CN102130739A - 信号再生装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通信领域，涉及信号再生装置和方法。本发明提供的一种信号再生装置，包括：分光器、时钟再生模块、第一延迟干涉仪、第一相位调制器、第二相位调制器、第一多通带滤波模块、第二多通带滤波模块和第二延迟干涉仪。第一延迟干涉仪对分光器中分出的一路复用光信号进行延时干涉解调。通过第一相位调制器和第二相位调制器将时钟再生模块再生的时钟信息，调制到延时干涉解调后得到的两路光信号上，使得该两路光信号产生与时钟信息相关的频率啁啾，然后分别通过第一多通带滤波模块和第二多通带滤波模块的多通带失谐滤波滤出，滤出后的信号就是再定时后的信号，经过第二延迟干涉仪后得到再生的复用光信号。本发明方案再定时成本低，能耗低。

Description

信号再生装置和方法

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及信号再生的方法和装置。

背景技术

近年来，随着光通信系统的速率和容量的不断提高，非归零信号(NRZ)和归零信号(RZ)这样传统的开关键控(OOK)码已经不能满足更高的系统要求，各种新型相位调制格式一直是目前研究的热点。在高速大容量的光网络中，差分相移键控调制格式(DPSK)调制格式以其包络恒定、3dB接收端信噪比(SNR)灵敏度的优势，在传输距离、色散容忍度、非线性容忍度、光谱效率等方面极大地优于OOK信号。

DPSK光信号经过长距离的传输后会发生时钟抖动，导致在接收端从DPSK光信号中提取的时钟分量偏差较大，不利于对DPSK信号的解调。现有技术中，一般采用光-电-光转换的方式在链路中对传输的DPSK信号做再生处理，消除时钟时钟抖动到达再定时的目的。现有技术再定时的过程大概为：利用光电探测器(PD)将DPSK光信号转换成电信号，然后从该电信号中分出一部分在电域中进行时钟再生处理，另一部分用于还原DPSK光信号中携带的数据信息，再根据再生的电时钟信号，利用分布式反馈激光器(DFB)重新将还原得到的数据信息转换成DPSK光信号。

但是，现有技术在进行再定时的过程中，由于需要光电光的转换，因此需要消耗大量的电能，而且只有15％～20％的电能是消耗在信号的处理上，80％以上的电能用在散热等非信号处理上。另外，若要采用现有技术中的方案对复用的光信号进行再定时，则需要先对复用的光信号进行解复用，然后对解复用得到的每一信道的光信号采用光-电-光的转换，从而每一信道都需要一个PD和一个DFB，从而导致成本很高。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明提供一种信号再生的方案，能低成本低能耗地实现信号的再生，而且再生后的信号实现了再定时。

本发明实施例提供一种信号再生装置，包括：

分光器，用于接收复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号和第二光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的差分相移键控光信号复用而成的；

时钟再生模块，用于根据所述第一光信号，进行时钟再生，得到电时钟信号；

第一延迟干涉仪，用于接收所述第二光信号，并对所述第二光信号进行1比特的延时干涉解调，得到逻辑互补的第三光信号和第四光信号；

第一相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第三光信号进行相位调制，得到第五光信号；

第二相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第六光信号；

第一多通带滤波模块，用于对第五光信号进行多通带的失谐滤波，得到第七光信号；

第二多通道滤波模块，用于对第六光信号进行多通带的失谐滤波，得到第八光信号；

第二延迟干涉仪，用于将其两个输入端口分别接收到的第七光信号和第八光信号进行1比特的延时干涉解调，得到再生的复用光信号。

本发明实施例还提供一种信号处理的方法，包括：

接收所述复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号和第二光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的差分相移键控光信号复用而成的；

将所述第一光信号进行光电转换，在电域对光电转换得到的电信号进行时钟再生，得到电时钟信号；

对所述第二光信号进行1比特的延时干涉解调，得到逻辑互补的第三光信号和第四光信号；

根据所述电时钟信号，对所述第三光信号进行相位调制，得到第五光信号；

根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第六光信号；

对所述第五光信号进行多通带的失谐滤波，得到第七光信号；对所述第六光信号进行多通带的失谐滤波，得到第八光信号；

将所述第七光信号和所述第八光信号，分别作为1比特延迟干涉仪的两个输入，所述1比特延迟干涉仪输出再生的复用光信号。

本发明实施例还提供一种信号再生装置，包括：

分光器，用于接收复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号、第二光信号和第三光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的四相位差分相移键控光信号复用而成的；

时钟再生模块，用于根据所述第一光信号，进行时钟再生，得到电时钟信号；

第一延迟干涉仪，用于对所述第二光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第四光信号和第五光信号；其中，所述第一延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间，所述第一延迟干涉仪的下臂对经过其的信号产生45°的相移；

第二延迟干涉仪，用于对所述第三光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第六光信号和第七光信号；其中，所述第二延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间，所述第二延迟干涉仪的下臂对经过其的信号产生-45°的相移；

