[发明专利]波分相干接收装置、数据接收方法和收发系统

说明书

本申请实施例公开了一种波分相干接收装置。该装置包括：光混频器，滤波器组和平衡检测器组。光混频器用于接收光信号和本振光，得到I信号和Q信号。滤波器组包括2N个四端口微环滤波器，用于根据I信号和Q信号得到N组不同波长的I光信号组和N组不同波长的Q光信号组。平衡检测器组包括2N个检测器区，每个检测器区用于根据每个I光信号组或每个Q光信号组得到一个电信号。通过增加四端口微环滤波器，本申请的波分相干接收装置减少了光混频器的数量，提高了波分相干接收装置的集成度。

技术领域

本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种波分相干接收装置、数据接收方法和收发系统。

背景技术

相干调制可以节省光通信系统中的光带宽资源，提升光纤传输效率，是进一步提高传输速率的方式。

与相干调制对应的是相干解调，相干接收机用于对接收到的光信号进行相干解调。具体流程如下：相干接收机通过波分解复用器将接收到的光信号分波为N个单波长的光信号。每个波长的光信号和相同波长的本振光输入90°光混频器，光混频器输出2路I(同相)信号和2路Q(正交)信号。2路I光信号分别输入均衡光电接收器(balanced photodiode，BPD)中的一个PD。2个光电接收器(photodiode，PD)对2路I光信号进行光电转换，得到2路电信号。之后，BPD对2路电信号进行电域信号相减，将相减后的电信号输入跨阻放大器(trans-impedance amplifier，TIA)进行放大，再对放大后的电信号进行后续处理。

其中，当相干接收机接收的光信号是N个波长的信号光时，相干接收机需要N个光混频器。而光混频器的尺寸较大，从而为提升相干接收机的集成度带来挑战。

发明内容

本申请提供了一种波分相干接收装置、数据接收方法和收发系统，可以通过减少光混频器的数量来提高集成度。

本申请第一方面提供了一种波分相干接收装置。该装置可以是相干接收机或相干接收机中的光接收模块。波分相干接收装置包括光混频器，滤波器组和平衡检测器组。光混频器用于接收N波长的光信号和N波长的本振光，得到I(同相)信号和Q(正交)信号，N为大于1的整数，I信号包括第一I光信号和第二I光信号，Q信号包括第一Q光信号和第二Q光信号。滤波器组包括2N个四端口微环滤波器，2N个四端口微环滤波器包括I组滤波器和Q组滤波器，每组滤波器包括N个四端口微环滤波器。I组滤波器中的四端口微环滤波器用于接收第一I光信号和第二I光信号，输出N组不同波长的I光信号组，I光信号组包括第一I光信号和第二I光信号中相同波长的2个单波长光信号。Q组滤波器中的四端口微环滤波器用于接收第一Q光信号和第二Q光信号，输出N组不同波长的Q光信号组，Q光信号组包括第一Q光信号和第二Q光信号中相同波长的2个单波长光信号。平衡检测器组包括2N个检测器区，每个检测器区用于根据每个I光信号组或每个Q光信号组得到一个电信号，2N个检测器区和2N个四端口微环滤波器一一对应。

在本申请的波分相干接收装置中，通过一个光混频器就实现了N个波长的信号光的相干解调。因此，通过增加四端口微环滤波器，可以减少光混频器的数量。并且，四端口微环滤波器的体积一般小于光混频器的尺寸。因此，可以提高波分相干接收装置的集成度。

在第一方面的一种可选方式中，I组滤波器和/或Q组滤波器中的N个四端口微环滤波器共用2个输入端口，N个四端口微环滤波器中的微环级联。其中，通过共用输入端口，可以减少分束器的使用，因此可以降低波分相干接收装置的成本。

在第一方面的一种可选方式中，N个四端口微环滤波器为单微环滤波器，单微环滤波器包括第一波导，N个微环和N个第二波导，N个微环级联，N个第二波导和N个微环一一对应。第一波导的两端为N个四端口微环滤波器的2个输入端口，N个第二波导的两端为N个四端口微环滤波器的2N个输出端口。其中，相比于使用其它种类的微环滤波器，使用单微环滤波器可以进一步提高波分相干接收装置的集成度。