CN102714551A - 一种数据处理方法、光接收机及光网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数据处理方法、光接收机及光网络系统，涉及通信网络技术领域，可以降低系统复杂度，降低升级成本。本发明通过接收光网络单元发送的第一光信号；产生至少一束第二光信号，对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频、光电转换后，输出至少一路电信号；将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；根据所述第三电信号，恢复出数据信号并进行发送。本发明实施例提供的方案适合在偏振无关的相干PON接收时采用。

Description

一种数据处理方法、光接收机及光网络系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据处理方法、光接收机及光网络系统。

背景技术

光通信网络中，接收机灵敏度起决定性作用。现有技术中采用相干接收技术中，通常引入一个功率较高的本振光，与信号光进行相干混频后，将信号光放大，此时光接收机工作在散弹噪声主导状态，能够达到接收机的散弹噪声极限，大大提高灵敏度。

为了保证本振光与信号光进行相干，需要将本振光与信号光的偏振态方向进行调整，使得本振光与信号光的偏振态方向保持一致，然后输入到两个耦合器进行耦合，相干接收机接收耦合器输出的光的同时完成混频过程，最终输出电流。其中，相干接收恢复了光的振幅、相位和偏振信息，普通接收机只能恢复出光的强度信息，这样，相干接收允许采用多种相位、振幅调制格式并结合两个偏振态同时调制，可以提高光谱效率。

由于进入到相干接收机中经过光纤链路传输的信号通常是偏振态随机的，所以需要偏振分集结构进行接收本振光和信号光，避免本振光和信号光的偏振态垂直时无法发生相干，导致信息丢失。然而，由于偏振分集结构使得系统复杂度高，系统升级成本较高。

发明内容

本发明的实施例提供一种数据处理方法、光接收机及光网络系统，可以降低系统复杂度，降低升级成本。所述技术方案如下：

一种数据处理方法，所述方法包括：

接收光网络单元发送的第一光信号；

产生至少一束第二光信号，对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；

将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频、光电转换后，输出至少一路电信号；

将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；

根据所述第三电信号，恢复出数据信号并进行发送。

一种光接收机，所述光接收机包括：

第一接收器，用于接收光网络单元发送的第一光信号；

处理单元，用于产生至少一束第二光信号，并对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；

混频器，用于将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频，发送到光电探测器；

所述光电探测器，用于将混频后的光信号进行光电转换，输出至少一路电信号；

处理器，用于将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；

数据提取单元，用于根据所述第三电信号，恢复出数据信号；

第二接收器，用于将所述恢复出的数据信号发送出去。

一种光网络系统至少包括：局端设备和/或光网络单元，其特征在于，所述局端设备包括上述所述的光接收机。

本发明实施例提供一种数据处理方法、一种光接收机及光网络系统，通过接收光网络单元发送的第一光信号；产生至少一束第二光信号，对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频、光电转换后，输出至少一路电信号；将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；根据所述第三电信号，恢复出数据信号并进行发送。与现有技术中采用偏振相关的相干接收技术时，需要偏振分集结构进行接收本振光和信号光，导致系统复杂度高，系统升级成本较高相比，本发明实施例提供的方案可以降低系统复杂度，降低升级成本。

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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种数据处理方法的流程图；

图2为本发明另一实施例提供的一种数据处理方法的流程图；

图3为本发明另一实施例提供的一种数据处理的系统结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的另一种数据处理的系统结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的另一种数据处理的系统结构示意图；

图6为本发明实施例提供的信号光与本振光偏振方向的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种光接收机的框图；

图8为本发明实施例提供的偏振调制单元的框图；

图9为本发明实施例提供的偏振调制单元的另一框图；

图10为本发明实施例提供的另一种光接收机的框图；

图11A-图11B为本发明实施例提供的应用在TDMA PON系统、WDM-PON系统的示意图。

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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种数据处理方法，如图1所示，该实施例的执行主体为光接收机，该方法包括以下步骤：

