CN102638312A - 基于正交参考符号的相干光接收方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于正交参考符号的相干光接收方法和装置，涉及光通信领域，方法包括步骤：产生一组强度相同、相互正交的正交参考符号；将输入光信号等分后，分别与所产生的正交参考符号混频，利用光学相干特性，将输入光信号的调制特征映射到正交参考符号所构建的正交参考空间；混频后产生的各路光信号经光电转换和模数转换处理，转换为时间离散、幅度量化的数字信号；对转换的数字信号进行分析和处理，恢复和提取接收光信号中所承载的数据。本发明避免了在光域对所接收的光信号调制维度上的多次分离处理，减小了对输入光信号的额外损伤，提高了所接收光信号的质量，简化了传输链路设计，降低了系统成本。

Description

基于正交参考符号的相干光接收方法和装置

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种基于正交参考符号的相干光接收方法和装置。

背景技术

随着社会信息化进程的不断推进，现有的光传输系统无法满足日益增长的互连速率需求，迫切要求进一步提升系统传输容量。基于光波长频率分割复用的光传输系统，光纤损耗窗口所导致的可用带宽限制和光传输通道光器件级联所引起的窄带滤波效应，要求光传输的频谱效率最大化。若采用二进制调制格式，传输速率的提升势必导致基带带宽增大，传输通道上的色度色散、偏振模色散、光纤非线性效应、光器件级联窄带滤波效应、光电器件因制作工艺不完美而存在的缺陷以及相邻通道间串扰等，均会导致对光信号的影响加剧，频谱效率和光纤容量无法得到提升。这要求光传输系统充分利用光信号的可调制维度(功率强度、频率、相位、偏振态)来承载数据。充分利用光信号的可调制维度，在一个调制符号上承载多个比特信息，可有效提高频谱效率，降低符号发送的波特率，减小基带带宽及与之相关的色度色散和偏振模色散，减小对传输通道和光电器件带宽的要求。

然而，由于光接收机目前所采用的光电二极管仅对光功率强度敏感，其它维度上的调制信息无法由光电二极管直接转换为电信号。为了将包含相位调制信息的多维调制信息转换为功率强度信息，目前的实现方法一般为：采用光学滤波器件将所接收的多维度调制光信号的频率、偏振态等调制维度信息在多个导波空间上逐一分离，分离所得的各路光信号通过延时自相干，实现光相位调制信息到光功率强度的转换，或分别与具有相同频率和偏振态的本振光信号通过90°混频器混频，实现光相位调制信息到光功率强度的转换。由于该方法在光域对所接收的光信号在多个调制维度进行了多次分离处理，不可避免地会引入额外的信号损伤，导致所接收光信号质量进一步恶化。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于正交参考符号的相干光接收方法和装置，避免了在光域对所接收的光信号调制维度上的多次分离处理，减小了对输入光信号的额外损伤，提高了所接收光信号的质量，简化了传输链路设计，降低了系统成本。

本发明提供的基于正交参考符号的相干光接收方法，包括以下步骤：S1、产生一组强度相同、相互正交的正交参考符号；S2、将输入光信号等分后，分别与所产生的正交参考符号混频，利用光学相干特性，将输入光信号的调制特征映射到正交参考符号所构建的正交参考空间；S3、混频后产生的各路光信号经光电转换和模数转换处理，转换为时间离散、幅度量化的数字信号；S4、对转换的数字信号进行分析和处理，恢复和提取接收光信号中所承载的数据。

在上述技术方案中，步骤S1中产生的一组正交参考符号中任意两个不同的参考符号在导波空间、波长频率、偏振态、相位中至少一个维度上不满足相干条件或单位周期内的卷积为零。

在上述技术方案中，所述导波空间的正交性包括同一光纤或光纤束中的不同纤芯、同一自由空间或波导中不产生相干的光传播路径；波长频率的正交性包括光正交频分复用系统的各子载波和波分复用系统的各波长通道；偏振态的正交性包括两相互正交的偏振态；相位正交性包括相对同一参考频率相差90°相位的两个相位分量。

