CN102714553B - 信号处理方法、光接收机以及光网络系统 - Google Patents

信号处理方法、光接收机以及光网络系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种信号处理方法、光接收机和光网络系统，属于光网络领域。该方法包括：接收光网络单元发送的第一光信号；产生第二光信号，对该第二光信号进行相位调制；将该第一光信号与该第二光信号分别通过偏振分光、混频处理以及光电探测器后，获得至少一路电信号；将该至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；根据该第三电信号，恢复出数据信号并进行发送，本实施例可以使本地产生的第二光信号在与第一光信号存在任意频差的情况下，都可以正确的进行相干接收，大大降低了系统实现的复杂度，最大可能的降低了系统升级成本和光功率损耗。

Description

信号处理方法、光接收机以及光网络系统
技术领域
本发明涉及光通信领域，特别涉及一种信号处理方法、光接收机以及光网络系统。
背景技术
无源光网络(Passive Optical Network，PON)在宽带接入领域逐渐成为主流技术，随着各种宽带业务如视频会议、3D电视、移动回传、互动游戏的快速发展，对接入带宽的需求越来越高。面对未来的宽带演进，需要更大的带宽、长距离、大分支。典型的PON系统由多个终端(Optical Network Unit，ONU)通过光纤连接到光分离器(Splitter)，经光分离器汇聚之后通过主干光纤连接到光线路终端(Optical Line Terminate，OLT)。ONU通过TDMA(TimeDivision Multiple Access，时分多址)方式共享主干光纤。在网络升级过程中，ONU应该尽可能的保持不动或者低成本的微小改动，保护既有投资；提高光分离器分支比，意味着更大的光功率损耗。提高功率预算，在保持PON无源特性的前提下，目前通行的方式包括：引入相干接收技术，通过引入一个功率较高的本振光，将信号光进行放大，同时光电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，相干检测技术适合任何波段，但是目前的相干接收技术需要对本振光和信号光的频差进行精确控制，导致接收机的实现过程复杂，成本昂贵，一旦接收机端的频差出现较大误差，会造成光功率产生较大的损耗。
发明内容
本发明实施例提供了一种信号处理方法、光接收机以及光网络系统，解决了现有接收机中的相干接收技术需要对本振光和信号光的频差进行精确控制而导致的实现过程复杂，成本高昂的问题。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种信号处理方法，所述方法包括：
接收光网络单元发送的第一光信号；
产生第二光信号，对所述第二光信号进行相位调制，使得所述第二光信号在后半个周期的相位与所述第二光信号在前半个周期的相位相差90度，其中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；
将所述第一光信号进行偏振分光处理后，输出第三光信号和/或第四光信号；
将相位调制后的第二光信号进行偏振分光处理后，输出第五光信号和第六光信号，其中，所述第五光信号的偏振态与所述第六光信号的偏振态互相垂直；
将与所述第五光信号的偏振态相互平行的所述第三光信号或者所述第四光信号进行混频处理；和/或，将与所述第六光信号的偏振态相互平行的所述第四光信号或者第三光信号进行混频处理，以及光电转换后，输出一路或者两路电信号；
将所述输出的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。
本发明实施例提供了一种光接收机，所述光接收机包括：
第一接收器，用于接收光网路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相位调制器；
所述相位调制器，用于对所述第二光信号进行相位调制，使得所述第二光信号在后半个周期的相位与所述第二光信号在前半个周期的相位相差90度，其中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；
偏振分束器，用于将所述第一光信号进行偏振分光处理后，输出第三光信号和/或第四光信号；将相位调制后的第二光信号进行偏振分光处理后，输出第五光信号和第六光信号，其中，所述第五光信号的偏振态与所述第六光信号的偏振态互相垂直；
混频器，用于将与所述第五光信号的偏振态相互平行的所述第三光信号或者所述第四光信号进行混频处理，和/或，将与所述第六光信号的偏振态相互平行的所述第四光信号或者第三光信号进行混频处理，输出混频处理后的光信号给第一光电探测器；
第一光电探测器，用于检测到所述混频处理后的光信号后，经过光电转换，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。
本发明实施例提供了一种光网络系统，所述光网络系统至少包括：局端设备和光网络单元，，所述局端设备包括如上述任一项所述的光接收机。