第一相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第八光信号；

第二相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第五光信号进行相位调制，得到第九光信号；

第三相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第六光信号进行相位调制，得到第十光信号；

第四相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第七光信号进行相位调制，得到第十一光信号；

第一多通带滤波模块，用于对所述第八光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十二光信号；

第二多通带滤波模块，用于对所述第九光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十三光信号；

第三多通带滤波模块，用于对所述第十光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十四光信号；

第四多通带滤波模块，用于对所述第十一光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十五光信号；

第三延迟干涉仪，用于将其两个输入端口分别接收到的第十二光信号和第十三光信号，进行延迟干涉解调，得到第十六光信号；其中，所述第三延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特对应的时间；

第四延迟干涉仪，用于将其两个输入端口分别接收到的第十四光信号和第十五光信号，进行延迟干涉解调，得到第十七光信号；其中，所述第四延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特对应的时间；

移相模块，用于将所述第十七光信号移相90°，得到第十八光信号；

合束器，用于将所述第十六光信号和所述第十八光信号进行合束，得到再生的复用光信号。

本发明实施例还提供一种信号再生的方法，包括：

接收复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号、第二光信号和第三光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的四相位差分相移键控光信号复用而成的；

将所述第一光信号进行光电转换，在电域对光电转换得到的电信号进行时钟再生，得到电时钟信号；

用第一延迟干涉仪对所述第二光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第四光信号和第五光信号；其中，所述第一延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特对应的时间，所述第一延迟干涉仪的下臂对经过其的信号产生45°的相移；

用第二延迟干涉仪对所述第三光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第六光信号第七光信号；其中，所述第二延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特对应的时间，所述第二延迟干涉仪的下臂对经过其的信号产生-45°的相移；

根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第八光信号；

根据所述电时钟信号，对所述第五光信号进行相位调制，得到第九光信号；

根据所述电时钟信号，对所述第六光信号进行相位调制，得到第十光信号；

根据所述电时钟信号，对所述第七光信号进行相位调制，得到第十一光信号；

对所述第八光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十二光信号；对所述第九光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十三光信号；对所述第十光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十四光信号；对所述第十一光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十五光信号；

将所述第十二光信号和所述第十三光信号，分别作为第三延迟干涉仪的两个输入，所述第三延迟干涉仪进行干涉解调，输出第十六光信号；其中，所述第三延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间；

将所述第十四光信号和所述第十五光信号，分别作为第四延迟干涉仪的两个输入，所述第四延迟干涉仪进行干涉解调，输出第十七光信号；其中，所述第四延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间；

将所述第十七光信号移相90°，得到第十八光信号；

将所述第十六光信号和所述第十八光信号合束，得到再生的复用光信号。

本发明实施例提供的信号再生的方案，由于在信号再生过程中，通过利用时钟再生得到的电时钟信号进行相位调制，相位调制后的信号已经携带了时钟信息从而实现了同时对多个信道的信号再定时，无需对复用光信号经解复用后的每一信道的信号单独进行再定时，从而使得信号再生的方案的成本很低。另外，在再定时的过程中，无需光-电-光的转换，极大了降低了能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为本发明实施例一提供的信号再生装置的结构示意图；

图1B为本发明实施例一中延迟干涉仪的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的信号再生的方法流程示意图；

图3为本发明实施例二提供的信号再生装置的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的信号再生的方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种信号再生的方案，能同时对复用光信号中所有信道的信号再定时，大大降低了成本。

实施例一

本实施例提供一种信号再生装置，其结构如图1A所示，包括：分光器10、时钟再生模块11、第一延迟干涉仪12、第一相位调制器13、第二相位调制器14、第一多通带滤波模块15、第二多通带滤波模块16和第二延迟干涉仪17。

分光器11，用于接收复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号和第二光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的差分相移键控(DPSK)光信号复用而成的。

时钟再生模块11，用于根据所述第一光信号，进行时钟再生，得到电时钟信号。时钟再生模块11先将第一光信号转换成电信号，然后在电域根据转换得到的电信号进行时钟再生，从而得到电时钟信号。需要说明的是，在电域进行时钟再生是现有技术，本实施例中的时钟再生模块11可以采用现有技术中的时钟再生器件实现。

第一延迟干涉仪12，用于接收所述第二光信号，并对所述第二光信号进行1比特的延时干涉解调，得到逻辑互补的第三光信号和第四光信号。

其中，第一延迟干涉仪12的构造如图1B所示，在本实施例中第一延迟干涉仪12的上臂对经过其的光信号延迟1比特对应的时间。在本发明实施例中，对于利用图1B所示结构的延迟干涉仪对信号进行的延时干涉解调，称之为1比特的延时干涉解调。

第一相位调制器13，用于根据所述电时钟信号，对所述第三光信号进行相位调制，得到第五光信号；第二相位调制器14，用于根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第六光信号。其中，第一相位调制器13和第二相位调制器14在进行相位调制时，所选择的相位变化量一般可以在0°～180°之间选择，但是，为到达最优效果，相位变化量选择90°。