在上述技术方案中，步骤S1中产生的一组正交参考符号的调制维度涵盖输入光信号的调制维度。

基于上述相干光接收方法，本发明还提供一种基于正交参考符号的相干光接收装置，包括顺次相连的正交参考符号生成单元、光耦合混频单元、光电模数转换单元和数字信号处理单元，所述正交参考符号生成单元用于：产生一组N路强度相同、相互正交、维度涵盖输入光信号调制维度的正交参考符号，该组正交参考符号中任意两个不同的参考符号在频率、偏振态、相位等至少一个维度上不满足相干条件，或单位周期内的卷积为零；所述光耦合混频单元用于：将输入光信号等分后，分别与正交参考符号混频，产生N组混频光信号，通过光学相干将输入光信号的调制信息转换为混频光信号的强度信息，将输入光信号映射到正交参考符号所构成的正交坐标系中；所述光电模数转换单元用于：对各支路混频光信号进行光电转换和模数转换，先将混频光信号按照光功率强度比例转换为模拟电信号，再将模拟电信号离散量化为数字信号；所述数字信号处理单元用于：对转换的数字信号进行分析和处理，补偿传输损伤并恢复载波符号，提取所承载的数据信息。

在上述技术方案中，所述正交参考符号生成单元包括参考光源、光分波器、多路并行的调制器以及N个第一光输出端口，N为自然数，参考光源发出的光信号经光分波器等分为N路，各支路上光信号由一个或多个不同维度的调制器调制为强度相同、相互正交的参考光信号，分别经由N个第一光输出端口输出。

在上述技术方案中，所述正交参考符号生成单元中的参考光源采用单一光源集中或多个光源分布式提供实现。

在上述技术方案中，所述光耦合混频单元包括至少一个第一光输入端口、至少N个第二光输入端口、至少一个光分波器、N个混频器以及至少N个第二光输出端口，光耦合混频单元的N个第二光输入端口分别与正交参考信号生成单元的N个第一光输出端口相连，引入正交参考信号生成单元所产生的N路正交参考符号；第一光输入端口引入接收端光输入信号，经光分波器等分为N路后，经N个混频器分别与N个第二光输入端口引入的正交参考符号混频，产生N组混频光信号，混频后的光信号由N个第二光输出端口输出。

在上述技术方案中，所述光电模数转换单元包括至少N个第三光输入端口、N个由光电转换器和模数转换器串联而成的并行支路、以及至少N个电输出端口，光电模数转换单元的N个第三光输入端口分别与光耦合混频单元的N个第二光输出端口相连，引入混频后的光信号，N个并行支路依次完成光电转换和模数转换，光电转换器将混频光信号按照光功率强度比例转换为模拟电信号，模数转换器将模拟电信号离散量化为数字信号，N路数字信号经由N个电输出端口输出。

在上述技术方案中，所述数字信号处理单元包括至少N个电输入端口和一个数据输出端口，数字信号处理单元的N个电输入端口分别与光电模数转换单元的N个电输出端口相连，引入转换来的N路数字信号，数字信号处理单元对输入的N路数字信号进行分析和处理，将输入光信号所承载的调制信息映射到正交参考符号所构建的正交空间，估计传输通道函数及其反函数，补偿光信号在传输过程中的各种损伤，恢复传输光信号的调制符号，提取输入光信号所承载的数据。

在上述技术方案中，所述正交参考符号生成单元包括N个正交参考符号支路，每个正交参考符号支路包括正交调制维度A、B、C，参考光源发出的光信号经过一个光分波器等分为8路，分别采用标号0、1、2、3、4、5、6、7标示，每一路光信号经过三个不同维度的光调制器后产生8个不同且相互正交的参考符号，各调制器和所产生的正交参考符号分别以对应的支路标号区分：纵向上，正交维度A调制单元0、正交维度A调制单元1、……正交维度A调制单元7为同一调制维度的调制器；正交维度B调制单元0、正交维度B调制单元1、……正交维度B调制单元7为同一调制维度的调制器；正交维度C调制单元0、正交维度C调制单元1、……正交维度C调制单元7为同一调制维度的调制器；横向上，标号为m支路上的正交维度A调制单元m、正交维度B调制单元m、正交维度C调制单元m的调制维度各不相同，m＝0，1，2，3，4，5，6，7；正交维度A调制单元0、正交维度A调制单元1、……正交维度A调制单元7，正交维度B调制单元0、正交维度B调制单元1、……正交维度B调制单元7，交维度C调制单元0、正交维度C调制单元1、……正交维度C调制单元7构成该正交参考符号生成单元的调制器阵列。

