CN102884735B - 光突发信号接收方法、装置和一种光突发信号接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供光突发信号接收方法、装置和一种光突发信号接收机，以在快速可调本振光源的瞬态效应期间也能承载净荷数据，提高传输效率。所述方法包括：接收光突发信号，所述光突发信号包括在瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]内接收到的净荷数据和第一训练序列组，所述Ta是所述瞬态效应的开始时刻，所述Tb是所述瞬态效应的结束时刻，所述第一训练序列组包括至少两个重复的第一训练序列；使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应；对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿；恢复在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的所述净荷数据。

Description

光突发信号接收方法、装置和一种光突发信号接收机
技术领域
本发明涉及光通信领域，尤其涉及光突发信号接收方法、装置和一种光突发信号接收机。
背景技术
当前光通信网络中的光信号包括连续模式的光信号和突发模式的光信号。其中，突发模式的光信号简称为光突发信号。与连续模式的光信号不同的是，一个完整的光突发信号实际上包括一段有光信号和一段无光信号，且有光信号和无光信号间隔重复出现。目前，光突发信号已广泛应用于网络接入层，例如，无源光网络（Passive Optical Network，PON）中。在更大范围上，未来可能演进的全光交换网，例如，光突发交换网或光分组交换网，也将使用光突发信号。以光突发交换网或光分组交换网为例，由一个源节点去往一个宿节点的信息调制在一个光突发上，不同的光突发信号可能被传送和交换到不同的宿节点。某个宿节点接收到的光突发信号，可能是载于不同波长（或频率）、具有不同的光强（或幅度）和相位的光波。
为了能够接收上述光突发信号，有必要设计相应的光突发接收机。对于较低速率（例如，速率不大于10Gb/s）、幅度调制的光突发信号，相应的光突发接收机和相关技术已经成熟，并用于或将用于G比特或10G比特的PON。然而，对于较高速率（例如，速率为40Gb/s、100Gb/s或更高）、相位调制或高阶调制的光突发信号，相关技术刚开始研究。
现有技术提供的一种突发光信号接收方法是：将收到的经模数转换得到的信号在预采样后分成两路，一路进入一个预处理模块通过一部分算法处理进行收敛，另一路进入一个缓存模块。等到进行的算法收敛后，预处理模块将计算出来的相关参数提供给位于缓存模块之后的数字信号处理处理（Digital SigalProcessing，DSP）模块以进行数据恢复。
由于相对于微秒级的光突发包（光突发信号的数据内容）的长度而言，传统DSP的收敛速度较慢，例如，DSP收敛时间为4us，而一个光突发包时长5us（这意味着该光突发的前4us时间都是用于算法收敛，而只有最后1us才能恢复数据，即，前4us不能真正用于承载数据，而只有后1us才用于承载数据），即，有效净荷只占20%，传输效率很低。因此，上述现有技术提供的突发光信号接收方法中将信号在预采样后分成两路的处理模式，在一定程度上提高了有效净荷。然而，上述现有技术中预处理模块使用的算法并没有增加收敛速度，有效净荷的提高是通过增加预处理模块和缓存模块来实现，而增加预处理模块在一定程度上增加了硬件资源，而增加缓存模块则增加了时延，成本功耗也随之加大。
发明内容
本发明实施例提供光突发信号接收方法、装置和一种光突发信号接收机，以在快速可调本振光源的瞬态效应期间也能承载净荷数据，提高传输效率。
本发明的一方面提供一种光突发信号接收方法，所述方法包括：
接收光突发信号，所述光突发信号包括瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的净荷数据和第一训练序列组，所述Ta是所述瞬态效应的开始时刻，所述Tb是所述瞬态效应的结束时刻，所述第一训练序列组包括至少两个重复的第一训练序列；
使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应；
对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿；
恢复在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的所述净荷数据。
本发明的另一方面提供一种光突发信号接收装置，所述装置包括：
接收模块，用于接收光突发信号，所述光突发信号包括瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的净荷数据和第一训练序列组，所述Ta是所述瞬态效应的开始时刻，所述Tb是所述瞬态效应的结束时刻，所述第一训练序列组包括至少两个重复的第一训练序列；
估计模块，用于使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应；
补偿模块，用于对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿；
数据恢复模块，用于恢复在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的所述净荷数据，所述Ta是所述瞬态效应的开始时刻，所述Tb是所述瞬态效应的结束时刻。