第三光信号和第四光信号经相位调制后，它们的信号频谱得到了展宽并且获得附加的与时钟再生得到的电时钟相关的相位信息，从而使得第五光信号和第六光信号中含有与再生得到的电时钟相关的频率啁啾。

第一多通带滤波模块15，用于对第五光信号进行多通带的失谐滤波，得到第七光信号；第二多通带滤波模块16用于对第六光信号进行多通带的失谐滤波，得到第八光信号。

从前文的描述可以看出，在得到第一光信号、第二光信号、第三光信号、第四光信号、第五光信号和第六光信号的过程中，没有经过解复用，故上述信号都是复用信号，具有与分光器11接收到的复用光信号一样多的信道数。第一多通带滤波模块15和第二多通带滤波模块16的通带数目至少要和分光器11接收到的复用光信号对应的信道数一样。例如，复用光信号是由4个波长信道的信号复用而成的，第一多通带滤波模块15和第二多通带滤波模块16的通带数至少为4。

在本实施例中，经相位调制后得到的第五光信号和第六光信号中包含的频率啁啾，是由于电时钟信号通过相位调制器进行调制产生的，故第五光信号和第六光信号中频率啁啾部分对应的信号就是被再定时后的信号。在本实施例中，就是通过失谐滤波将每个信道对应的频率啁啾部分滤出来。所谓的失谐滤波是相对于普通的滤波器的滤波而言的，对某一信道的信号进行滤波时，普通的滤波器的中心频率和该信道的中心频率对齐，并且该信道的中心频率符合ITU-T标准中的规定，而失谐滤波时则是滤波器的中心频率相对于要进行滤波的信道的中心频率有偏移，偏移的多少即为失谐量。多通带的失谐滤波，就是对复用信号中的每一信道进行失谐滤波。

优选地，第一多通带滤波模块15和第二多通带滤波模块16的每一通带的带宽均为分光器11接收的复用光信号中每个信道的DPSK信号的1.3～1.6倍。

优选地，第一多通带滤波模块15和第二多通带滤波模块16的每一通带的中心频率的失谐量位于40GHz～120GHz范围内。

在本实施例中，第一多通带滤波模块15输出的第七光信号和第二多通带滤波模块16输出的第八光信号都是复用光信号。第一多通带滤波模块15和第二多通带滤波模块16可以采用多通带的滤波器来实现，也可以采用图1A中所示的一个失谐阵列波导光栅和一个标准阵列波导光栅来实现。

第一多通带滤波模块15包括第一失谐阵列波导光栅150和第一标准阵列波导光栅151。第一失谐阵列波导光栅150的多信道输出端口与第一标准阵列波导光栅151的多信道输入端口一一对应相连，第一失谐阵列波导光栅150的复用信号输入端口接收第五光信号，第一标准阵列波导光栅151的复用信号输出端口输出第七光信号。在本发明中，标准阵列波导光栅是市场上通用的器件，它的每个信道的中心频率符合ITU-T标准中的的规定。失谐阵列波导光栅是相对于市场上标准的阵列波导光栅而言的，其每个信道对应的中心频率相对于ITU-T标准中规定的中心频率有偏移。第一失谐阵列波导光栅150，对应的每一个信道的带宽，以及每个信道的中心频率的失谐量，可以参见前文中关于第一多通带滤波模块15的相关描述。在这里，第一失谐阵列波导光栅150的作用就相当于一个多通带的失谐滤波器的作用。

第二多通带滤波模块16包括第二失谐阵列波导光栅160和第二标准阵列波导光栅161。第二失谐阵列波导光栅160的多信道输出端口与第二标准阵列波导光栅161的多信道输入端口一一对应相连，第二失谐阵列波导光栅160的复用信号输入端口接收第六光信号，第二标准阵列波导光栅161的复用信号输出端口输出第八光信号。在本实施例中，第二失谐阵列波导光栅160，对应的每一个信道的带宽，以及每个信道的中心频率的失谐量，可以参见前文中关于第一多通带滤波模块16的相关描述。在这里，第一失谐阵列波导光栅160的作用就相当于一个多通带的失谐滤波器的作用。

在本实施例中，第一失谐阵列波导光栅150和第二失谐阵列波导光栅160分别将各自接收到的复用信号解复用成多个单一信道的信号，由于其每一信道的参数异于标准的阵列波导光栅的参数，故在解复用的过程中，又能起到失谐滤波的作用。第一标准阵列波导光栅151重新将第一失谐阵列波导光栅150输出的信号复用成复用信号输出，第二标准阵列波导光栅161重新将第二失谐阵列波导光栅160输出的信号复用成复用信号输出。在本发明中，因采用了标准的阵列波导光栅进行复用，所以最后输出的复用信号中的每一信道的中心频率，相对于分光器11接收到的复用光信号中的每一信道的中心频率基本上没有变化。当然，采用失谐的阵列波导光栅进行信号的复用也可以，只不过最后输出的复用信号中每一信道的中心频率有所偏移，在一些网络中，也是允许这种情况发生的。