在上述技术方案中，所述正交参考符号生成单元的调制器阵列中的多个调制符号支路在同一调制维度上的输入输出光信号相同时，所述多个调制符号支路通过光分波器共用该调制维度上的调制器单元。

在上述技术方案中，若正交维度A调制单元0、1、2、3的输入和输出光信号相同，正交维度A调制单元4、5、6、7的输入和输出光信号相同，正交维度B调制单元0、1的输入和输出光信号相同，正交维度B调制单元2、3的输入和输出光信号相同，正交维度B调制单元4、5的输入和输出光信号相同，正交维度B调制单元6、7的输入和输出光信号相同，则参考光源的光信号经第一级的光分波器等分后，分别输入正交维度A调制单元0和正交维度A调制单元4，正交维度A调制单元0输出光信号经第二级的光分波器等分后，分别输入正交维度B调制单元0和正交维度B调制单元2；正交维度A调制单元4输出光信号经第二级的光分波器等分后，分别输入正交维度B调制单元4和正交维度B调制单元6；正交维度B调制单元0输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元0和正交维度C调制单元1；正交维度B调制单元2输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元2和正交维度C调制单元3；正交维度B调制单元4输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元4和正交维度C调制单元5；正交维度B调制单元6输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元6和正交维度C调制单元7。

在上述技术方案中，所述正交调制维度A、B、C为光信号可调制维度中的一种，各调制维度互不相同，所述光信号可调制维度包括导波空间、功率强度、相位、频率和偏振态。

在上述技术方案中，所述各调制维度的调制器采用有源或无源方式实现。

在上述技术方案中，所述各调制维度的调制器采用无源器件实现，所述无源器件内置有用于设置无源器件参数的有源器件。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)本发明避免了在光域对所接收的光信号调制维度上的多次分离处理，减小了对输入光信号的额外损伤，提高了所接收光信号的质量。

(2)本发明采用数字信号处理的方法对线路传输损伤进行均衡补偿、以及载波恢复和数据判决，简化了传输链路设计，降低了系统成本。

(3)本发明基于无源器件的正交参考符号产生单元，具有易于集成，功耗低，控制简单等优点。

附图说明

图1是本发明实施例中相干接收装置的结构框图。

图2是本发明实施例中正交参考符号生成单元的结构框图。

图3是本发明实施例中由频率、偏振态、相位三个调制维度所构成的正交参考符号的示意图。

图4是本发明实施例中正交参考符号生成单元一个示例的结构框图。

图5是本发明实施例中正交参考符号生成单元的一个改进示例结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明实施例提供的基于正交参考符号的相干光接收方法，包括以下步骤：

S1、产生一组强度相同、相互正交的正交参考符号，其中任意两个不同的参考符号在导波空间、波长频率、偏振态、相位中至少一个维度上不满足相干条件或单位周期内的卷积为零。具体说来，导波空间的正交性包括但不限于：同一光纤或光纤束中的不同纤芯、同一自由空间或波导中不产生相干的光传播路径；波长频率的正交性包括但不限于光正交频分复用系统的各子载波和波分复用系统的各波长通道；偏振态的正交性包括但不限于两相互正交的偏振态；相位正交性包括但不限于相对同一参考频率相差90°相位的两个相位分量。正交参考符号的调制维度涵盖输入光信号的调制维度，即输入光信号的调制特征可以分解为正交参考光符号的代数之和。