步骤101，接收光网络单元发送的第一光信号；

步骤102，产生至少一束第二光信号，对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；

可选的，产生一束第二光信号时，对所述一束第二光信号进行偏振态调整以及控制；或者，产生两束第二光信号时，分别对所述至少两束第二光信号进行偏振态调整以及控制。

对所述至少一束第二光信号进行处理，输出第三光信号，其中，所述第三光信号包括第四光信号和第五光信号，其中，所述第四光信号与所述第五光信号为偏振态相互垂直的光信号；

所述第四光信号和所述第五光信号通过光开光进行控制，在前半个周期输出所述第四光信号；或者，在后半个周期输出所述第五光信号。

步骤103，将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频、光电转换后，输出至少一路电信号；

可选的，将所述第一光信号与所述第四光信号进行混频、光电转换，输出至少一路第一电信号；或者，将所述第一光信号与所述第五光信号进行混频、光电转换，输出至少一路第一电信号。

步骤104，将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；

可选的，所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号，所述第一电信号为所述第三光信号在所述前半个周期与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号，所述第二电信号为所述第三光信号在所述后半个周期与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号；

对所述第一电信号进行半个周期的延时处理，并将延时后的第一电信号与所述第二电信号进行平方和运算，输出第三电信号，其中所述第三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关。

步骤105，根据所述第三电信号，恢复出数据信号并进行发送。

可选的，根据所述第三信号，获取所述第一光信号的基带信号；对所述基带信号进行数据恢复处理，恢复出数据信号并发送出去。

本发明实施例提供的方案，通过对第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；然后第一光信号再与第三光信号进行混频、光电转换后，输出的电信号与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关，从而可以降低系统复杂度，降低升级成本。

本发明实施例提供一种数据处理方法，如图2所示，该实施例的执行主体为光接收机，该方法包括以下步骤：

步骤201，接收光网络单元发送的第一光信号；

传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间为一个周期，例如，一个周期可以为T。

其中，该光接收机可以位于局端设备该局端设备具体可以为0LT(OpticalLine Terminal，光缆终端设备)，所述第一光信号为通过光分配网接收到光网络单元发送的光信号，所述第一光信号为偏振态随机的光信号。

步骤202，产生至少一束第二光信号，对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期(0，T/2)与后半个周期(T/2，T)的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；

第二光信号由激光器产生，激光器可以为本振激光器。

当激光器为一个时，如图3所示，激光器301产生一束第二光信号，并将该第二光信号传输给偏振分束器302，偏振分束器302将第二光信号处理后输出偏振态垂直、功率相等的第四光信号和第五光信号，其中，第四光信号和第五光信号即为本实施例中的第三光信号。

所述第四光信号和所述第五光信号通过光开光进行控制，使得在前半个周期(0，T/2)输出所述第四光信号，后半个周期(T/2，T)输出所述第五光信号；或者，所述第四光信号和所述第五光信号通过光开光进行控制，使得在前半个周期(0，T/2)输出所述第五光信号，后半个周期(T/2，T)输出所述第四光信号。其中，第四光信号可以为垂直态光信号，则第五光信号为水平态光信号；第四光信号可以为水平态光信号，则第五光信号为垂直态光信号。

其中，例如图3所示，光开关可以为两个光密度调制器，例如为第一光密度调制器303a和第二光密度调制器303b。所述光密度调制器由数据提取单元中的时钟恢复模块发送的互补的时钟信号驱动，或者由局端设备控制，使得在任一个比特时间内，前半个比特时间第一光密度调制器打开，第二光密度调制器关闭，此时输出第四光信号；在后半个比特时间第一光密度调制器关闭，第二光密度调制器打开，此时输出第五光信号。

可选的，两个光密度调制器可以连接一个偏振分束器304，将第四光信号和第五光信号进行合光处理并将处理后的光信号耦合到光线中发送给混频器305进行混频。

另外，如图4所示，当为一个激光器时，产生一束第二光信号，并将第二光信号传输到一个偏振调制器311，偏振调制器311对所示第二光信号进行偏振态调整及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间。

其中，第三光信号包括第四信号和第五信号，数据提取单元309中的时钟控制模块控制所述偏振调制器，使得在前半个周期(0，T/2)输出所述第四光信号，后半个周期(T/2，T)输出所述第五光信号；或者，在前半个周期(0，T/2)输出所述第五光信号，后半个周期(T/2，T)输出所述第四光信号。