第二延迟干涉仪17，用于将其两个输入端口分别接收到的第七光信号和第八光信号进行1比特的延时干涉解调，得到再生的复用光信号。其中，第二延迟干涉仪17的结构参考图1B所示。再生的复用光信号中每一信道的信号依然是DPSK光信号，并且都是被再定时过的。

从上面的描述可以看出，本实施例提供的信号再生装置，在实现对信号的再定时的过程中，不会先将复用信号解复用然后再去做再定时处理，而是通过相位调制器将时钟信息调制到复用信号上，从而实现再定时，因此，本实施例提供的信号再生装置实现再定时的成本低，方案简单。另外，在将时钟信息还原到信号上去时，无需进行光-电-光的转换，从而极大程度地降低了能耗。

相应地，本实施例还提供一种信号再生的方法，其方法流程如图2所示，该方法包括：

步骤S21：接收所述复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号和第二光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的差分相移键控光(DPSK)信号复用而成的。

步骤S22：将所述第一光信号进行光电转换，在电域对光电转换得到的电信号进行时钟再生，得到电时钟信号。需要说明的是，在电域进行时钟再生是现有技术，可以采用市场上成熟的时钟再生器件来实现。

步骤S23：对所述第二光信号进行1比特的延时干涉解调，得到逻辑互补的第三光信号和第四光信号。在本步骤中，1比特的延时干涉解调可以参见前文中的相关描述。

步骤S24：根据所述电时钟信号，对所述第三光信号进行相位调制，得到第五光信号；根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第六光信号。在本步骤中，在对第三光信号和第四光信号进行相位调制的过程中，选择的相位变化量可以为90°，但是不限于90°。

步骤S25：对所述第五光信号进行多通带的失谐滤波，得到第七光信号；对所述第六光信号进行多通带的失谐滤波，得到第八光信号。在本步骤中提到的多通带的失谐滤波，可以参见前文中的相关描述，此处不再赘述。

步骤S26：将所述第七光信号和所述第八光信号，分别作为1比特延迟干涉仪的两个输入，所述1比特延迟干涉仪输出再生的复用光信号。此再生的复用光信号中的每一信道的信号依然是DQPSK光信号，而且是被再定时过的。

其中，在步骤S25中，对第五光信号和第六光信号进行多通带的失谐滤波过程中，每一通带的带宽均可以为所述复用光信号中每个信道的DPSK光信号的速率的1.3～1.6倍。在对所述第五光信号和第六光信号进行多通带的失谐滤波过程中，每一通带的中心频率的失谐量可以位于40GHz～120GHz范围内。

在步骤S25中，对第五光信号进行多通带的失谐滤波，得到第七光信号具体可以包括：

利用失谐的解复用器件将所述第五光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第五光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第七光信号。其中，失谐的解复用器件可以如前文中提到的失谐阵列波导光栅，标准的复用器件可以如前文中提到的标准阵列波导光栅。

对所述第六光信号进行多通带的失谐滤波，得到第八光信号具体包括：

利用失谐的解复用器件将所述第六光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第六光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第八光信号。

还需要说明的是，步骤S22和S23之间没有先后顺序，可以是同时进行的。

从上面的描述可以看出，本实施例提供的信号再生的方法，在实现对信号的再定时的过程中，不会先将复用信号解复用然后再去做再定时处理，而是采用相位调制的方式将时钟信息调制到复用信号上，从而实现再定时，因此，本实施例提供的信号再生的方法实现再定时的成本低，方案简单。另外，在将时钟信息还原到信号上去时，无需进行光-电-光的转换，从而极大程度地降低了能耗。

实施例2

本实施例是实现对四相位差分相移键控(DQPSK)光信号的再定时，其实现的原理和实施例1中相同，都是通过相位调制器将再生的时钟信息还原到信号上，从而实现再定时。

本实施例提供一种信号再生装置，其结构如图3所示，该装置包括：分光器301、时钟再生模块302、第一延迟干涉仪303、第二延迟干涉仪304、第一相位调制器305、第二相位调制器306、第三相位调制器307、第四相位调制器308、第一多通带滤波模块309、第二多通带滤波模块310、第三多通带滤波模块311、第四多通带滤波模块312、第三延迟干涉仪313、第四延迟干涉仪314、移相模块315和合束器316。

分光器301，用于接收复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号、第二光信号和第三光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的四相位差分相移键控光信号复用而成的。

时钟再生模块302，用于根据所述第一光信号，进行时钟再生，得到电时钟信号。与实施例1中的时钟再生模块11一样，本实施例中的时钟再生模块302可以采用市场上已有的时钟再生器件。

第一延迟干涉仪303，用于对第二光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第四光信号和第五光信号。

第二延迟干涉仪304，用于对第三光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第六光信号和第七光信号。