S2、将输入光信号等分后，分别与所产生的正交参考符号混频，利用光学相干特性，将输入光信号的调制特征映射到正交参考光信号所构建的正交参考空间。

S3、混频后产生的各路光信号经光电转换和模数转换处理，转换为时间离散、幅度量化的数字电信号。

S4、对转换的数字信号进行分析和处理，恢复和提取接收光信号中所承载的数据。

参见图1所示，在上述相干光接收方法的基础上，本发明实施例提供一种基于正交参考符号的相干光接收装置，包括顺次相连的正交参考符号生成单元、光耦合混频单元、光电模数转换单元和数字信号处理单元。

正交参考符号生成单元用于：产生一组N路强度相同、相互正交、维度涵盖输入光信号调制维度的正交参考符号，该组正交参考符号中任意两个不同的参考符号在频率、偏振态、相位等至少一个维度上不满足相干条件，或单位周期内的卷积为零。

光耦合混频单元用于：将输入光信号等分后，分别与正交参考符号混频，产生N组混频光信号，通过光学相干将输入光信号的调制信息转换为混频光信号的强度信息，将输入光信号映射到正交参考符号所构成的正交坐标系中。

光电模数转换单元用于：对各支路混频光信号进行光电转换和模数转换，先将混频光信号按照光功率强度比例转换为模拟电信号，再将模拟电信号离散量化为数字信号。

数字信号处理单元用于：对转换的数字信号进行分析和处理，补偿传输损伤并恢复载波符号，提取所承载的数据信息。

正交参考符号生成单元包括参考光源、光分波器(即光功率分配器)、多路并行的调制器以及N个第一光输出端口，N为自然数。正交参考符号生成单元所采用的参考光源在具体实现上可以采用单一光源集中或多个光源分布式提供。参考光源发出的光信号经光分波器等分为N路，各支路上光信号经历相同的光调制过程，由一个或多个不同维度的调制器调制为强度相同、相互正交的参考光信号，N个第一光输出端口用于输出正交参考信号生成单元所产生的N路正交参考符号。

光耦合混频单元包括至少一个第一光输入端口、至少N个第二光输入端口、至少一个光分波器、N个2×2混频器以及至少N个第二光输出端口，光耦合混频单元的N个第二光输入端口分别与正交参考信号生成单元的N个第一光输出端口相连，引入正交参考信号生成单元所产生的N路正交参考符号。第一光输入端口用作该相干光接收装置的光输入端口，引入接收端光输入信号，经光分波器等分为N路后，经N个2×2混频器分别与N个第二光输入端口引入的正交参考符号混频，产生N组混频光信号，混频后的光信号由N个第二光输出端口输出。

光电模数转换单元包括至少N个第三光输入端口、N个由光电转换器和模数转换器串联而成的并行支路、以及至少N个电输出端口，光电模数转换单元的N个第三光输入端口分别与光耦合混频单元的N个第二光输出端口相连，引入混频后的光信号，N个并行支路依次完成光电转换和模数转换，光电转换器将混频光信号按照光功率强度比例转换为模拟电信号，模数转换器将模拟电信号离散量化为数字信号，N路数字信号经由N个电输出端口输出。

数字信号处理单元包括至少N个电输入端口和一个数据输出端口，数字信号处理单元的N个电输入端口分别与光电模数转换单元的N个电输出端口相连，引入转换来的N路数字信号。数字信号处理单元对输入的N路数字信号进行分析和处理，将输入光信号所承载的调制信息映射到正交参考符号所构建的正交空间，估计传输通道函数及其反函数，补偿光信号在传输过程中的各种损伤，恢复传输光信号的调制符号，提取输入光信号所承载的数据。

本发明实施例中，光源经过正交参考符号产生单元并行地产生多个正交参考符号，这些正交参考符号构成所接收光信号的调制符号空间的正交参考基，即所接收光信号的调制符号空间中任意一个调制符号都可表示为该正交参考基的代数之和。

参见图2所示，正交参考符号生成单元包括N个正交参考符号支路，每个正交参考符号支路包括正交调制维度A、B、C，光分波器输出的光信号依次经过正交调制维度A、B、C的调制器A0、B0、C0后产生正交参考符号0#；光分波器输出的光信号依次经过正交调制维度A、B、C的调制器A1、B1、C1后产生正交参考符号1#；依此类推……。调制器的调制维度A、B、C为光信号可调制维度(诸如导波空间、功率强度、相位、频率、偏振态等)中的一种，各调制维度互不相同。