如图5所示，激光器可以为激光器301a和激光器301b，每个激光器产生一束第二光信号，其中，这两个激光器在频率上具有微小的偏差，使得与第一光信号混频后，第一光信号不消失。两束第二光信号分别经过偏振控制器312a和偏振调制器312b，所述偏振控制器312a和偏振调制器312b分别对第二光信号进行偏振态调整以及控制，使得输出偏振态互相垂直的第四光信号和第五光信号。所述第四光信号和所述第五光信号经过偏振合束器304处理后，输出一束第三光信号，其中，所述第三光信号在前半个周期(0，T/2)输出所述第四光信号，后半个周期(T/2，T)输出所述第五光信号；或者，在前半个周期(0，T/2)输出所述第五光信号，后半个周期(T/2，T)输出所述第四光信号。

步骤203，将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频、光电转换后，输出至少一路电信号；

所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号；

其中，所述第一电信号为所述第三光信号在所述前半个周期与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号，所述第二电信号为所述第三光信号在所述后半个周期与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号；

可选的，在所述前半个周期，将第一接收器306接收到的通过光网络单元发送的所述第一光信号与所述第四光信号在光混频器305中进行混频后输出到第一光电探测器307a中，第一光电探测器307a将光信号转换为电信号后输出至少一路第一电信号；在所述后半个周期，将所述第一光信号与所述第五光信号在光混频器中进行混频后输出到第二光电探测器307b中，第二光电探测器307b将光信号转换为电信号后输出至少一路第二电信号。

或者，在所述前半个周期，将所述第一光信号与所述第五光信号在光混频器305中进行混频后输出到第一光电探测器307a中，第一光电探测器307a将光信号转换为电信号后输出至少一路第一电信号；在所述后半个周期，将所述第一光信号与所述第四光信号在光混频器中进行混频后输出到第二光电探测器307b中，第二光电探测器307b将光信号转换为电信号后输出至少一路第二电信号。

从偏振态看，也就是说，信号光与水平态偏振光信号相干后输出第一电信号，信号光与垂直态偏振光信号相干后输出第二电信号。

其中，如图6所示，信号光与水平偏振态本振光夹角为

即第一光信号和第四光信号或者第五光信号夹角为

则如图3或者如图4所示，第一电信号可以为： $I_V\left(T\right)=R\sqrt{P_S{P}_{\mathrm{LO}}}\cos \{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}}T+{\mathrm{\θ}}_S\left(T\right)-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{LO}}\left(T\right)\}\sin \∂---\left(1\right)$

其中，I_V(t)为第一光电流；R为光接收机的响应度，响应度为光接收机的输出电流与输入光功率的比值，单位为I/W；P_S为信号光的功率；P_LO为本振光的功率；ω_IF为混频之后的中频；T为一个比特时间；

则第二电信号可以为： $I_H\left(T\right)=R\sqrt{P_S{P}_{\mathrm{LO}}}\cos \{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}}T+{\mathrm{\θ}}_S\left(T\right)-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{LO}}\left(T\right)\}\cos \∂---\left(2\right).$

可选的，如图5所示，经过光接收机输出的相干混频电流为：

$I\left(T\right)=R\sqrt{P_S{P}_{\mathrm{LO}}}\{\cos \left({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}1}T\right)\cos \∂+\cos \left({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}2}T\right)\sin \∂\};$

其中，ω_IF1＝ω_S-ω_LO1，ω_IF2＝ω_S-ω_LO2。

步骤204，将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；

具体的，对所述第一电信号进行半个周期的延时处理，并将延时后的第一电信号与所述第二电信号进行平方和运算，输出第三电信号，其中所述第三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关

如图3或者如图4所示，将所述第一电信号与所述第二电信号通过平方和运算模块308进行平方和运算，获得与信号光的偏振态无关的信号数据：

I＝I_H ²(t)+I_V ²(t)＝R²P_SP_LOcos²{ω_IFt+θ_S(t)-θ_LO(t)}     (3)。

可选的，如图5所示，将相干混频电流I(T)经过包络检波后， $I^2\left(T\right)=R^2{P}_S{P}_{\mathrm{LO}}\{{\cos }^2\left({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}1}T\right){\cos }^2\∂+{\cos }^2\left({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}2}T\right){\sin }^2\∂+\cos {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}1}{\cos \mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}}\sin 2\∂\},$ 经过低通滤波后， $I^2{\left(T\right)}^{,}=R^2{P}_S{P}_{\mathrm{LO}}\{1/2{\cos }^2\∂+1/2{\sin }^2\∂\}=1/2R^2{P}_S{P}_{\mathrm{LO}}.$ 可以获得的与信号光的偏振态无关的信号数据，实现对随机偏振信号光的偏振无关接收。