本发明实施例提供的信号处理方法、光接收机以及光网络系统，通过接收光网络单元发送的第一光信号；产生第二光信号，对所述第二光信号进行相位调制，使得所述第二光信号在后半个周期的相位与所述第二光信号在前半个周期的相位相差90度，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二光信号分别通过偏振分光、混频处理以及光电探测器后，获得至少一路电信号；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。实施本实施例的方案，可以使本地产生的第二光信号在与第一光信号存在任意频差的情况下，都可以正确的进行相干接收，大大降低了系统实现的复杂度，最大可能的降低了系统升级成本和光功率损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的相位调制中每个周期时刻与相位旋转角度对应关系图；
图4是本发明实施例提供的一种光接收机的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种光接收机的具体结构示意图；
图6是本发明实施例提供的数据提取单元的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的TDMA PON系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程图。该实施例的执行主体为光接收机，参见图1，该实施例具体包括：
101、接收光网络单元发送的第一光信号；
102、产生第二光信号，对所述第二光信号进行相位调制，使得所述第二光信号在后半个周期的相位与所述第二光信号在前半个周期的相位相差90度，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；
该第二光信号由光接收机中的本振激光器产生。
103、将所述第一光信号与所述第二光信号分别通过偏振分光、混频处理以及光电探测器后，获得至少一路电信号；
104、将所述至少一路电信号经过运算处理，输出第三电信号；
通过步骤102的相位调制，使得在步骤104的运算处理中，可以将频差和相位差消除，使得该平方和信号不受第一光信号和第二光信号的频差和相位差的影响。
105、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信号处理方法，可以使本地产生的第二光信号在与第一光信号存在任意频差的情况下，都可以正确的进行相干接收，大大降低了系统实现的复杂度，最大可能的降低了系统升级成本和光功率损耗。
图2是本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程图。该实施例的执行主体为光接收机，参加图2，该实施例具体包括：
201、接收来自光网络单元的第一光信号ES，该第一光信号ES的一个周期为T；
其中，本实施例所述的周期是指比特周期，1个比特周期是指传输第一光信号ES中任意一个比特所需的时间。
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OLT(Optical Line Terminal，光缆终端设备)，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。
202、产生第二光信号，对第二光信号进行相位调制，使得所述第二光信号在后半个周期(T/2，T)的相位与所述第二光信号在前半个周期(0，T/2)的相位相差90度，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，该产生的第二光信号与该接收到的第一光信号的振动方向相同；
对与第二光信号的相位调制，可以理解为，通过相位调制，使得第二光信号的相位在(0，T/2)内不变，在(T/2，T)内进行90度反转；
将接收第一光信号ES的时刻视为0时刻，则对于第二光信号来说，第一光信号的比特周期的前半个周期为(0，T/2)，第一光信号的比特周期的后半个周期为(T/2，T)，在本实施例中，在(0，T/2)的时间内，不对第二光信号进行调制，输出同相量；在(T/2，T)时间内，将第二光信号的相位进行90度的反转，输出第二光信号的正交量。
优选地，该第二光信号可以由激光器产生，激光器具体可以为本振激光器。该相位调制可以通过相位调制器进行，该相位调制器周期性的产生正弦波和余弦波，在前半个周期产生正弦波对第二光信号进行调制，使得第二光信号的相位不变，在后半个周期产生余弦波，使得第二光信号的相位反转90度。相位调制中每个周期内时刻与反转相位对应关系可参见图3，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，则在(0，T/2)内对第二光信号的调制相位幅度为0，而在(T/2，T)内对第二光信号的调制相位幅度为π/2。
203、对该第一光信号ES进行偏振分光处理，得到第三光信号ESI和第四光信号ESQ，该第三光信号ESI为该第一光信号ES的垂直分量，该第四光信号ESQ为该第一光信号ES的水平分量；
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。