从上述本发明实施例可知，由于可以使用光突发信号中包含的第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应，并对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿，使得快速可调本振光源的瞬态效应那一段时间变成稳态持续时间。因此，与现有的突发光信号接收方法相比，本发明实施例提供的突发光信号接收方法不以增加硬件资源和/或成本功耗为前提，在快速可调本振光源的瞬态效应持续时间也能够承载净荷数据，从而大幅提高的了净荷利用率和带宽利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对现有技术或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性的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的光突发信号接收方法流程示意图；
图2a是快速可调本振光源在瞬态效应期间的功率曲线图；
图2b是快速可调本振光源在瞬态效应期间的频率曲线图；
图3a是本发明实施例提供的第一训练序列的开始时刻等于快速可调本振光源瞬态效应的开始时刻示意图；
图3b是本发明实施例提供的第一训练序列的开始时刻大于快速可调本振光源瞬态效应的开始时刻示意图；
图4是本发明实施例提供的光突发信号包含的第一训练序列、第二训练序列和第三训练序列的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图；
图6是本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图；
图7是本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图；
图8是本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图；
图9a是本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图；
图9b是本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图；
图9c是本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图；
图10a是本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图；
图10b是本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图；
图10c是本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供光突发信号接收方法、装置和一种光突发信号接收机，以在快速可调本振光源的瞬态效应期间也能承载净荷数据，提高带宽利用率。
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做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。
请参阅附图1，是本发明实施例提供的光突发信号接收方法流程示意图。主要包括步骤S101、步骤S102、步骤S103和步骤S104：
S101，接收光突发信号，所述光突发信号包括在瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]内接收到的净荷数据和第一训练序列组，所述Ta是所述瞬态效应的开始时刻，所述Tb是所述瞬态效应的结束时刻，所述第一训练序列组包括至少两个重复的第一训练序列。
在本发明实施例中，接收的光突发信号在瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]内除了包括净荷（pay load）数据，还包括加入的第一训练序列组，用于对一些光源的瞬态效应进行估计。第一训练序列组包括至少两个重复的第一训练序列，而每个第一训练序列可以是包括若干重复的X偏振态的序列Ex和若干重复的Y偏振态的序列EY。为了描述的方便，以下使用Bx表示第一训练序列中X偏振态的部分，使用BY表示第一训练序列中Y偏振态的部分，即，Bx=[ExEx…ExEx]，BY=[EYEY…EYEY]，Ex和EY都可以是短序列。
S102，使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应。
现有的光突发信号接收机在接收光突发信号时，是将本地振荡器（LocalOscillator，LO）产生的光源和接收到的光突发信号分别接入一个偏振分光器，然后进入光混频器。从光混频器输出的信号输入至光探测器进行光电转换。转换后输出的电信号经过自动增益放大器放大后进入模数转换器。最后，经过数字信号处理器（Digital Signal Proccessor，DSP）一系列的相关处理，恢复出由光波承载的原始数据。由于每个光突发信号持续时间很短（例如，微秒量级），整个光突发信号接收机、尤其是DSP需要快速响应以便及时恢复出数据。因此，上述现有的光突发信号接收机可能无法正常接收光突发信号以及从中恢复由光波承载的原始数据。
在光突发交换网络中，到达每个光突发信号接收机的光突发信号有可能是载于不同波长的光波上。因此，为了使LO产生的光源的波长能够与每个收到的光突发信号的波长保持一致，上述现有的光突发信号接收机中的LO可以使用快速可调的本地振荡器（Fast Tunable Local Oscillator，FTLO）代替。