需要说明的是，本实施例中提到的第一延迟干涉仪303和第二延迟干涉仪304的结构和实施例1中图1B提到的干涉仪的结构大致相同，不同的是：干涉仪的上臂对经过其的信号延迟的时间不同，干涉仪的下臂还会为对经过其的信号产生附加的相移。第一延迟干涉仪303的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间，第一延迟干涉仪303的下臂对经过其的信号产生45°的相移。第二延迟干涉仪304的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间，第二延迟干涉仪304的下臂对经过其的信号产生-45°的相移。

第一相位调制器305，用于根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第八光信号。

第二相位调制器306，用于根据所述电时钟信号，对所述第五光信号进行相位调制，得到第九光信号。

第三相位调制器307，用于根据所述电时钟信号，对所述第六光信号进行相位调制，得到第十光信号。

第四相位调制器308，用于根据所述电时钟信号，对所述第七光信号进行相位调制，得到第十一光信号。

优选地，第一相位调制器305、第二相位调制器306、第三相位调制器307和第四相位调制器308在进行相位调制时，所采用的相位变化量为90°，但是，和实施例1中一样，本实施例中并不限定只为90°。

第一多通带滤波模块309，用于对所述第八光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十二光信号。

第二多通带滤波模块310，用于对所述第九光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十三光信号。

第三多通带滤波模块311，用于对所述第十光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十四光信号。

第四多通带滤波模块312，用于对所述第十一光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十五光信号。

在本实施例中，第一多通带滤波模块309、第二多通带滤波模块310、第三多通带滤波模块311和第四多通带滤波模块312中的参数可以与同实施例1中的相关参数相同。它们的每一通带的带宽可以为分光器301接收的复用光信号中的每一信道的DQPSK光信号的速率的1.3～1.6倍。它们每一通带的中心频率的失谐量为40GHz～120GHz。上述几个多通带滤波模块的参数也可以不限定于上述设计。

第一多通带滤波模块309、第二多通带滤波模块310、第三多通带滤波模块311和第四多通带滤波模块312可以采用多通带的滤波器来实现，可以如图3中所示的那样，每个多通带滤波模块利用一个失谐阵列波导光栅和标准阵列波导光栅来实现。

第一多通带滤波模块309可以包括第一失谐阵列波导光栅3090和第一标准阵列波导光栅3091。第一失谐阵列波导光栅3090的多信道输出端口与第一标准阵列波导光栅3091的多信道输入端口一一对应相连，第一失谐阵列波导光栅3090的复用信号输入端口接收第八光信号，第一标准阵列波导光栅3091的复用信号输出端口输出第十二光信号。

第二多通带滤波模块310可以包括第二失谐阵列波导光栅3100和第二标准阵列波导光栅3101。第二失谐阵列波导光栅3100的多信道输出端口与第二标准阵列波导光栅3101的多信道输入端口一一对应相连，第二失谐阵列波导光栅3100的复用信号输入端口接收第九光信号，第二标准阵列波导光栅3101的复用信号输出端口输出第十三光信号。

第三多通带滤波模块311可以包括第三失谐阵列波导光栅3110和第三标准阵列波导光栅3111。第三失谐阵列波导光栅3110的多信道输出端口与第三标准阵列波导光栅3111的多信道输入端口一一对应相连，第三失谐阵列波导光栅3110的复用信号输入端口接收第十光信号，第三标准阵列波导光栅3111的复用信号输出端口输出第十四光信号。

第四多通带滤波模块312可以包括第四失谐阵列波导光栅3120和第四标准阵列波导光栅3121。第四失谐阵列波导光栅3120的多信道输出端口与第四标准阵列波导光栅3121的多信道输入端口一一对应相连，第四失谐阵列波导光栅3120的复用信号输入端口接收第十一光信号，第四标准阵列波导光栅3121的复用信号输出端口输出第十五光信号。

第三延迟干涉仪313，用于将其两个输入端口分别接收到的第十二光信号和第十三光信号，进行延迟干涉解调，得到第十六光信号。

第四延迟干涉仪314，用于将其两个输入端口分别接收到的第十四光信号和第十五光信号，进行延迟干涉解调，得到第十七光信号。

需要说明的是，本实施例中提到的第三延迟干涉仪313和第四延迟干涉仪314的结构和实施例1中图1B提到的干涉仪的结构大致相同，不同的是：干涉仪的上臂对经过其的信号延迟的时间不同。第三延迟干涉仪313和第四延迟干涉仪314的上臂均是对经过其的信号延迟1波特对应的时间。

移相模块315，用于将所述第十七光信号移相90°，得到第十八光信号；

合束器316，用于将所述第十六光信号和所述第十八光信号进行合束，得到再生的复用光信号。

合束器316得到的再生的复用光信号中的每一个信道的信号依然是DQPSK光信号，而且都是被再定时过的。

从上面的描述可以看出，本实施例提供的信号再生装置，在实现对复用的DQPSK光信号再定时的过程中，不会先将复用的DQPSK光信号解复用然后再去做再定时处理，而是通过相位调制器将时钟信息调制到复用信号上，从而实现再定时，因此，本实施例提供的信号再生装置实现再定时的成本低，方案简单。另外，在将时钟信息还原到信号上去时，无需进行光-电-光的转换，从而极大程度地降低了能耗。