该步骤204可通过软件算法、处理器processor或数字信号处理(DigitalSignal Processing，简称DSP)或硬件电路或任意组合实现，该硬件电路可以包括存储器、加法器和乘法器等。

步骤205，根据所述第三信号，获取所述第一光信号的基带信号；

步骤206，对所述基带信号进行数据恢复处理恢复出数据信号并发送出去。

相应的，经过偏振无关处理的信号数据，进入到数据提取单元311中进行处理，具体的，经过基带恢复模块、阈值建立模块、时钟恢复模块、核对模块、判决模块后，获得原始发送数据。再由第二接收器310将，恢复出数据信号发送出去。需要说明的是，数据提取单元309中包括时钟控制模块，用于对第三光信号进行控制，使得第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直。

本实施例提供的方法，适合各种PON场景，包括但不限于TDMA-PON突发、WDM等相干接收，使得终端ONU无需精确控制，对局端本振激光器调节步长与精度要求大大降低，无需精度高窄线宽激光器，可以实现高接收灵敏度。

需要说明的是，现有技术通过对信号光的偏振态做处理，即信号光的偏振态与本振光的偏振态需要保持一致时，获得的输出电流与信号光的偏振态无关，而本发明实施例提供的方案中的信号光是随机的，通过互补的时钟信号驱动光密度调制器后，获得的输出电流与信号光的偏振态无关。

本发明实施例提供的方案，通过对第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；然后第一光信号再与第三光信号进行混频、光电转换后，输出的电信号与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关，从而可以降低系统复杂度，降低升级成本。

本发明实施例提供一种光接收机，该光接收机700可以位于局端设备，该局端设备具体可以为OLT，如图7所示，光接收机700包括但不限于：第一接收器701，激光器702，偏振调制单元703，混频器704，光电探测器705，处理器706，数据提取单元707，第二接收器708；

第一接收器701，用于接收光网络单元发送的第一光信号；

其中，该第一光信号为通过光分配网接收到的来自光网络单元的光信号，第一光信号的偏振态是随机的。

激光器702，用于产生第二光信号，将所述第二光信号发送到所述偏振调制单元703；

所述偏振调制单元703，用于对所述第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；

例如，1个比特所需的时间为T，在第一光信号的每个比特周期中，视比特周期的起始时刻为0，则前半个周期为(0，T/2)，后半个周期为(T/2，T)。

本领域技术人员可以获知，当对光信号进行偏振分光处理后，输出的两束光信号的偏振态互相垂直，且光功率相等。所述第三光信号包括第四光信号和第五光信号，其中，所述第四光信号与所述第五光信号为偏振态相互垂直的光信号。

混频器704，用于将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频，发送到光电探测器；

所述混频器704具体用于，将所述第一光信号与所述第四光信号进行混频；或者，将所述第一光信号与所述第五光信号进行混频。

所述光电探测器705，用于将混频后的光信号进行光电转换，输出至少一路电信号；

所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号，所述第一电信号为所述第三光信号在所述前半个周期(0，T/2)与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号，所述第二电信号为所述第三光信号在所述后半个周期(T/2，T)与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号；

处理器706，用于将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；

所述处理器706具体用于，对第一电信号进行半个周期的延时处理，并将延时后的第一电信号与所述第二电信号进行平方和运算，输出第三电信号，其中所述第三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关。

数据提取单元707，用于根据所述第三电信号，恢复出数据信号；

所述数据提取单元707具体用于，根据所述第三信号，获取所述第一光信号的基带信号；对所述基带信号进行数据恢复处理，恢复出数据信号。

第二接收器708，用于将所述恢复出的数据信号发送出去。

可选的，如图8所示，所述偏振调制单元703包括偏振调制器7031；

所述偏振调制器7031用于对接收到的所述第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号；所述偏振调制器7031由时钟恢复模块发送的互补的时钟信号驱动，或者由局端设备控制，使得经偏振调制器7031处理后的第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中，第三光信号包括第四光信号和第五光信号，即所述第四光信号与所述第五光信号为偏振态相互垂直；其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间。

