本发明专利技术公开了一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法及装置，涉及相干光通信领域，该方法包括在发送端对光信号进行差分编码，在接收端对光信号进行解调得到电域复信号；基于模拟均衡器对解调得到的电域复信号进行均衡，得到均衡后的电域复信号；对均衡后的电域复信号进行延迟相干处理，得到差分相干信号；检测差分相干信号并纠正残余相偏，得到NRZ信号并接收。本发明专利技术能够绕开光锁相环或电信号锁相环，并且可以保证信号光电转换的线性特点，便于进行色散补偿。便于进行色散补偿。便于进行色散补偿。
【技术实现步骤摘要】
在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法及装置
[0001]本专利技术涉及相干光通信领域，具体涉及一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法及装置。
技术介绍
[0002]大规模商用的相干光通信技术实际是相干光通信与数字信号处理(Digital Signal Process，简称DSP)的结合体。而数字信号处理一般由以下部分组成：色散补偿
‑
时钟采样误差提取
‑
自适应均衡(完成偏振解复用与偏振模色散补偿)
‑
载波恢复(频差估计与补偿)
‑
载波恢复(相位噪声估计与补偿)
‑
码元判决
‑
差分解码。上述数字相干光通信技术广泛用于100G、400G、800G光通信系统，在长途网、城域网建设中取得了统治地位。
[0003]随着互联网企业的兴起，数据中心间的数据通信成指数增长，而现有的数字相干光通信技术成本过高，且功耗大，带来了巨大的电费消耗成本以及散热要求。同时，由于数据中心间距离较近，所以广泛采用传统直调直检技术互联。但对于80km或超80km的数据中心互联要求，要求使用相干光通信技术。
[0004]现有相干光通信主要的能耗来自于模数转换和数字信号处理，所以将数字信号处理部分变为模拟信号处理或光信号处理可以大幅度降低光模块的功耗，满足发展绿色经济的需要。
[0005]传统的模拟相干光通信采用的一种是锁相环技术，光锁相环技术如图1所示，信号经本征光解调后，对解调信号的相位进行检测，并反馈调节本征激光频率使本征激光与接收光信号相位一致，光信号被解调为NRZ电信号，然后用电信号接收器接收NRZ(Non Return Zero Code，不归零编码)信号；第二种是电锁相环技术，如图2所示，即让本征激光器工作在自由振荡状态，用可调的电频率源对解调电信号进行锁定。上述两种技术，存在的共同问题是，由于相位检测、环路滤波以及电路走线带来的延迟，锁相环带宽较窄，难以跟踪收发端激光器的快速频差变化。
[0006]第三种是延迟差分检测，如图3所示，即延迟信号光一码元，两个相邻信号光码元相干，此种方法由于前后码元都由一个光源发出，不受激光源频差影响，但是，此种相干检测方法无法使用本征激光的放大作用，对未经放大的信号光检测灵敏度很低，而且，此种延迟相干检测相当于前后信号共轭相乘，所以光域到电域(模拟域)的转换是非线性的，导致难以有效补偿色散。
技术实现思路
[0007]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法及装置，能够绕开光锁相环或电信号锁相环，并且可以保证信号光电转换的线性特点，便于进行色散补偿。
[0008]为达到以上目的，本专利技术提供一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法，具体包括以下步骤：
[0009]在发送端对光信号进行差分编码，在接收端对光信号进行解调得到电域复信号；
[0010]基于模拟均衡器对解调得到的电域复信号进行均衡，得到均衡后的电域复信号；
[0011]对均衡后的电域复信号进行延迟相干处理，得到差分相干信号；
[0012]检测差分相干信号并纠正残余相偏，得到NRZ信号并接收。
[0013]在上述技术方案的基础上，所述在接收端对光信号进行解调得到电域复信号，具体为：在接收端采用自由振荡状态的本征激光器对光信号进行解调，得到电域复信号。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述在发送端对光信号进行差分编码，其中，对发送端调制数据信号的差分编码方法为：
[0015][0016][0017]其中，TX(n)表示进行差分编码后的X偏振的调制数据信号，TY(n)表示进行差分编码后的Y偏振的调制数据信号，n表示码元序列号，SX(n)表示发送端X偏振的源信号，SY(n)表示发送端Y偏振的源信号，j表示复数单位，π表示圆周率，exp表示自然常数e为底的指数函数；
[0018]在发送端使用调制数据信号调制出经差分编码的光信号，两个偏振的光信号的表示为：
[0019]Signal_X(t)＝TX(n)exp(j2πf
c
t),当nT≤t＜(n+1)t
[0020]Signal_Y(t)＝TY(n)exp(j2πf
c
t),当nT≤t＜(n+1)t
