基于相干接收技术的无源光网络结构及信号相干检测方法

摘要

本发明公开了一种基于相干接收技术的无源光网络结构及信号相干检测方法，涉及无源光网络的相干检测技术领域。该系统ONU上的相干接收机包括本地振荡器、光耦合器、光电探测器和信号恢复模块；OLT上设置有与相干接收机配合的强度信号调制发送模块；所述无源光网络结构进行信号相干检测时，强度信号调制发送模块将强度信号采用X/Y偏振交错的方式调制为光信号后，发送至光耦合器；光耦合器采用外差检测的方式将接收的光信号与本地光源耦合；耦合后的信号经光电探测器进行经光电探测后，发送至信号恢复模块进行信号恢复。本发明不仅能够简化无源光网络的相干检测过程、降低无源光网络的制备成本，而且能够保留相干无源光网络本身的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及无源光网络的相干检测技术领域，具体涉及一种基于 相干接收技术的无源光网络结构及信号相干检测方法。

背景技术

基于相干检测技术的无源光网络系统具有功率预算大、接入速率 高、通道灵活可调等优点。相干ONU(OpticalNetworkUnit，光网络 单元)作为无源光网络系统的重要组成部分，其成本是决定相干无源 光网络成败的关键因素。

基于相干检测技术的无源光网络系统进行相干检测时，只需对无 源光网络下行信号中仅包含的一个偏振态信号进行检测。若采用传统 的能够支持偏振复用信号检测的集成相干接收机进行检测，则检测过 程比较复杂，检测成本也较高。因此，需要提出一种简单有效的相干 检测方式来推动相干无源光网络系统的产业化发展。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：简化无 源光网络系统的相干检测过程，降低无源光网络系统的成本；与此同 时，本发明还能够保留相干无源光网络本身的优点。

为达到以上目的，本发明提供的基于相干接收技术的无源光网络 结构，包括OLT和ONU，ONU上设置有相干接收机，相干接收机 包括本地振荡器、以及顺次相连的光耦合器、光电探测器和信号恢复 模块，本地振荡器与光耦合器相连；所述OLT上设置有与相干接收 机配合的强度信号调制发送模块；

所述无源光网络结构进行信号相干检测时，强度信号调制发送模 块将强度信号采用X/Y偏振交错的方式调制为光信号后，发送至光 耦合器；光耦合器采用外差检测的方式将接收的光信号与本地光源耦 合；耦合后的信号经光电探测器进行经光电探测后，发送至信号恢复 模块进行信号恢复。

在上述技术方案的基础上，所述强度信号调制发送模块将强度信 号采用X/Y偏振交错的方式调制为光信号的具体流程为：强度信号 调制发送模块顺次发送每个强度信号，每个强度信号发送时，先调制 该强度信号在X偏振上的信号，再调制该强度信号在Y偏振上的信 号。

在上述技术方案的基础上，所述外差检测的方式为：接收的光信 号的载波波长与本地光源的波长间隔大于或等于光信号的光带宽。

在上述技术方案的基础上，所述信号恢复模块包括相连的延时器 和加法器，所述信号恢复模块进行信号恢复时，所述延时器将光电探 测后的信号延时1个符号周期，延时后的信号与所述光电探测后的信 号通过加法器进行相加运算，相加运算后的结果即为后续的信号恢复 的来源。

在上述技术方案的基础上，所述强度信号调制发送模块采用双偏 振的强度调制器。

在上述技术方案的基础上，所述光耦合器的信噪比为3dB。

本发明提供的用于上述基于相干接收技术的无源光网络结构的 信号相干检测方法，包括以下步骤：

S1：强度信号调制发送模块将强度信号采用X/Y偏振交错的方 式调制为光信号后，发送至光耦合器，转到S2；

S2：光耦合器采用外差检测的方式将接收的光信号与本地光源耦 合；耦合后的信号经光电探测器进行经光电探测后，发送至信号恢复 模块进行信号恢复，转到S3；

S3：信号恢复模块将光电探测后的信号延时1个符号周期，并将 延时后的信号与所述光电探测后的信号进行相加运算，相加运算后的 结果即为后续的信号恢复的来源。

在上述技术方案的基础上，S1中所述强度信号调制发送模块将 强度信号采用X/Y偏振交错的方式调制为光信号时，具体包括以下 流程：强度信号调制发送模块顺次发送每个强度信号，每个强度信号 发送时，先调制该强度信号在X偏振上的信号，再调制该强度信号 在Y偏振上的信号。