以三个相互独立正交的调制维度A、B、C为例，若调制维度A可在该维度上实现Ma个相互正交的调制符号，调制维度B可在该维度上实现Mb个相互正交的调制符号，调制维度C可在该维度上实现Mc个相互正交的调制符号，则三个正交调制维度A、B、C结合起来可以产生Ma×Mb×Mc个正交参考符号，Ma、Mb、Mc均为自然数。

若正交参考符号产生单元各正交参考符号支路上仅包含三个不同维度的调制器，每个调制维度上可以使光信号产生两个相互正交的状态，以频率、偏振态、相位为三个调制维度为例，两个相互正交的频带F0、F1，两个相互正交的偏振态X、Y以及两个相互正交的相位I、Q，则可以获得分别以F0/X/I、F0/X/Q、F0/Y/I、F0/Y/Q、F1/X/I、F1/X/Q、F1/Y/I、F1/Y/Q标示的8个参考符号，参见图3所示，可以看出，该组参考符号至少在一个调制维度上具有正交性。

各调制维度的调制器可以采用有源或无源方式实现，优选采用无源器件实现，可以包含有源器件以便于对无源器件参数的设置。单一维度调制器采用无源器件实现，其所对应调制维度上的调制参数不可改变；单一维度调制器内部可以包含有源器件，其所对应调制维度上的调制参数可以调整。基于无源器件的正交参考符号产生单元，具有易于集成，功耗低，控制简单等优点。

正交参考符号生成单元的实现有多种方式，下面以N取8为例介绍2种实现方式。

参见图4所示，正交参考符号生成单元的一个示例：

参考光源发出的光信号经过一个光分波器等分为8路，分别采用标号0、1、2、3、4、5、6、7标示。每一路光信号经过了三个不同维度的光调制器后产生8个不同且相互正交的参考符号，各调制器和所产生的正交参考符号分别以对应的支路标号区分：

纵向上，正交维度A调制单元0、正交维度A调制单元1、……正交维度A调制单元7为同一调制维度的调制器；正交维度B调制单元0、正交维度B调制单元1、……正交维度B调制单元7为同一调制维度的调制器；正交维度C调制单元0、正交维度C调制单元1、……正交维度C调制单元7为同一调制维度的调制器；

横向上，标号为m(m＝0，1，2，3，4，5，6，7)支路上的正交维度A调制单元m、正交维度B调制单元m、正交维度C调制单元m的调制维度各不相同；

正交维度A调制单元0、正交维度A调制单元1、……正交维度A调制单元7，正交维度B调制单元0、正交维度B调制单元1、……正交维度B调制单元7，交维度C调制单元0、正交维度C调制单元1、……正交维度C调制单元7构成该正交参考符号生成单元的调制器阵列。

参见图5所示，正交参考符号生成单元的一个改进示例：

构成该正交参考符号生成单元的调制器阵列中，若多个调制符号支路在同一调制维度上的输入输出光信号完全相同(在不影响性能的情况下)，该多个调制符号支路可以通过光分波器共用该调制维度上的调制器单元。例如上述示例中，参见图4所示，当正交维度A调制单元0、1、2、3的输入和输出光信号完全相同，正交维度A调制单元4、5、6、7的输入和输出光信号完全相同，正交维度B调制单元0、1的输入和输出光信号完全相同，正交维度B调制单元2、3的输入和输出光信号完全相同，正交维度B调制单元4、5的输入和输出光信号完全相同，正交维度B调制单元6、7的输入和输出光信号完全相同，则可用图5中所示的正交参考符号生成单元替代图4中的正交参考符号生成单元，以减少调制器阵列中调制器单元的数量。

参见图5所示，参考光源的光信号经第一级的光分波器等分后，分别输入正交维度A调制单元0和正交维度A调制单元4。

正交维度A调制单元0输出光信号经第二级的光分波器等分后，分别输入正交维度B调制单元0和正交维度B调制单元2；正交维度A调制单元4输出光信号经第二级的光分波器等分后，分别输入正交维度B调制单元4和正交维度B调制单元6。

