[发明专利]一种相干信号收发方法、装置及相干无源光网络系统

说明书

一种相干信号收发方法、装置及相干无源光网络系统，涉及无源光网络领域，系统包括相干信号发送装置和相干信号接收装置，相干信号发送装置将宽线宽光源装置的光信号分为光强度相同的两路，每路作为一个光强度调制器的光载波，通过电驱动信号驱动所述光强度调制器进行光信号调制，两路调制后的光信号经过偏振合束后，发送给光分布网络；相干信号接收装置将本振光和接收的光信号都分成相互垂直的X偏振光和Y偏振光，且本振光分成的X偏振光和Y偏振光的光场强度相等；将两束X偏振光混频，两束Y偏振光混频，混频后输出的光信号各由一个单端光电探测器探测，经跨阻放大和隔直后，通过包络检测进行信号恢复。本发明可以降低相干光检测的总体成本。

技术领域

本发明涉及无源光网络领域，具体涉及一种相干信号收发方法、装置及相干无源光网络系统。

背景技术

在长距离光传输领域，相干光检测已经逐步取代直接检测并成为主流的光传送网技术。图1显示了100Gb/sDP-QPSK(Dual-PolarizationQuadrature Phase-Shit Keying，双偏振正交相移键控)调制相干光收发系统的示意框图，其中包括：波长可调的窄线宽ECL(External Cavity Laser，外腔激光器)、50:50Splitter(50:50分光器)、Driver(信号驱动器)、DP-IQ-Modulator(Dual-PolarizationIQ-Modulator，双偏振IQ调制器)、ICR(Integrated Coherent Receiver，集成相干接收机)、以及数字收发ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit，专用集成电路)芯片。波长可调的窄线宽ECL可以同时作为光信号载波以及相干检测用本地振荡器(产生本振光源)，DP-IQ-Modulator用于产生发送DP-QPSK信号，ICR用于接收DP-QPSK信号并进行检测，数字收发ASIC芯片用于数字信号的发送与数字信号的恢复。

图2显示了DP-IQ-Modulator的结构框图，其包括：四个双臂马赫曾德调制器(Mach-Zehnder modulator，马赫曾德调制器)、两个90°shift(90度移相器)以及一个PBC(Polarization Beam Combiner，偏振合束器)。图2中光载波CW(Continuous Wave，连续光源)通常对应相干光检测系统中的ECL经Splitter后的其中一路信号，而ECL经Splitter后的另一路信号作为相干检测的本振光源。图2中，Output表示输出的偏振复用幅度/相位调制光信号。

基于相干光检测的单通道100-Gb/s DP-QPSK方案已经拥有广泛的产业链支持。但是在光接入技术领域，相干光检测一直没有得到业界认可，其主要原因是较高的成本、尺寸以及功耗。具体的，相干光检测的缺点体现在以下几个方面：

1)必须采用窄线宽光源，光源波长的波动范围在+/-0.01nm内，控制精度高，增加了成本。

2)ICR的复杂度较高，如图3所示，其中包括两个PBS(Polarization BeamSplitter，偏振分束器)、两个4输出光端口的90度Optical Hybrid(光混频器)、四个BPD(Balanced Photo Detector，平衡探测器)、以及四个TIA(Trans-Impedance Amplifier，跨阻放大器)。图3中本振光源通常对应相干光检测系统中的ECL经50:50Splitter后的其中一路信号，而ECL经50:50Splitter后的另一路信号作为发送用光载波。

3)在接收端，数字信号处理需要包括频偏/相位估计与补偿，同时需要将频偏估算值反馈至VCO(Voltage-Controlled Oscillator，压控震荡器)来控制本振光源的频率值。

综上所述，现有相干光检测方案总体成本较高，不适合广泛使用。

发明内容