相应地，本实施例还提供一种信号再生的方法，其流程参考图4所示，该方法包括：

步骤S41：接收复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号、第二光信号和第三光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的四相位差分相移键控光信号复用而成的。

步骤S42：将所述第一光信号进行光电转换，在电域对光电转换得到的电信号进行时钟再生，得到电时钟信号。需要说明的是，在电域进行时钟再生是现有技术，可以采用市场上成熟的时钟再生器件来实现。

步骤S43：用第一延迟干涉仪对所述第二光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第四光信号和第五光信号；用第二延迟干涉仪对所述第三光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第六光信号第七光信号。在本步骤中，第一延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特对应的时间，第一延迟干涉仪的下臂对经过其的信号产生45°的相移；第二延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特对应的时间，第二延迟干涉仪的下臂对经过其的信号产生-45°的相移。

步骤S44：根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第八光信号；根据所述电时钟信号，对所述第五光信号进行相位调制，得到第九光信号；根据所述电时钟信号，对所述第六光信号进行相位调制，得到第十光信号；根据所述电时钟信号，对所述第七光信号进行相位调制，得到第十一光信号。在本步骤中，在进行相位调制的过程中，所选择的相位变化量为90°，但是不限于90°。

步骤S45：对所述第八光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十二光信号；对所述第九光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十三光信号；对所述第十光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十四光信号；对所述第十一光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十五光信号。其中，多通带的失谐滤波可以本实施例中信号再生装置部分的相关描述。

步骤S46：将所述第十二光信号和所述第十三光信号，分别作为第三延迟干涉仪的两个输入，所述第三延迟干涉仪进行干涉解调，输出第十六光信号；将所述第十四光信号和所述第十五光信号，分别作为第四延迟干涉仪的两个输入，所述第四延迟干涉仪进行干涉解调，输出第十七光信号。在本步骤中，第三延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间；第四延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间。

步骤S47：将所述第十七光信号移相90°，得到第十八光信号

步骤S48：将所述第十六光信号和所述第十八光信号合束，得到再生的复用光信号。再生的复用光信号中的每一信道的信号依然是DQPSK光信号，并且是被再定时过的。

其中，在步骤S45中，对第八光信号、第九光信号、第十光信号和第十一光信号进行多通带的失谐滤波时，每一通带的带宽均可以为所述复用光信号中每个信道的DQPSK光信号的速率的1.3～1.6倍，每一通带的中心频率的失谐量可以位于40GHz～120GHz范围内。

在步骤S25中，对第八光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十二光信号具体可以包括：

利用失谐的解复用器件将所述第八光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第八光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第十二光信号。其中，失谐的解复用器件可以如前文中提到的失谐阵列波导光栅，标准的复用器件可以如前文中提到的标准阵列波导光栅。

对所述第九光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十三光信号，具体包括：

利用失谐的解复用器件将所述第九光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第九光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第十三光信号。

对所述第十光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十四光信号，具体包括：

利用失谐的解复用器件将所述第十光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第十光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第十四光信号。

对所述第十一光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十五光信号，具体包括：

利用失谐的解复用器件将所述第十一光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第十一光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第十五光信号。

还需要说明的是，步骤S42和S43之间没有先后顺序，可以是同时进行的。

从上面的描述可以看出，本实施例提供的信号再生的方法，在实现对复用的DQPSK光信号的再定时的过程中，不会先将复用的DQPSK光信号解复用然后再去做再定时处理，而是采用相位调制的方式将时钟信息调制到复用信号上，从而实现再定时，因此，本实施例提供的信号再生的方法实现再定时的成本低，方案简单。另外，在将时钟信息还原到信号上去时，无需进行光-电-光的转换，从而极大程度地降低了能耗。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种信号再生装置，其特征在于，所述装置包括：

分光器，用于接收复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号和第二光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的差分相移键控光信号复用而成的；

时钟再生模块，用于根据所述第一光信号，进行时钟再生，得到电时钟信号；

第一延迟干涉仪，用于接收所述第二光信号，并对所述第二光信号进行1比特的延时干涉解调，得到逻辑互补的第三光信号和第四光信号；

第一相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第三光信号进行相位调制，得到第五光信号；

第二相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第六光信号；

第一多通带滤波模块，用于对第五光信号进行多通带的失谐滤波，得到第七光信号；

第二多通道滤波模块，用于对第六光信号进行多通带的失谐滤波，得到第八光信号；

第二延迟干涉仪，用于将其两个输入端口分别接收到的第七光信号和第八光信号进行1比特的延时干涉解调，得到再生的复用光信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一多通带滤波模块和所述第二多通带滤波模块的每一通带的带宽均为所述复用光信号中每个信道的差分相移键控光信号的速率的1.3～1.6倍。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一多通带滤波模块和所述第二多通带滤波模块的每一通带的中心频率的失谐量位于40GHz～120GHz范围内。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第一多通带滤波模块具体包括第一失谐阵列波导光栅和第一标准阵列波导光栅；