正交维度B调制单元0输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元0和正交维度C调制单元1；正交维度B调制单元2输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元2和正交维度C调制单元3；正交维度B调制单元4输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元4和正交维度C调制单元5；正交维度B调制单元6输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元6和正交维度C调制单元7。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明包含这些改动和变型在内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (16)

1.一种基于正交参考符号的相干光接收方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、产生一组强度相同、相互正交的正交参考符号；

S2、将输入光信号等分后，分别与所产生的正交参考符号混频，利用光学相干特性，将输入光信号的调制特征映射到正交参考符号所构建的正交参考空间；

S3、混频后产生的各路光信号经光电转换和模数转换处理，转换为时间离散、幅度量化的数字信号；

S4、对转换的数字信号进行分析和处理，恢复和提取接收光信号中所承载的数据。

2.如权利要求1所述的基于正交参考符号的相干光接收方法，其特征在于：步骤S1中产生的一组正交参考符号中任意两个不同的参考符号在导波空间、波长频率、偏振态、相位中至少一个维度上不满足相干条件或单位周期内的卷积为零。

3.如权利要求2所述的基于正交参考符号的相干光接收方法，其特征在于：所述导波空间的正交性包括同一光纤或光纤束中的不同纤芯、同一自由空间或波导中不产生相干的光传播路径；波长频率的正交性包括光正交频分复用系统的各子载波和波分复用系统的各波长通道；偏振态的正交性包括两相互正交的偏振态；相位正交性包括相对同一参考频率相差90°相位的两个相位分量。

4.如权利要求1或2或3所述的基于正交参考符号的相干光接收方法，其特征在于：步骤S1中产生的一组正交参考符号的调制维度涵盖输入光信号的调制维度。

5.一种基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：包括顺次相连的正交参考符号生成单元、光耦合混频单元、光电模数转换单元和数字信号处理单元，

所述正交参考符号生成单元用于：产生一组N路强度相同、相互正交、维度涵盖输入光信号调制维度的正交参考符号，该组正交参考符号中任意两个不同的参考符号在频率、偏振态、相位等至少一个维度上不满足相干条件，或单位周期内的卷积为零；

所述光耦合混频单元用于：将输入光信号等分后，分别与正交参考符号混频，产生N组混频光信号，通过光学相干将输入光信号的调制信息转换为混频光信号的强度信息，将输入光信号映射到正交参考符号所构成的正交坐标系中；

所述光电模数转换单元用于：对各支路混频光信号进行光电转换和模数转换，先将混频光信号按照光功率强度比例转换为模拟电信号，再将模拟电信号离散量化为数字信号；

所述数字信号处理单元用于：对转换的数字信号进行分析和处理，补偿传输损伤并恢复载波符号，提取所承载的数据信息。

6.如权利要求5所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述正交参考符号生成单元包括参考光源、光分波器、多路并行的调制器以及N个第一光输出端口，N为自然数，参考光源发出的光信号经光分波器等分为N路，各支路上光信号由一个或多个不同维度的调制器调制为强度相同、相互正交的参考光信号，分别经由N个第一光输出端口输出。

7.如权利要求6所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述正交参考符号生成单元中的参考光源采用单一光源集中或多个光源分布式提供实现。

8.如权利要求6所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述光耦合混频单元包括至少一个第一光输入端口、至少N个第二光输入端口、至少一个光分波器、N个混频器以及至少N个第二光输出端口，光耦合混频单元的N个第二光输入端口分别与正交参考信号生成单元的N个第一光输出端口相连，引入正交参考信号生成单元所产生的N路正交参考符号；第一光输入端口引入接收端光输入信号，经光分波器等分为N路后，经N个混频器分别与N个第二光输入端口引入的正交参考符号混频，产生N组混频光信号，混频后的光信号由N个第二光输出端口输出。

