[发明专利]光信号接收装置、方法及具有该装置的相干光传输系统

说明书

本发明公开了一种光信号接收装置、方法及具有该装置的相干光传输系统，涉及相干光传输系统领域。该光信号接收装置包括：一个本地激光器、两个偏振分束器、两个偏振合束器、两个光电探测器、两个模数转换器以及一个数字信号处理单元。其中，该数字信号处理单元包括自拍频噪声消除模块和相位噪声补偿模块；自拍频噪声消除模块，用于消除由于信号的自拍频对系统性能带来的影响；相位噪声补偿模块，用于利用相位噪声补偿算法消除信号的相位噪声。本发明能够解决现有相干光传输系统中激光器高成本的问题。

技术领域

本发明涉及相干光传输系统领域，具体来讲是一种光信号接收装置、方法及具有该装置的相干光传输系统。

背景技术

由于在城域网传输中持续的带宽增长以及各种数据中心之间的高速数据互联导致在中短距离传输中对系统的传输容量、传输距离进一步提高，因而相干光技术运用于中短距离光传输系统得到广泛研究。

现有的相干光传输系统中，光信号发送装置和光信号接收装置中都需要有一个激光器，光信号发送装置中的激光器作为发送激光器，光信号接收装置中的本地激光器作为本振激光器。然而，传统相干光传输由于其对相位噪声较为敏感，实际使用中一般只能采用较为昂贵的具有较小线宽的激光器，这无疑使得相干光传输系统的成本增加。另一方面，虽然相干接收机已经商用，但对于中短距离传输其成本仍然较高。再一方面，直调直检光传输系统虽然可以采用成本较低的激光器，例如分布式反馈激光器(Distributed Feed Back，DFB)，但是其受限于色散等因素，传输性能无法保障，导致传输距离有限。

因此，如何解决现有相干光传输系统中激光器高成本的问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种光信号接收装置、方法及具有该装置的相干光传输系统，能够解决现有相干光传输系统中激光器高成本的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：提供一种光信号接收装置，包括：

一个本地激光器，用于产生本振光；

两个偏振分束器，一个偏振分束器用于将接收到载波抑制的双偏振强度调制光信号分束为x偏振接收光信号和y偏振接收光信号；另一个偏振分束器用于将本地激光器产生的本振光分束为x偏振本振光和y偏振本振光；

两个偏振合束器，一个偏振合束器用于将x偏振接收光信号和x偏振本振光进行耦合，得到携带x偏振本振光载波的x偏振接收光信号；另一个偏振合束器用于将y偏振接收光信号和y偏振本振光进行耦合，得到携带y偏振本振光载波的y偏振接收光信号；

两个光电探测器，一个光电探测器用于将携带x偏振本振光载波的x偏振接收光信号转换为x偏振接收电信号；另一个光电探测器用于将携带y偏振本振光载波的y偏振接收光信号转换为y偏振接收电信号；

两个模数转换器，分别用于将x偏振接收电信号、y偏振接收电信号转换为相应数字信号；

以及一个数字信号处理单元，包括：自拍频噪声消除模块，用于消除由于信号的自拍频对系统性能带来的影响；相位噪声补偿模块，用于利用相位噪声补偿算法消除信号的相位噪声。

在上述技术方案的基础上，所述自拍频噪声消除模块，消除由于信号的自拍频对系统性能带来的影响的具体实现流程包括：

1)计算x偏振恢复信号、y偏振恢复信号的幅度a_x,y(n)，计算公式为：

式中，r_x,y(n)表示经过模数转换器后得到的x偏振接收电信号、y偏振接收电信号；

2)计算x偏振恢复信号、y偏振恢复信号的相位计算公式为：