[发明专利]一种基于Kramers-Kronig的集成自相干接收机信号处理方法及系统

说明书

本发明涉及光通信应用技术领域，公开了一种基于Kramers‑Kronig的集成自相干接收机及信号处理方法及系统，接收到的光信号和窄线宽激光器发出的强直流信号分别通过偏振分束器输出两束平行的偏振光，X偏振信号与Y偏振信号，同偏振向的信号分别通过偏振保持光纤耦合器完成合束，从两个偏振保持光纤耦合器分别输出的X偏振与Y偏振信号分别由对应的光电探测器转换为两个电信号，两个电信号分别通过电滤波器滤除带外噪声，最后分别传递给集成模数转换器，得到上采样电信号；上采样电信号依次经过光电前端补偿、KK算法运算、色散补偿、符号判决后得到衡量系统传输结果的误码率；该方法无需进行其他部件连接、调试以及参数设置，操作方便，功率损耗低。

技术领域

本发明涉及光通信应用技术领域，具体涉及一种基于Kramers-Kronig的集成自相干接收机及信号处理方法及系统。

背景技术

数据中心链路容量的扩展促使人们寻求一种新型的接收机结构，它既可以实现标准相干检测的频谱效率和损伤容限，同时应该具备直接检测的简单性和低功耗，当传输的信号满足最小相位条件时，Kramers-Kronig(KK)接收器可以通过希尔伯特关系从信号强度得到信号的相位，即仅仅通过两个探测器可以重构双偏振高速信号，随着KK接收机理论及算法的不断成熟，越来越多的实验结果证明了其在短距离尤其是中短距离的可实用性，然而，基于KK(Kramers-Kronig)算法的通信系统接收端涉及的器件和结构大多千篇一律且体积较大，应用到中短距离光纤通信系统中时获取信息需要经过多次插拔与更换，操作重复且繁琐。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于Kramers-Kronig的集成自相干接收机及信号处理方法及系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于Kramers-Kronig的集成自相干接收机，包括如下步骤：

接收到的光信号和窄线宽激光器发出的强直流信号分别通过偏振分束器输出两束平行的偏振光，X偏振信号与Y偏振信号，同偏振向的信号分别通过偏振保持光纤耦合器完成合束，从两个偏振保持光纤耦合器分别输出的X偏振与Y偏振信号分别由对应的光电探测器转换为两个电信号，两个电信号分别通过电滤波器滤除带外噪声，最后分别传递给集成模数转换器，得到上采样电信号；

上采样电信号依次经过光电前端补偿、KK算法运算、色散补偿、符号判决后得到衡量系统传输结果的误码率。

在本发明中，优选的，在已知接收的光信号的调制格式以及信号速率的情况下，利用要满足的最小相位关系，控制可调谐的窄线宽激光器的中心频率以及输出功率，以保证到达光电探测器的信号满足最小相位条件。

在本发明中，优选的，所述光电探测器采用3dB带宽为50GHz的高速PIN型光电探测器，以更好地适用于高速中短距离通信系统。

在本发明中，优选的，所述电滤波器采用可软件控制的电滤波器，以实现对不同速率的信号进行带外噪声的滤除，从而更好地恢复接收到的电信号。

在本发明中，优选的，所述集成模数转换器采用可软件控制采样率的精密模数转换器，依据需求设置精密模数转换器的采样速率，增加适应性。

在本发明中，优选的，当执行高倍采样时，在后续的KK算法恢复全场信息之后要下采样至两倍，以减少抽头数量，提高算法的运行效率。

在本发明中，优选的，进行光电前端补偿后，利用希尔伯特变换恢复相位信息从而获得全部信息。

在本发明中，优选的，色散补偿后通过自适应均衡器均衡色散补偿后的信号，以补偿信道失真，最后做出符号判决，得到可以衡量系统传输结果的误码率。