可选的，如图9所示，所述偏振调制单元703包括偏振分束器7032，光开关7033；

所述偏振分束器7032，用于对接收到的所述第二光信号进行偏振态调整，输出第三光信号，其中，所述第三光信号包括第四光信号和第五光信号，其中，所述第四光信号与所述第五光信号为偏振态相互垂直的光信号；

所述光开关7033，用于对所述第四光信号和所述第五光信号进行控制，在前半个周期(0，T/2)输出所述第四光信号，在后半个周期(T/2，T)输出所述第五光信号；或者，在前半个周期(0，T/2)输出所述第五光信号，在后半个周期(T/2，T)输出所述第四光信号。

可选的，如图10所示，所述光接收机700中还包括另一激光器709，即所述光接收机中包括激光器702和所述激光器709，偏振调制单元703，第一偏振控制器7034，第二偏振控制器7035，偏振合束器710，混频器704，光电探测器705，处理器706，数据提取单元707，第二接收器708；

所述激光器702和所述激光器709分别用于产生一束第二光信号，并分别将所述第二光信号发送到所述偏振调制单元703；其中，所述激光器702和所述激光器709在频率上具有微小的偏差，以便与第一光信号混频后，第一光信号不消失。

所述偏振调制单元703中的第一偏振控制器7034和第二偏振控制器7035分别接收一束所述第二光信号，其中，所述第一偏振控制器7034可以与所述激光器702连接，也可以与所述激光器709连接，所述第二偏振控制器7035可以与所述激光器702连接也可以与所述激光器709连接。所述第一偏振控制器7034和所述第二偏振控制器7035分别对第二光信号进行偏振态调整以及控制，使得输出偏振态互相垂直的第四光信号和第五光信号，并将调整后偏振态互相垂直的第四光信号和第五光信号发送给偏振合束器710。所述第四光信号和所述第五光信号经过所述偏振合束器710处理后，输出一束第三光信号，其中，所述第三光信号在前半个周期(0，T/2)输出所述第四光信号，后半个周期(T/2，T)输出所述第五光信号；或者，在前半个周期(0，T/2)输出所述第五光信号，后半个周期(T/2，T)输出所述第四光信号。

输出的所述第三光信号和所述第一光信号在所述混频器704中进行混频，发送到光电探测器705；

所述光电探测器705，用于将混频后的光信号进行光电转换，输出至少一路电信号；

处理器706，用于将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号，其中，所述第三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关；

根据所述第三电信号，数据提取单元707恢复出数据信号；

所述数据提取单元707具体用于，根据所述第三信号，获取所述第一光信号的基带信号；对所述基带信号进行数据恢复处理，恢复出数据信号。

第二接收器708，用于将所述恢复出的数据信号发送出去。

本发明实施例提供一种光接收机，通过对第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；然后第一光信号再与第三光信号进行混频、光电转换后，输出的电信号与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关，从而可以降低系统复杂度，降低升级成本，进一步的，无需使用复杂度较高的偏振分集结构，结构更简单。

本实施例提供的光接收机适用于TDMA PON或WDM PON中，既可以位于局端设备OLT中，还可以位于光网络单元ONU中。在实际的系统中，可以避免在ONU和OLT侧采用成本很高的精度高窄线宽激光器，而采用通常的非制冷DFB激光器即可，这种激光器目前被广泛部署在ONU端。同时，还避免了本振光与信号光波长差的精确控制、反馈回路。

本实施例提供的光接收机适用于广泛部署的TDMA PON系统中，中间采用光分路器(Splitter)，ONU(0ptical Network Unit，光网络单元)通过时分复用的方式与OLT进行通信。ONU为非制冷DFB激光器，兼容现有的ODN，部署成本很低，同时接收机灵敏度提高，适应长距离、高密度PON的发展需求。