204、将该第二光信号ELO进行偏振分光处理，得到第五光信号ELOI和第六光信号ELOQ，该第五光信号ELOI为该第二光信号ELO的垂直分量，该第六光信号ELOQ为该第二光信号ELO的水平分量；
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。
在本实施例中，对第一光信号和第二光信号的偏振分光处理可以同步进行，也可以不同步进行，如果该偏振分光处理不同步进行，在后续步骤进行混频之前，需要对偏振分光处理后的输出进行时钟同步，该时钟同步可以通过时钟和数据恢复(Clock and Data Recovery，CDR)进行。
其中，步骤203和204中的分光处理可以通过偏振分束器(PBS，Polarization Beam Splitter)实现，当使用偏振分束器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。偏振分束器的类型可以有多种，本发明实施例不做具体限定。
205、将该第三光信号ESI与第五光信号ELOI进行混频处理，并将混频处理后的光信号进行光电转换，得到第一电信号其中，R为该光接收机的响应度，Ps为该第一光信号的功率，PLO为该第二光信号的功率，wIF为第一光信号和第二光信号的频差，θsig(t)-θLO(t)为第一光信号和第二光信号的相位差，t为时间；
在本实施例中，第五光信号和第三光信号分别为垂直分量，与第五光信号的偏振态相互平行的为第三光信号，因此在步骤205中，将第三光信号和第五光信号进行混频处理。
206、将该第四光信号ESQ与第六光信号ELOQ进行混频处理，并将混频处理后的光信号进行光电转换，得到第二电信号 I Q ( t ) = R P s P LO sin { w IF t + θ s ( t ) - θ LO ( t ) } ;
在本实施例中，第六光信号和第四光信号分别为水平分量，与第六光信号的偏振态相互平行的为第四光信号，因此在步骤206中，将第四光信号和第六光信号进行混频处理。
其中，步骤205和206中的耦合可以通过2×2混频器进行，混频器用于将两个光信号混合在一起，对于一个典型的2×2混频器来说，当2×2混频器的输入为E1与E2时，由公式
可以得到输出：
光电转换可以通过光电探测器进行，光电探测器用于将探测到的光信号转换为电信号输出，
其中，E1'、E2'经过光电转换后，得到I1、I2，如下式所示：
最终，
在通常的相干接收机中，要得到步骤205、206中所示的光信号的cos和sin电流分量，需要使用90度光混频器，成本很高，而这里采用的2×2混频器成本非常低，同时减少了2个平衡接收机，进一步降低了系统复杂度，后续电域处理，也会占用更少的资源，满足接入网低成本的需求。
在本实施例中，对各路光信号的混频以及光电转换可以同步进行，也可以不同步进行，如果该分光处理不同步进行，在后续步骤进行平方和运算之前，需要根据时钟信号对第一电信号和第二电信号进行处理。
207、根据时钟信号对该第一电信号进行半个周期的延时，并将延时后的第一电信号与第二电信号进行平方和运算，输出第三电信号II(t)2+IQ(t)2＝R2PS(t)PLO；
需要说明的是，第一电信号在每个比特周期的前半个周期的电信号为而第二电信号在每个比特周期的后半个周期的电信号为因此，在进行平方和运算之前，需要对第一电信号进行延时，使得延时后的第一电信号和第二电信号在进行平方和运算后，能够消除{wIFt+θs(t)-θLO(t)，也即是消除第一光信号和第二光信号的频率差的影响。
由步骤207可以看到，第一信号光和第二信号光的频差wIF和相位差θS(t)-θLO(t)都已经被消除，基带信号PS(t)已经被恢复出来。也就是说，经过这样的简单处理后，光接收机实现了与频差和相位差无关。
需要说明的是，一般情况下，接收到的第一光信号经过偏振分光处理可以获得两束偏振态正交的光信号，而在接收到的第一光信号只包含一种偏振态的情况下，经过偏振分光处理后可能获得一束光信号，即第三光信号或第四光信号，则当仅输出第三光信号时，将第三光信号与第五光信号混频，当仅输出第四光信号时，将第四光信号与第六光信号混频，分别经过光电转换后，输出一路电信号，而在进行平方和运算时，将该电信号进行半个周期的延时，并将延时后的电信号与输出的电信号进行平方和运算，以获取第三电信号。其中，该混频并不影响各个光信号，而仅是将多条光信号混合为一条光信号进行传输。
208、根据所述输出第三电信号II(t)2+IQ(t)2＝R2PS(t)PLO获取所述第一光信号的基带信号PS(t)，对所述基带信号PS(t)进行数据恢复处理，恢复出数据信号并发送出去。
本领域技术人员可以获知，第一光信号经过数据与时钟恢复单元，触发门限值的提取和后续的过滤单元，完成电信号的采样、恢复，根据时钟信号恢复数据，完成整个相干接收过程。
该步骤208可通过软件算法、处理器processor或数字信号处理(Digital Signal 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。
另外，根据数据恢复过程中提取的数据还可以进一步评估计算比特周期，并根据估算出的比特周期对接收机的相位调制过程中的时钟进行调整。