[0021]其中，Signal_X(t)表示X偏振光信号，Signal_Y(t)表示Y偏振光信号，f
c
表示载波光频率，t表示时间。
[0022]在上述技术方案的基础上，所述模拟均衡器为2
×
2的多抽头复信号均衡器。
[0023]在上述技术方案的基础上，所述基于模拟均衡器对解调得到的电域复信号进行均衡，得到均衡后的电域复信号，具体的执行方式为：
[0024]当nT≤t＜(n+1)t
[0025]当nT≤t＜(n+1)t
[0026]其中，表示模拟均衡器输出的X路均衡后的电域复信号，表示模拟均衡器输出的Y路均衡后的电域复信号，Δf表示频差，Δf＝f
c
‑
f
L
，f
c
表示载波光频率，f
L
表示本征光频率，Φ
X
表示X偏振的相差，Φ
Y
表示Y偏振的相差，T表示码元周期，t表示时间。
[0027]在上述技术方案的基础上，所述对均衡后的电域复信号进行延迟相干处理，得到差分相干信号，，进行延迟相干处理的具体方式为：
[0028][0029]当nT≤t＜(n+1)t
[0030][0031]当nT≤t＜(n+1)t
[0032]其中，表示对进行延迟相干处理后得到的差分相干信号，表示对进行延迟相干处理后得到的差分相干信号，conj表示共轭。
[0033]在上述技术方案的基础上，基于电信号接收器对得到的NRZ信号进行接收。
[0034]在上述技术方案的基础上，所述检测差分相干信号并纠正残余相偏，其中，纠正残余相偏的具体方式为：
[0035][0036]当nT≤t＜(n+1)t
[0037][0038]当nT≤t＜(n+1)t
[0039]其中，表示对进行纠正残余相偏后得到的NRZ信号，表示对进行纠正残余相偏后得到的NRZ信号。
[0040]本专利技术提供一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收装置，包括：
[0041]处理模块，其用于在发送端对光信号进行差分编码，在接收端对光信号进行解调得到电域复信号；
[0042]均衡模块，其用于基于模拟均衡器对解调得到的电域复信号进行均衡，得到均衡后的电域复信号；
[0043]执行模块，其用于对均衡后的电域复信号进行延迟相干处理，得到差分相干信号；
[0044]接收模块，其用于检测差分相干信号并纠正残余相偏，得到NRZ信号并接收。
[0045]在上述技术方案的基础上，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法，其特征在于，具体包括以下步骤：在发送端对光信号进行差分编码，在接收端对光信号进行解调得到电域复信号；基于模拟均衡器对解调得到的电域复信号进行均衡，得到均衡后的电域复信号；对均衡后的电域复信号进行延迟相干处理，得到差分相干信号；检测差分相干信号并纠正残余相偏，得到NRZ信号并接收。2.如权利要求1所述的一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法，其特征在于，所述在接收端对光信号进行解调得到电域复信号，具体为：在接收端采用自由振荡状态的本征激光器对光信号进行解调，得到电域复信号。3.如权利要求1所述的一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法，其特征在于，所述在发送端对光信号进行差分编码，其中，对发送端调制数据信号的差分编码方法为：为：其中，TX(n)表示进行差分编码后的X偏振的调制数据信号，TY(n)表示进行差分编码后的Y偏振的调制数据信号，n表示码元序列号，SX(n)表示发送端X偏振的源信号，SY(n)表示发送端Y偏振的源信号，j表示复数单位，π表示圆周率，exp表示自然常数e为底的指数函数；在发送端使用调制数据信号调制出经差分编码的光信号，两个偏振的光信号的表示为：Signal_X(t)＝TX(n)exp(j2πf
c
t),当nT≤t＜(n+1)tSignal_Y(t)＝TY(n)exp(j2πf
c
t),当nT≤t＜(n+1)t其中，Signal_X(t)表示X偏振光信号，Signal_Y(t)表示Y偏振光信号，f
c
表示载波光频率，t表示时间。4.如权利要求3所述的一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法，其特征在于：所述模拟均衡器为2
×
2的多抽头复信号均衡器。5.如权利要求3所述的一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法，其特征在于，所述基于模拟均衡器对解调得到的电域复信号进行均衡，得到均衡后的电域复信号，具体的执行方式为：当nT≤t＜(n+1)t当nT≤t＜(n+1)t其中，表示模拟...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾韬，江风，罗鸣，贺志学，肖希，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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