第一失谐阵列波导光栅的多信道输出端口与第一标准阵列波导光栅的多信道输入端口一一对应相连，第一失谐阵列波导光栅的复用信号输入端口接收所述第五光信号，第一标准阵列波导光栅的复用信号输出端口输出所述第七光信号。

5.如权利要求2或3任一项所述的装置，其特征在于，所述第二多通带滤波模块具体包括第二失谐阵列波导光栅和第二标准阵列波导光栅；

所述第二失谐阵列波导光栅的多信道输出端口与所述第二标准阵列波导光栅的多信道输入端口一一对应相连，第二失谐阵列波导光栅的复用信号输入端口接收所述第六光信号，第二标准阵列波导光栅的复用信号输出端口输出所述第八光信号。

6.如权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述第一相位调制器和所述第二相位调制器在进行相位调制时，所使用的相位变化量为90度。

7.一种信号再生的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收所述复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号和第二光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的差分相移键控光信号复用而成的；

将所述第一光信号进行光电转换，在电域对光电转换得到的电信号进行时钟再生，得到电时钟信号；

对所述第二光信号进行1比特的延时干涉解调，得到逻辑互补的第三光信号和第四光信号；

根据所述电时钟信号，对所述第三光信号进行相位调制，得到第五光信号；

根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第六光信号；

对所述第五光信号进行多通带的失谐滤波，得到第七光信号；对所述第六光信号进行多通带的失谐滤波，得到第八光信号；

将所述第七光信号和所述第八光信号，分别作为1比特延迟干涉仪的两个输入，所述1比特延迟干涉仪输出再生的复用光信号。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在对所述第五光信号和第六光信号进行多通带的失谐滤波过程中，每一通带的带宽均为所述复用光信号中每个信道的差分相移键控光信号的速率的1.3～1.6倍。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在对所述第五光信号和第六光信号进行多通带的失谐滤波过程中，每一通带的中心频率的失谐量位于40GHz～120GHz范围内。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述对所述第五光信号进行多通带的失谐滤波，得到第七光信号具体包括：

利用失谐的解复用器件将所述第五光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第五光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第七光信号。

11.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述对所述第六光信号进行多通带的失谐滤波，得到第八光信号具体包括：

利用失谐的解复用器件将所述第六光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第六光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第八光信号。

12.如权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，在对所述第三光信号和第四光信号进行相位调制的过程中，所使用的相位变化量为90°。

13.一种信号再生装置，其特征在于，所述装置包括：

分光器，用于接收复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号、第二光信号和第三光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的四相位差分相移键控光信号复用而成的；

时钟再生模块，用于根据所述第一光信号，进行时钟再生，得到电时钟信号；

第一延迟干涉仪，用于对所述第二光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第四光信号和第五光信号；其中，所述第一延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间，所述第一延迟干涉仪的下臂对经过其的信号产生45°的相移；

第二延迟干涉仪，用于对所述第三光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第六光信号和第七光信号；其中，所述第二延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间，所述第二延迟干涉仪的下臂对经过其的信号产生-45°的相移；

第一相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第八光信号；

第二相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第五光信号进行相位调制，得到第九光信号；

第三相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第六光信号进行相位调制，得到第十光信号；

第四相位调制器，用于根据所述电时钟信号，对所述第七光信号进行相位调制，得到第十一光信号；

第一多通带滤波模块，用于对所述第八光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十二光信号；

第二多通带滤波模块，用于对所述第九光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十三光信号；

第三多通带滤波模块，用于对所述第十光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十四光信号；

第四多通带滤波模块，用于对所述第十一光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十五光信号；

第三延迟干涉仪，用于将其两个输入端口分别接收到的第十二光信号和第十三光信号，进行延迟干涉解调，得到第十六光信号；其中，所述第三延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特对应的时间；

第四延迟干涉仪，用于将其两个输入端口分别接收到的第十四光信号和第十五光信号，进行延迟干涉解调，得到第十七光信号；其中，所述第四延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特对应的时间；

移相模块，用于将所述第十七光信号移相90°，得到第十八光信号；

合束器，用于将所述第十六光信号和所述第十八光信号进行合束，得到再生的复用光信号。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一多通带滤波模块、所述第二多通带滤波模块、所述第三多通带滤波模块和所述第第四多通带滤波模块的每一通带的带宽均为所述复用光信号中每个信道的差分相移键控光信号的速率的1.3～1.6倍。

15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一多通带滤波模块、所述第二多通带滤波模块、所述第三多通带滤波模块和所述第四通带滤波模块的每一通带的中心频率的失谐量位于40GHz～120GHz范围内。

