[發(fā)明專利]在電域?qū)崿F(xiàn)差分檢測(cè)的模擬相干光通信接收方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210039281.6
• 申請(qǐng)日: 2022-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN114362832B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾韜;江風(fēng);羅鳴;賀志學(xué);肖希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢郵電科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H04B10/61
• 分類號(hào): H04B10/61
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張凱

本發(fā)明公開了一種在電域?qū)崿F(xiàn)差分檢測(cè)的模擬相干光通信接收方法及裝置，涉及相干光通信領(lǐng)域，該方法包括在發(fā)送端對(duì)光信號(hào)進(jìn)行差分編碼，在接收端對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到電域復(fù)信號(hào)；基于模擬均衡器對(duì)解調(diào)得到的電域復(fù)信號(hào)進(jìn)行均衡，得到均衡后的電域復(fù)信號(hào)；對(duì)均衡后的電域復(fù)信號(hào)進(jìn)行延遲相干處理，得到差分相干信號(hào)；檢測(cè)差分相干信號(hào)并糾正殘余相偏，得到NRZ信號(hào)并接收。本發(fā)明能夠繞開光鎖相環(huán)或電信號(hào)鎖相環(huán)，并且可以保證信號(hào)光電轉(zhuǎn)換的線性特點(diǎn)，便于進(jìn)行色散補(bǔ)償。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及相干光通信領(lǐng)域，具體涉及一種在電域?qū)崿F(xiàn)差分檢測(cè)的模擬相干光通信接收方法及裝置。

背景技術(shù)

大規(guī)模商用的相干光通信技術(shù)實(shí)際是相干光通信與數(shù)字信號(hào)處理(DigitalSignal?Process，簡稱DSP)的結(jié)合體。而數(shù)字信號(hào)處理一般由以下部分組成：色散補(bǔ)償-時(shí)鐘采樣誤差提取-自適應(yīng)均衡(完成偏振解復(fù)用與偏振模色散補(bǔ)償)-載波恢復(fù)(頻差估計(jì)與補(bǔ)償)-載波恢復(fù)(相位噪聲估計(jì)與補(bǔ)償)-碼元判決-差分解碼。上述數(shù)字相干光通信技術(shù)廣泛用于100G、400G、800G光通信系統(tǒng)，在長途網(wǎng)、城域網(wǎng)建設(shè)中取得了統(tǒng)治地位。

隨著互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的興起，數(shù)據(jù)中心間的數(shù)據(jù)通信成指數(shù)增長，而現(xiàn)有的數(shù)字相干光通信技術(shù)成本過高，且功耗大，帶來了巨大的電費(fèi)消耗成本以及散熱要求。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)中心間距離較近，所以廣泛采用傳統(tǒng)直調(diào)直檢技術(shù)互聯(lián)。但對(duì)于80km或超80km的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)要求，要求使用相干光通信技術(shù)。

現(xiàn)有相干光通信主要的能耗來自于模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號(hào)處理，所以將數(shù)字信號(hào)處理部分變?yōu)槟M信號(hào)處理或光信號(hào)處理可以大幅度降低光模塊的功耗，滿足發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的需要。

傳統(tǒng)的模擬相干光通信采用的一種是鎖相環(huán)技術(shù)，光鎖相環(huán)技術(shù)如圖1所示，信號(hào)經(jīng)本征光解調(diào)后，對(duì)解調(diào)信號(hào)的相位進(jìn)行檢測(cè)，并反饋調(diào)節(jié)本征激光頻率使本征激光與接收光信號(hào)相位一致，光信號(hào)被解調(diào)為NRZ電信號(hào)，然后用電信號(hào)接收器接收NRZ(Non?ReturnZero?Code，不歸零編碼)信號(hào)；第二種是電鎖相環(huán)技術(shù)，如圖2所示，即讓本征激光器工作在自由振蕩狀態(tài)，用可調(diào)的電頻率源對(duì)解調(diào)電信號(hào)進(jìn)行鎖定。上述兩種技術(shù)，存在的共同問題是，由于相位檢測(cè)、環(huán)路濾波以及電路走線帶來的延遲，鎖相環(huán)帶寬較窄，難以跟蹤收發(fā)端激光器的快速頻差變化。

第三種是延遲差分檢測(cè)，如圖3所示，即延遲信號(hào)光一碼元，兩個(gè)相鄰信號(hào)光碼元相干，此種方法由于前后碼元都由一個(gè)光源發(fā)出，不受激光源頻差影響，但是，此種相干檢測(cè)方法無法使用本征激光的放大作用，對(duì)未經(jīng)放大的信號(hào)光檢測(cè)靈敏度很低，而且，此種延遲相干檢測(cè)相當(dāng)于前后信號(hào)共軛相乘，所以光域到電域(模擬域)的轉(zhuǎn)換是非線性的，導(dǎo)致難以有效補(bǔ)償色散。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種在電域?qū)崿F(xiàn)差分檢測(cè)的模擬相干光通信接收方法及裝置，能夠繞開光鎖相環(huán)或電信號(hào)鎖相環(huán)，并且可以保證信號(hào)光電轉(zhuǎn)換的線性特點(diǎn)，便于進(jìn)行色散補(bǔ)償。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供一種在電域?qū)崿F(xiàn)差分檢測(cè)的模擬相干光通信接收方法，具體包括以下步驟：

在發(fā)送端對(duì)光信號(hào)進(jìn)行差分編碼，在接收端對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到電域復(fù)信號(hào)；

基于模擬均衡器對(duì)解調(diào)得到的電域復(fù)信號(hào)進(jìn)行均衡，得到均衡后的電域復(fù)信號(hào)；

對(duì)均衡后的電域復(fù)信號(hào)進(jìn)行延遲相干處理，得到差分相干信號(hào)；

檢測(cè)差分相干信號(hào)并糾正殘余相偏，得到NRZ信號(hào)并接收。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述在接收端對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到電域復(fù)信號(hào)，具體為：在接收端采用自由振蕩狀態(tài)的本征激光器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到電域復(fù)信號(hào)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述在發(fā)送端對(duì)光信號(hào)進(jìn)行差分編碼，其中，對(duì)發(fā)送端調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)的差分編碼方法為：