本发明实施例提供一种光网络系统，如图11所示，所述光网络系统1100至少包括局端设备1101和/或光网络单元1102，当所述光网络系统1100为时分复用光网络TDMA PON系统，如图11A所示，所述局端设备1101通过光分配网706与所述至少一个光网络单元1102连接，其中，所述局端设备1101和/或光网络单元1102包括光接收机1103，其中所述光接收机1103的结构示意图为上述附图7-附图10所示的任意一种光接收机；当所述光网络系统1100为波分复用光网络WDM PON系统，如图11B所示，所述局端设备1101通过波分复用器与光网络单元1102连接，其中，所述局端设备1101和/或光网络单元1102包括光接收机1103，其中所述光接收机1103的结构示意图可以为上述附图7-附图10所示的任意一种光接收机。

进一步的，所述局端设备接收光网络单元通过光分配网络发送的第一光信号；并在本地产生至少一束第二光信号，对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频、光电转换后，输出至少一路电信号；将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；根据所述第三电信号，恢复出数据信号并进行发送。该光接收机在对信号进行处理的过程中依据图2所示的实施例的方法执行。

所述光接收机的结构具体包括：

第一接收器，用于接收光网络单元发送的第一光信号；

激光器，用于产生第二光信号，将所述第二光信号发送到所述偏振调制单元

所述偏振调制单元，用于对所述第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；

混频器，用于将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频，发送到光电探测器；

所述光电探测器，用于将混频后的光信号进行光电转换，输出至少一路电信号；

处理器，用于将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；

数据提取单元，用于根据所述第三电信号，恢复出数据信号；

第二接收器，用于将所述恢复出的数据信号发送出去。

进一步的，所述偏振调制单元包括：偏振调制器，用于对所述第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号。

或者，所述偏振调制单元包括：偏振分束器，用于对所述第二光信号进行偏振态调整，输出第三光信号，其中，所述第三光信号包括第四光信号和第五光信号，其中，所述第四光信号与所述第五光信号为偏振态相互垂直的光信号；光开关，用于对所述第四光信号和所述第五光信号进行控制，在前半个周期输出所述第四光信号；或者，在后半个周期输出所述第五光信号。

或者，所述光接收机还包括：用于产生另外一束第二光信号的激光器，所述激光器将所述第二光信号发送到所述偏振调制单元；

所述偏振调制单元为偏振控制器时，用于分别对两束所述第二光信号进行偏振态调整与控制，并将调整后偏振态互相垂直的两束光信号发送给偏振合束器；

所述偏振合束器，用于将接收的偏振态互相垂直的所述两束光信号合成一束第三光信号，并输出所述第三光信号。

所述混频器，具体用于将所述第一光信号与所述第四光信号进行混频；或者，将所述第一光信号与所述第五光信号进行混频。

所述光电探测器，用于将混频后的光信号进行光电转换，输出至少一路电信号；所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号，所述第一电信号为所述第三光信号在所述前半个周期与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号，所述第二电信号为所述第三光信号在所述后半个周期与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号；

所述处理器，具体用于对第一电信号进行半个周期的延时处理，并将延时后的第一电信号与所述第二电信号进行平方和运算，输出第三电信号，其中所述第三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关；

所述数据提取单元，具体用于根据所述第三信号，获取所述第一光信号的基带信号；对所述基带信号进行数据恢复处理，恢复出数据信号；

所述第二接收器，用于将所述恢复出的数据信号发送出去。

本发明实施例提供的光接收机，可以使产生的第一光信号和第三光信号的偏振态随机的情况下，通过控制第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；然后第一光信号再与第三光信号进行混频、光电转换后，输出的电信号与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关，从而可以降低系统复杂度，降低升级成本。

本实施例提供的光接收机适用于TDMA PON或WDM PON系统中，既可以位于局端设备OLT中，还可以位于光网络单元ONU中，在实际的系统中，可以避免在ONU和OLT侧采用成本很高的精度高窄线宽激光器，而采用通常的非制冷DFB激光器即可，这种激光器目前被广泛部署在ONU端。同时，还避免了本振光与信号光波长差的精确控制、反馈回路。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：

接收光网络单元发送的第一光信号；

产生至少一束第二光信号，对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；

将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频、光电转换后，输出至少一路电信号；

将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；

根据所述第三电信号，恢复出数据信号并进行发送。

2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；

所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号，所述第一电信号为所述第三光信号在所述前半个周期与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号，所述第二电信号为所述第三光信号在所述后半个周期与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号；

对所述第一电信号进行半个周期的延时处理，并将延时后的第一电信号与所述第二电信号进行平方和运算，输出第三电信号，其中所述第三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关。