16.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述第一多通带滤波模块包括第一失谐阵列波导光栅和第一标准阵列波导光栅；所述第一失谐阵列波导光栅的多信道输出端口与所述第一标准阵列波导光栅的多信道输入端口一一对应相连，所述第一失谐阵列波导光栅的复用信号输入端口接收所述第八光信号，所述第一标准阵列波导光栅的复用信号输出端口输出所述第十二光信号；和/或

所述第二多通带滤波模块包括第二失谐阵列波导光栅和第二标准阵列波导光栅；所述第二失谐阵列波导光栅的多信道输出端口与所述第二标准阵列波导光栅的多信道输入端口一一对应相连，所述第二失谐阵列波导光栅的复用信号输入端口接收所述第九光信号，所述第二标准阵列波导光栅的复用信号输出端口输出所述第十三光信号；和/或

所述第三多通带滤波模块包括第三失谐阵列波导光栅和第三标准阵列波导光栅；所述第三失谐阵列波导光栅的多信道输出端口与所述第三标准阵列波导光栅的多信道输入端口一一对应相连，所述第三失谐阵列波导光栅的复用信号输入端口接收所述第十光信号，所述第三标准阵列波导光栅的复用信号输出端口输出所述第十四光信号；和/或

所述第四多通带滤波模块包括第四失谐阵列波导光栅和第四标准阵列波导光栅；所述第四失谐阵列波导光栅的多信道输出端口与所述第四标准阵列波导光栅的多信道输入端口一一对应相连，所述第四失谐阵列波导光栅的复用信号输入端口接收所述第十一光信号，所述第四标准阵列波导光栅的复用信号输出端口输出所述第十五光信号。

17.如权利要求13至15任一项所述的装置，其特征在于，所述第一相位调制器、所述第二相位调制器、所述第三相位调制器和所述第四相位调制器在进行相位调制时，所使用的相位变化量均为90度。

18.一种信号再生的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收复用光信号，将所述复用光信号分成第一光信号、第二光信号和第三光信号；其中，所述复用光信号是由多个信道的相同速率的四相位差分相移键控光信号复用而成的；

将所述第一光信号进行光电转换，在电域对光电转换得到的电信号进行时钟再生，得到电时钟信号；

用第一延迟干涉仪对所述第二光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第四光信号和第五光信号；其中，所述第一延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特对应的时间，所述第一延迟干涉仪的下臂对经过其的信号产生45°的相移；

用第二延迟干涉仪对所述第三光信号进行干涉解调，得到逻辑互补的第六光信号第七光信号；其中，所述第二延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特对应的时间，所述第二延迟干涉仪的下臂对经过其的信号产生-45°的相移；

根据所述电时钟信号，对所述第四光信号进行相位调制，得到第八光信号；

根据所述电时钟信号，对所述第五光信号进行相位调制，得到第九光信号；

根据所述电时钟信号，对所述第六光信号进行相位调制，得到第十光信号；

根据所述电时钟信号，对所述第七光信号进行相位调制，得到第十一光信号；

对所述第八光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十二光信号；对所述第九光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十三光信号；对所述第十光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十四光信号；对所述第十一光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十五光信号；

将所述第十二光信号和所述第十三光信号，分别作为第三延迟干涉仪的两个输入，所述第三延迟干涉仪进行干涉解调，输出第十六光信号；其中，所述第三延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间；

将所述第十四光信号和所述第十五光信号，分别作为第四延迟干涉仪的两个输入，所述第四延迟干涉仪进行干涉解调，输出第十七光信号；其中，所述第四延迟干涉仪的上臂对经过其的信号延迟1波特所对应的时间；

将所述第十七光信号移相90°，得到第十八光信号；

将所述第十六光信号和所述第十八光信号合束，得到再生的复用光信号。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，在对所述第八光信号、所述第九光信号、所述第十光信号和所述第十一光信号进行多通带的失谐滤波过程中，每一通带的带宽均为所述复用光信号中每个信道的四相位差分相移键控光信号的速率的1.3～1.6倍。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，在对所述第八光信号、所述第九光信号、所述第十光信号和所述第十一光信号进行多通带的失谐滤波过程中，每一通带的中心频率的失谐量位于40GHZ～120GHz范围内。

21.如权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述对所述第八光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十二光信号，具体包括：

利用失谐的解复用器件将所述第八光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第八光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第十二光信号；和/或

所述对所述第九光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十三光信号，具体包括：

利用失谐的解复用器件将所述第九光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第九光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第十三光信号；和/或

所述对所述第十光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十四光信号，具体包括：

利用失谐的解复用器件将所述第十光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第十光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第十四光信号；和/或

所述对所述第十一光信号进行多通带的失谐滤波，得到第十五光信号，具体包括：

利用失谐的解复用器件将所述第十一光信号进行解复用；

利用标准的复用器件将第十一光信号经解复用后得到的信号进行复用，得到所述第十五光信号。

22.如权利要求18至20任一项所述的方法，其特征在于，在对所述第四光信号、所述第五光信号、所述第六光信号和所述第七光信号进行相位调制的过程中，所使用的相位变化量为90°。

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