本实施例提供的方法，可以使本地产生的第二光信号在与第一光信号存在任意频差的情况下，都可以正确的进行相干接收，大大降低了系统实现的复杂度，最大可能的降低了系统升级成本和光功率损耗。该方法适合各种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，无需窄线宽，可以实现高接收灵敏度，提高功率预算。同时，解决了由于ONU波长不稳定，导致相干解调时中频漂移的问题，允许在任意频差范围内进行准确的基带信号恢复，
图4是本发明实施例提供的一种光接收机的结构示意图。该光接收机可以位于局端设备，该局端设备具体可以为OLT，参见图4，光接收机包括但不限于：第一接收器401、激光器402、相位调制器403、两个偏振分束器404、至少一个混频器405、第一光电探测器406、处理器407、数据提取单元408和第二接收器409，
第一接收器401，用于接收光网路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。
激光器402，用于产生第二光信号，将所述第二光信号发送到相位调制器403；
其中，该产生的第二光信号与该接收到的第一光信号的振动方向相同；
所述相位调制器403，用于对所述第二光信号进行相位调制，使得所述第二光信号在后半个周期的相位与所述第二光信号在前半个周期的相位相差90度，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，该相位调制器周期性的产生正弦波和余弦波，在前半个周期产生正弦波对第二光信号进行调制，使得第二光信号的相位不变，在后半个周期产生余弦波，使得第二光信号的相位反转90度。相位调制中每个周期内时刻与反转相位对应关系可参见图3，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，则在(0，T/2)内对第二光信号的调制相位幅度为0，而在(T/2，T)内对第二光信号的调制相位幅度为π/2。
所述偏振分束器404，用于将所述第一光信号与所述第二光信号分别通过偏振分光后，将所述偏振分光后的光信号输入到混频器405；
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。
优选地，所述偏振分束器404，具体用于将所述第一光信号进行偏振分光处理后，输出第三光信号和/或第四光信号；将所述相位调制后的第二光信号进行偏振分光处理后，输出第五光信号和第六光信号，其中，所述第五光信号的偏振态与所述第六光信号的偏振态互相垂直。
所述混频器405，用于将所述偏振分光后的光信号进行混频处理；
优选地，所述混频器405，具体用于将与所述第五光信号的偏振态相互平行的所述第三光信号或者所述第四光信号进行混频处理，和/或，将与所述第六光信号的偏振态相互平行的所述第四光信号或者第三光信号进行混频处理，输出混频处理后的光信号给光电探测器。
第一光电探测器406，用于检测到所述混频处理后的光信号后，经过光电转换，输出至少一路电信号；
处理器407，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；
优选地，所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号，所述处理器407，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幅值与所述第一光信号和所述第二光信号的频率差无关。
数据提取单元408，用于根据所述第三电信号，恢复出数据信号；
第二接收器409，用于将所述恢复出的数据信号发送出去。
优选地，参见图6，所述数据提取单元408还包括：第二光电探测器408a以及数据和时钟恢复单元408b；
所述第二光电探测器408a，用于检测到所述第三电信号后，输入到数据和时钟恢复单元；
所述数据和时钟恢复单元408b，用于根据所述第三电信号，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。
本领域技术人员可以获知，第一光信号经过第二光电探测器408a、数据和时钟恢复单元408b，完成电信号的采样、恢复，根据时钟信号恢复数据，完成整个相干接收过程。
图4所示的光接收机中仅包括一个混频器405，在第一接收器401接收到的第一光信号只包含一种偏振态的情况下，经过偏振分束器404的偏振分光处理后可能输出一束光信号，即第三光信号或第四光信号，则当仅输出第三光信号时，混频器405将第三光信号与第五光信号混频，当仅输出第四光信号时，混频器405将第四光信号与第六光信号混频，分别经过第一光电探测器406进行光电转换后，输出一路电信号，而在处理器407进行平方和运算时，将该电信号进行半个周期的延时，并将延时后的电信号与输出的电信号进行平方和运算，以获取第三电信号。
