[发明专利]一种相干检测方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种相干检测方法、装置及系统，涉及光纤通信领域，所述方法包括：接收发射端传输的强度调制光信号，其中，所述强度调制光信号是所述发射端对原始信号进行强度调制而得到的；对本振光信号进行相位调制，得到相位调制本振光信号；将所述强度调制光信号和所述相位调制本振光信号进行混合后依次进行光电探测、模数转换和数字信号接收处理，以恢复出原始信号。通过相位调制本振光，避免了相位分集的零差检测，只需要一对平衡探测器便可以得到信号的IQ分量，降低了系统设备成本，同时采用强度调制光信号，避免后续的载波恢复算法，降低了系统复杂度。

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，尤其涉及一种相干检测方法、装置及系统。

背景技术

随着智能终端设备以及数据业务的爆炸式增长，用户对带宽的需求越来越高。光纤接入作为主流接入方式，具有满足用户高带宽需求的潜力。

由于相干检测可以获得比直接检测更高的灵敏度，因此在未来相干检测将被广泛地应用在无源接入网中。

传统的相干检测系统可以用于幅度和相位的同时解调，其系统结构复杂，需要多对平衡探测器(或平衡接收机)以实现相位分集、偏振分集接收，同时需要额外的数字信号处理过程(Digital Signal Processing，DSP)用以消除相位噪声、实现载波恢复等。以上这些问题导致相干光通信不能满足短距离通信对于传输成本的要求。

传统的相干检测主要分为两种：零差检测以及外差检测。零差相干检测一般被应用在核心传输网当中，而外差检测则更多被用于光和无线的混合网络中。

零差检测系统要求信号光与本振光的激光源频率相同，其优势在于对器件的带宽需求较低，但是其需要在接收端使用两对平衡探测器才能恢复出基带信号，大大增加了设备成本。如图1所示，一个相位分集零差接收系统中，信号光与本振光在通过90°混合器后分为两路分别送入两对平衡探测器，它们完成光电转换后直接输出信号的同相分量以及正交分量。

对于外差检测系统，如图2a所示，其所需要的平衡探测器数目仅为零差检测的一半，并且不需要使用90°混合器，虽然其不需要做相位分集，但是由于探测器直接输出的信号仍处在中频，在电域仍需要进行下变频以获得基带信号，相当于增加了系统的复杂度。图2b展示了数字下变频的过程，对接收到的中频信号分别乘上一个载波以及相移过90°的载波，并且经过低通滤波即可得到基带信号的同相分量I以及正交分量Q。

图3所示的是单偏振态接收情况下的相干检测的数字信号处理过程，依次包括IQ正交化、时钟恢复、色散补偿、频偏恢复、相位估计和判决输出。由于相干检测能够获得信号的幅度信息以及相位信息，因此系统中产生的相位噪声会对接收信号产生严重的影响。相位噪声往往是收发端激光器的频率偏差以及线宽导致的，所以在后续数字信号处理过程中需要进行频偏恢复以及相位估计等载波恢复算法以恢复出原始信号。

伴随着相干检测技术的愈发成熟，如何降低成本成为了一大研究热点，不但要求在光域上系统结构简单，也要求在数字域上信号处理过程尽可能减少且复杂度低。

综上所述，为了应对上述接入网场景下的相干检测系统的成本问题，迫切需求一种设备成本低、系统复杂度低的相干检测方案。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种相干检测方法、装置及系统，解决传统相干检测系统设备成本高、系统复杂度高的问题。

本发明实施例提供了一种相干检测方法，所述方法包括：接收发射端传输的强度调制光信号，其中，所述强度调制光信号是所述发射端对原始信号进行强度调制而得到的；对本振光信号进行相位调制，得到相位调制本振光信号；将所述强度调制光信号和所述相位调制本振光信号进行混合后依次进行光电探测、模数转换和数字信号接收处理，以恢复出原始信号。