3.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述产生至少一束第二光信号，对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制包括：

产生一束第二光信号时，对所述一束第二光信号进行偏振态调整以及控制；或者，

产生两束第二光信号时，分别对所述至少两束第二光信号进行偏振态调整以及控制。

4.根据权利要求2所述的数据处理方法，其特征在于，所述对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号具体包括：

对所述至少一束第二光信号进行处理，输出第三光信号，其中，所述第三光信号包括第四光信号和第五光信号，其中，所述第四光信号与所述第五光信号为偏振态相互垂直的光信号；

所述第四光信号和所述第五光信号通过光开光进行控制，在前半个周期输出所述第四光信号；或者，在后半个周期输出所述第五光信号。

5.根据权利要求4所述的数据处理方法，其特征在于，所述将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频、光电转换，输出至少一路第一电信号具体包括：

将所述第一光信号与所述第四光信号进行混频、光电转换，输出至少一路第一电信号；或者，将所述第一光信号与所述第五光信号进行混频、光电转换，输出至少一路第一电信号。

6.根据权利要求5所述的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述第三电信号，恢复出数据信号并进行发送具体包括：

根据所述第三信号，获取所述第一光信号的基带信号；

对所述基带信号进行数据恢复处理，恢复出数据信号并发送出去。

7.一种光接收机，其特征在于，所述光接收机包括：

第一接收器，用于接收光网络单元发送的第一光信号；

激光器，用于产生第二光信号，将所述第二光信号发送到所述偏振调制单元；

所述偏振调制单元，用于对所述第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号，使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直，其中所述1个周期为传输所述第一光信号中的任意1个比特所需的时间；

混频器，用于将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频，发送到光电探测器；

所述光电探测器，用于将混频后的光信号进行光电转换，输出至少一路电信号；

处理器，用于将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；

数据提取单元，用于根据所述第三电信号，恢复出数据信号；

第二接收器，用于将所述恢复出的数据信号发送出去。

8.根据权利要求7所述的一种光接收机，其特征在于，所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号，所述第一电信号为所述第三光信号在所述前半个周期与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号，所述第二电信号为所述第三光信号在所述后半个周期与所述第一光信号进行混频、光电转换后输出的电信号；

所述处理器具体用于，对第一电信号进行半个周期的延时处理，并将延时后的第一电信号与所述第二电信号进行平方和运算，输出第三电信号，其中所述第三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关。

9.根据权利要求7所述的一种光接收机，其特征在于，所述偏振调制单元包括：偏振调制器，用于对所述第二光信号进行偏振态调整以及控制，输出第三光信号。

10.根据权利要求9所述的一种光接收机，其特征在于，所述偏振调制单元包括：

偏振分束器，用于对所述第二光信号进行偏振态调整，输出第三光信号，其中，所述第三光信号包括第四光信号和第五光信号，其中，所述第四光信号与所述第五光信号为偏振态相互垂直的光信号；

光开关，用于对所述第四光信号和所述第五光信号进行控制，在前半个周期输出所述第四光信号；或者，在后半个周期输出所述第五光信号。

11.根据权利要求7所述的一种光接收机，其特征在于，所述光接收机还包括：

用于产生另外一束第二光信号的激光器，所述激光器将所述第二光信号发送到所述偏振调制单元；

所述偏振调制单元为偏振控制器时，用于分别对两束所述第二光信号进行偏振态调整与控制，并将调整后偏振态互相垂直的两束光信号发送给偏振合束器；

所述偏振合束器，用于将接收的偏振态互相垂直的所述两束光信号合成一束第三光信号，并输出所述第三光信号。

12.根据权利要求10所述的一种光接收机，其特征在于，所述混频器具体用于，将所述第一光信号与所述第四光信号进行混频；或者，将所述第一光信号与所述第五光信号进行混频。

13.根据权利要求7所述的一种光接收机，其特征在于，所述数据提取单元具体用于，根据所述第三信号，获取所述第一光信号的基带信号；对所述基带信号进行数据恢复处理，恢复出数据信号。

14.一种光网络系统至少包括：局端设备和/或光网络单元，其特征在于，所述局端设备包括如权利要求7至13任一项所述的光接收机。

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