图5为本发明实施例提供的一种光接收机的结构示意图。该光接收机中包含两个混频器405a和405b，该混频器405a和405b与混频器405的具体功能相同，该两个混频器405a和405b分别用于对两个偏振分束器404a和404b所输出的光信号进行混频。需要说明的是，一般情况下，接收到的第一光信号经过偏振分束器可以输出两束偏振态正交的光信号，具体地，偏振分束器404a对该第一光信号ES进行偏振分光处理，得到第三光信号ESI和第四光信号ESQ，该第三光信号ESI为该第一光信号ES的垂直分量，该第四光信号ESQ为该第一光信号ES的水平分量，将第三光信号ESI输出给混频器405a，第四光信号输出给混频器405b；偏振分束器404b对该第二光信号ELO进行偏振分光处理，得到第五光信号ELOI和第六光信号ELOQ，该第五光信号ELOI为该第二光信号ELO的垂直分量，该第六光信号ELOQ为该第二光信号ELO的水平分量，将第五光信号ELOI输出给混频器405a，将第六光信号ELOQ输出给混频器405b；混频器405a对该第三光信号ESI与第五光信号ELOI进行混频处理，并将混频处理后的光信号进行光电转换，输出第一电信号其中，R为该光接收机的响应度，Ps为该第一光信号的功率，PLO为该第二光信号的功率，wIF为第一光信号和第二光信号的频差，θsig(t)-θLO(t)为第一光信号和第二光信号的相位差，t为时间；混频器405b对该第四光信号ESQ与第六光信号ELOQ进行混频处理，并将混频处理后的光信号进行光电转换，输出第二电信号处理器407根据时钟信号对该第一电信号进行半个周期的延时，并将延时后的第一电信号与第二电信号进行平方和运算，输出第三电信号II(t)2+IQ(t)2＝R2PS(t)PLO。在进行平方和运算之前，需要对第一电信号进行延时，使得延时后的第一电信号和第二电信号在进行平方和运算后，能够消除{wIFt+θs(t)-θLO(t)，也即是消除第一光信号和第二光信号的频率差的影响。
一般情况下，接收到的第一光信号经过偏振分光处理可以获得两束偏振态正交的光信号，而其中，该混频并不影响各个光信号，而仅是将多条光信号混合为一条光信号进行传输。在通常的相干接收机中，要得到光信号的cos和sin电流分量，需要使用90度光混频器，成本很高，而这里采用的2×2混频器成本非常低，同时减少了2个平衡接收机，进一步降低了系统复杂度，后续电域处理，也会占用更少的资源，满足接入网低成本的需求。
本实施例提供的光接收机，可以使本地产生的第二光信号在与第一光信号存在任意频差的情况下，都可以正确的进行相干接收，大大降低了系统实现的复杂度，最大可能的降低了系统升级成本和光功率损耗，进一步地，无需使用90度光混频器，结构简单。
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。
本发明实施例还提供了一种光网络系统，如图7所示，所述光网络系统700至少包括：光线路终端702和光网络单元708，当所述光网络系统为时分复用光网络TDMA PON系统，所述光线路终端702通过光分配网706与所述至少一个光网络单元708连接，其中，所述光线路终端702和/或光网络单元708包括光接收机704，其中所述光接收机704的结构示意图可以为图4或者图5所示的任意一种光接收机；当所述光网络系统为波分复用光网络WDMPON系统，所述光线路终端通过波分复用器与光网络单元连接，其中，所述光线路终端和/或光网络单元包括光接收机，其中所述光接收机的结构示意图可以为图4或者图5所示的任意一种光接收机。
进一步地，该局端设备的光接收机接收光网络单元通过光分配网络发送的第一光信号，并在本地产生第二光信号，对所述第二光信号进行相位调制，使得所述第二光信号在后半个周期的相位与所述第二光信号在前半个周期的相位相差90度，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二光信号分别通过偏振分光、混频处理以及光电探测器后，获得至少一路电信号；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，用于接收光网路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相位调制器；
所述相位调制器，用于对所述第二光信号进行相位调制，使得所述第二光信号在后半个周期的相位与所述第二光信号在前半个周期的相位相差90度，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；
所述偏振分束器，用于将所述第一光信号与所述第二光信号分别通过偏振分光后，将所述偏振分光后的光信号输入到混频器；
所述混频器，用于将所述偏振分光后的光信号进行混频处理；
第一光电探测器，用于检测到所述混频处理后的光信号后，经过光电转换，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。
进一步地，所述偏振分束器，具体用于将所述第一光信号进行偏振分光处理后，输出第三光信号和/或第四光信号；将所述相位调制后的第二光信号进行偏振分光处理后，输出第五光信号和第六光信号，其中，所述第五光信号的偏振态与所述第六光信号的偏振态互相垂直。
混频器，具体用于将与所述第五光信号的偏振态相互平行的所述第三光信号或者所述第四光信号进行混频处理，和/或，将与所述第六光信号的偏振态相互平行的所述第四光信号或者第三光信号进行混频处理，输出混频处理后的光信号给光电探测器。