9.如权利要求8所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述光电模数转换单元包括至少N个第三光输入端口、N个由光电转换器和模数转换器串联而成的并行支路、以及至少N个电输出端口，光电模数转换单元的N个第三光输入端口分别与光耦合混频单元的N个第二光输出端口相连，引入混频后的光信号，N个并行支路依次完成光电转换和模数转换，光电转换器将混频光信号按照光功率强度比例转换为模拟电信号，模数转换器将模拟电信号离散量化为数字信号，N路数字信号经由N个电输出端口输出。

10.如权利要求9所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述数字信号处理单元包括至少N个电输入端口和一个数据输出端口，数字信号处理单元的N个电输入端口分别与光电模数转换单元的N个电输出端口相连，引入转换来的N路数字信号，数字信号处理单元对输入的N路数字信号进行分析和处理，将输入光信号所承载的调制信息映射到正交参考符号所构建的正交空间，估计传输通道函数及其反函数，补偿光信号在传输过程中的各种损伤，恢复传输光信号的调制符号，提取输入光信号所承载的数据。

11.如权利要求5至10中任一项所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述正交参考符号生成单元包括N个正交参考符号支路，每个正交参考符号支路包括正交调制维度A、B、C，参考光源发出的光信号经过一个光分波器等分为8路，分别采用标号0、1、2、3、4、5、6、7标示，每一路光信号经过三个不同维度的光调制器后产生8个不同且相互正交的参考符号，各调制器和所产生的正交参考符号分别以对应的支路标号区分：纵向上，正交维度A调制单元0、正交维度A调制单元1、……正交维度A调制单元7为同一调制维度的调制器；正交维度B调制单元0、正交维度B调制单元1、……正交维度B调制单元7为同一调制维度的调制器；正交维度C调制单元0、正交维度C调制单元1、……正交维度C调制单元7为同一调制维度的调制器；横向上，标号为m支路上的正交维度A调制单元m、正交维度B调制单元m、正交维度C调制单元m的调制维度各不相同，m＝0，1，2，3，4，5，6，7；正交维度A调制单元0、正交维度A调制单元1、……正交维度A调制单元7，正交维度B调制单元0、正交维度B调制单元1、……正交维度B调制单元7，交维度C调制单元0、正交维度C调制单元1、……正交维度C调制单元7构成该正交参考符号生成单元的调制器阵列。

12.如权利要求11所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述正交参考符号生成单元的调制器阵列中的多个调制符号支路在同一调制维度上的输入输出光信号相同时，所述多个调制符号支路通过光分波器共用该调制维度上的调制器单元。

13.如权利要求12所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：若正交维度A调制单元0、1、2、3的输入和输出光信号相同，正交维度A调制单元4、5、6、7的输入和输出光信号相同，正交维度B调制单元0、1的输入和输出光信号相同，正交维度B调制单元2、3的输入和输出光信号相同，正交维度B调制单元4、5的输入和输出光信号相同，正交维度B调制单元6、7的输入和输出光信号相同，则参考光源的光信号经第一级的光分波器等分后，分别输入正交维度A调制单元0和正交维度A调制单元4，正交维度A调制单元0输出光信号经第二级的光分波器等分后，分别输入正交维度B调制单元0和正交维度B调制单元2；正交维度A调制单元4输出光信号经第二级的光分波器等分后，分别输入正交维度B调制单元4和正交维度B调制单元6；正交维度B调制单元0输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元0和正交维度C调制单元1；正交维度B调制单元2输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元2和正交维度C调制单元3；正交维度B调制单元4输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元4和正交维度C调制单元5；正交维度B调制单元6输出光信号经第三级的光分波器等分后，分别输入正交维度C调制单元6和正交维度C调制单元7。

14.如权利要求11所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述正交调制维度A、B、C为光信号可调制维度中的一种，各调制维度互不相同，所述光信号可调制维度包括导波空间、功率强度、相位、频率和偏振态。

15.如权利要求14所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述各调制维度的调制器采用有源或无源方式实现。

16.如权利要求15所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述各调制维度的调制器采用无源器件实现，所述无源器件内置有用于设置无源器件参数的有源器件。

Images