在上述技术方案的基础上，定义S1中需要发送的强度信号为n 个：S1、S2…Sn，所述强度信号调制发送模块将强度信号采用X/Y 偏振交错的方式调制为光信号时，在X偏振上调制如下信号：[S1x， 0,S2x,0…Snx,0]，在Y偏振上调制如下信号：[0，S1y，0,S2y,…0， Sny]。

在上述技术方案的基础上，S2中所述外差检测的方式为：接收 的光信号的载波波长与本地光源的波长间隔大于或等于光信号的光 带宽。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

与现有技术中传统的集成相干接收机相比，本发明将强度信号通 过X/Y偏振交错的方式调制，在此基础上，本发明只需要使用1个 光耦合器与1个光电探测器，即可完成信号的相干检测，其相干检测 对检测光信号的偏振态不敏感。该检测过程比较简单，而且制造成本 较低，进而极大的降低了ONU的成本；与此同时，本发明还能够保 留相干无源光网络的优点，例如：功率预算大、接入速率高、通道灵 活可调等。

附图说明

图1为本发明实施例中相干接收机的连接框图；

图2为本发明实施例中强度信号调制发送模块发送信号的示意 图；

图3为信号恢复模块的连接框图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中的基于相干接收技术的无源光网络结构，包括 OLT(opticallineterminal，光线路终端)和ONU，ONU上设置有相 干接收机，OLT上设置有与相干接收机配合的强度信号调制发送模 块，强度信号调制发送模块可采用双偏振的强度调制器。

参见图1所示，相干接收机包括本地振荡器、以及顺次相连的光 耦合器(光耦合器的信噪比可以为3dB)、光电探测器和信号恢复模 块，本地振荡器与光耦合器相连。参见图2所示，信号恢复模块包括 相连的延时器和加法器。

本发明实施例中的基于相干接收技术的无源光网络结构的信号 相干检测方法，包括以下步骤：

S1：强度信号调制发送模块将强度信号采用X/Y偏振交错的方 式调制为光信号后，发送至光耦合器，转到S2。

S1中强度信号调制发送模块将强度信号采用X/Y偏振交错的方 式调制为光信号时，具体流程为：强度信号调制发送模块顺次发送每 个强度信号，每个强度信号发送时，先调制该强度信号在X偏振上 的信号，再调制该强度信号在Y偏振上的信号。

S1举例如下：参见图3所示，定义需要发送的强度信号为S1， S2…Sn，在第一时间发送S1在X偏振上的信号S1x，在第二时间发 送S1在Y偏振上的信号S1y；在第三时间发送S2在X偏振上的信 号S2x，在第四时间发送S2在Y偏振上的信号S2y…，在第n-1时 间发送Sn在X偏振上的信号Snx，在第n时间发送Sn在Y偏振上 的信号Sny。即强度信号调制发送模块在X偏振上调制如下信号： [S1x，0,S2x,0…Snx,0]，在Y偏振上调制如下信号：[0，S1y，0, S2y,…0，Sny]。

S2：光耦合器采用外差检测的方式将接收的光信号与本地光源耦 合。外差检测的方式为：接收的光信号的载波波长与本地光源的波长 间隔大于或等于光信号的光带宽。耦合后的信号经光电探测器进行经 光电探测后，发送至信号恢复模块进行信号恢复，转到S3。

S3：参见图2所示，信号恢复模块的延时器将光电探测后的信号 S(t)延时1个符号周期，延时后的信号S(t-1)与光电探测后的信 号S(t)通过加法器进行相加运算，相加运算后的结果即为后续的信 号恢复的来源。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细 描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。