一半导体光放大器的正向输入端，另一路通过延时线输入到所述第二半导体光放大器的反向输入端。

载波获取子单元504，用于根据所述经过差分编码的ASK光信号与所述第四路PSK光信号，获取相干光载波。该子单元，进一步包括：

信息擦除分单元5041，用于所述经过差分编码的ASK光信号通过半导体光放大器的交叉增益调制效应将所述第四路PSK光信号的相位信息擦除；

载波获取分单元5042，用于根据所述擦除相位信息的PSK光信号，获取相干光载波。

本发明实施例提供的一种PSK光信号接收装置，通过将所述经过差分编码的ASK光信号送入SOA的反向输入端；将所述的第四路PSK光信号送入SOA的正向输入端；从而使得所述经过差分编码的ASK光信号通过SOA的交叉增益调制效应将所述第四路PSK光信号的相位信息擦除，根据所述擦除相位信息的PSK光信号，获取相干光载波。这样，由于所述获取的相干光载波是从所述接收到的PSK光信号中恢复出来的，所以保证了相干光载波与接收到的PSK光信号频率的一致性；进而通过所述获取的相干光载波与接收到的PSK光信号进行相干解调，从而获取发送端发送的信息，使得整个PSK接收机设计简单，灵敏度高。

当所述的转化子单元502采用马赫-曾德延迟干涉仪，所述差分编码子单元503采用基于半导体光放大器的全光差分编码器时，如图6所示，为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收装置中光恢复单元的原理图。设输入信号序列为“1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，1”，

该单元将接收到的PSK信号分为两路；其中，上路PSK光信号通过一个MZDI(Mach-Zender Delay Interferometer，马赫-曾德延迟干涉仪)，MZDI将信号的相位信息转化为幅度信息，得到输出信号序列“0，0，1，1，1，1，1，0，0，1”，然后通过全光差分编码器，进行差分编码，得到信号序列“0，0，1，0，1，0，1，1，1，0”，这样就将上路PSK信号转化为ASK信号，将此信号反向送至SOA的反向输入端。下路PSK光信号直接进入SOA正向输入端，通过SOA的XGM(Cross-Gain Modulation，交叉增益调制效应)效应，使用上路输入的ASK光信号将下路PSK光信号的相位信息完全擦除，从而获取到相干光载波。如图9中所示的SOA的XGM效应的原理图可知，当上路ASK信号输入为“0”时，下路PSK信号输入为“1”，经过SOA后输出幅度约为“1”，相位为“2π”；当上路ASK信号输入为“1”时，下路PSK信号输入为“-1”，即幅度为“1”，相位为“π”，经过SOA后输出幅度约为“1”，相位为“π+π＝2π”；这样就通过ASK信号将PSK信号的相位信息完全擦除，得到相干光载波。

如图7所示，为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收机的结构示意图；所述的PSK光信号接收机，包括：如上所述PSK光信号接收装置。

如图8所示，为本发明实施例提供的一种PSK光信号接收机的原理图；所述的PSK光信号接收机，通过将接收到的PSK光信号分为两路，一路用于光恢复单元获取相干光载波，即现有技术中所提到的本振光载波LO；另一路作为接收PSK光信号；通过将所述获取到的相干光载波与所述另一路PSK光信号通过相干接收器进行相干解调，从而获取发送端所发送的信息。

本发明实施例提供的一种PSK光信号接收方法、装置及和PSK光信号接收机，通过从接收到的PSK光信号中获取相干光载波，从而保证了相干光载波与接收到的PSK光信号频率的一致性；进而通过所述获取的相干光载波与接收到的PSK光信号进行相干解调，从而获取发送端发送的信息。与现有技术中基于光锁相环技术所采用的激光器产生的本振光载波LO频率f_LO与发送机激光器的载波f_c之间存在固定的频率差相比，本发明使用接收到的PSK光信号获取相干光载波，即现有技术中提到的经过频率调制的本振光载波LO；从而保证了相干光载波与接收到的PSK光信号频率的一致性，使得整个PSK接收机设计简单，灵敏度高。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以理解：实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如上述方法实施例的步骤，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。