所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号，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幅值与所述第一光信号和所述第二光信号的频率差无关。
数据提取单元还包括：第二光电探测器以及数据和时钟恢复单元；
所述第二光电探测器，用于检测到所述第三电信号后，输入到数据和时钟恢复单元；
所述数据和时钟恢复单元，用于根据所述第三电信号，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。
本实施例提供的光接收机，可以使本地产生的第二光信号在与第一光信号存在任意频差的情况下，都可以正确的进行相干接收，大大降低了系统实现的复杂度，最大可能的降低了系统升级成本和光功率损耗，进一步地，无需使用90度光混频器，结构简单。
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较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种信号处理方法，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；
产生第二光信号，对所述第二光信号进行相位调制，使得所述第二光信号在后半个周期的相位与所述第二光信号在前半个周期的相位相差90度，其中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；
将所述第一光信号进行偏振分光处理后，输出第三光信号和/或第四光信号；
将相位调制后的第二光信号进行偏振分光处理后，输出第五光信号和第六光信号，其中，所述第五光信号的偏振态与所述第六光信号的偏振态互相垂直；
将与所述第五光信号的偏振态相互平行的所述第三光信号或者所述第四光信号进行混频处理；和/或，将与所述第六光信号的偏振态相互平行的所述第四光信号或者第三光信号进行混频处理，以及光电转换后，输出一路或者两路电信号；
将所述输出的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所述的方法，其特征在于，所述将所述输出的电信号经过运算处理，输出第三电信号，具体包括：
所述输出的电信号包括第一电信号和第二电信号，
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幅值与所述第一光信号和所述第二光信号的频率差无关。
3.根据权利要求1所述的方法，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：
根据所述第三电信号，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。
4.一种光接收机，其特征在于，所述光接收机包括：
第一接收器，用于接收光网路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相位调制器；
所述相位调制器，用于对所述第二光信号进行相位调制，使得所述第二光信号在后半个周期的相位与所述第二光信号在前半个周期的相位相差90度，其中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；
偏振分束器，用于将所述第一光信号进行偏振分光处理后，输出第三光信号和/或第四光信号；将相位调制后的第二光信号进行偏振分光处理后，输出第五光信号和第六光信号，其中，所述第五光信号的偏振态与所述第六光信号的偏振态互相垂直；
混频器，用于将与所述第五光信号的偏振态相互平行的所述第三光信号或者所述第四光信号进行混频处理，和/或，将与所述第六光信号的偏振态相互平行的所述第四光信号或者第三光信号进行混频处理，输出混频处理后的光信号给第一光电探测器；
第一光电探测器，用于检测到所述混频处理后的光信号后，经过光电转换，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。
5.根据权利要求4所述的光接收机，其特征在于，所述输出的电信号包括第一电信号和第二电信号，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幅值与所述第一光信号和所述第二光信号的频率差无关。
6.根据权利要求4所述的光接收机，其特征在于，所述数据提取单元还包括：第二光电探测器以及数据和时钟恢复单元；
所述第二光电探测器，用于检测到所述第三电信号后，输入到数据和时钟恢复单元；
所述数据和时钟恢复单元，用于根据所述第三电信号，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。
7.一种光网络系统，所述光网络系统至少包括：局端设备和光网络单元，其特征在于，所述局端设备包括如权利要求4至6任一项所述的光接收机，和/或，所述光网络单元包括如权利要求4至6任一项所述的光接收机。
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