由于目前的FTLO大多是基于半导体激光器，而半导体激光器因为载流子和光子的弛豫时间，在快速调节波长之后会有一段瞬态效应（transients effect）过程。在瞬态效应期间，产生的光源的功率、波长（或频率）和线宽等仍然处于快速变化的状态。瞬态效应过后，FTLO所产生的光源的功率、波长和线宽才变得稳定，如附图2a和附图2b所示，分别是FTLO所产生的光源在瞬态效应期间的功率曲线图和频率曲线图。为了描述的方便，在本发明实施例中，将FTLO所产生的光源简称为快速可调本振光源。在FTLO瞬态效应期间，由于快速可调本振光源的功率、波长（或频率）和线宽的快速变化，导致从光探测器输出的电信号也快速变化，一般的DSP的响应速度跟不上这种快速变化，如此，很难通过数字信号处理恢复光突发信号中承载的原始数据。换言之，现有的光突发信号接收机，即使使用FTLO代替了LO，在FTLO的瞬态效应期间通常不能承载净荷数据。
为了使得光突发信号接收机能够在FTLO的瞬态效应期间也能承载净荷数据，从而提高传输效率，在本发明实施例中，可以使用步骤S101中加入的第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应，然后对快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿，如此，快速可调本振光源的瞬态效应的那一段时间变成了“稳态”持续时间，于是，可以在这段“稳态”持续时间承载净荷数据。
S103，对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿。
所谓补偿，即是根据上述步骤S102估计出的瞬态效应，对瞬态效应持续时间内的净荷数据进行相应的逆向处理，以完全消除瞬态效应带来的影响。换言之，补偿的最终目的或效果是将快速可调本振光源的瞬态效应的那一段时间变成“稳态”持续时间，以便在这段“稳态”持续时间也能够承载净荷数据。
S104，恢复在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]内接收到的所述净荷数据。
经过上述瞬态效应补偿之后，该段净荷数据已可以看成普通的相干接收数据，可以采用常规的相干接收算法进行解调，恢复在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的所述净荷数据。在本发明实施例中，相干解调算法可以是基于循环反馈的自适应算法，也可以是基于训练序列的前馈算法，本发明对具体的相干解调算法不做限定。
从上述本发明实施例提供的光突发信号接收方法可知，由于可以使用光突发信号中包含的第一训练序列估计快速可调本振光源的瞬态效应，并对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿，使得快速可调本振光源的瞬态效应那一段时间变成稳态持续时间。因此，与现有的突发光信号接收方法相比，本发明实施例提供的突发光信号接收方法不以增加硬件资源和/或成本功耗为前提，在快速可调本振光源的瞬态效应持续时间也能够承载净荷数据，从而大幅提高的了信道的传输效率。
若第一训练序列组持续时间表示为[Tc，Td]，其中，Tc是所述第一训练序列组的开始时刻，Td是所述第一训练序列组的结束时刻。由于需要使用第一训练组序列估计快速可调本振光源的整个瞬态效应，因此，需要第一训练序列组在整个瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]内具有重复的第一训练序列存在，使用数学关系表示即Td大于Tb。至于第一训练序列组的开始时刻Tc与瞬态效应的开始时刻Ta的关系，可以是Tc等于Ta，如附图3a所示，也可以是Tc大于Ta，如附图3b所示。显然，附图3a所示情形表示的是在快速可调本振光源的波长切换之时包含第一训练序列组的光突发信号即到达接收机，附图3b所示情形表示的是在快速可调本振光源的波长切换之后一段时间包含第一训练序列组的光突发信号才到达接收机。
如前所述，快速可调本振光源的瞬态效应（transients effect）实际上包括快速可调本振光源的功率瞬变（power transients）、快速可调本振光源的频率瞬变（frequency transients）和快速可调本振光源的相位瞬变（phase transients）等等。
作为使用第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应的第一实施例，可以使用快速可调本振光源将所述第一训练序列中X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号，然后对所述电信号的功率进行采样，最后，使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的功率曲线，以所述功率曲线作为所述快速可调本振光源的功率瞬变。在本实施例中，一维插值算法可以根据实际情况从线性插值、拉格朗日插值、牛顿插值、拉米尔插值或三次样条插值等算法中选取。
作为使用第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应的第二实施例，可以使用快速可调本振光源将所述第一训练序列中X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号，然后对所述电信号的频率进行采样，最后，使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的频率曲线，以所述频率曲线作为所述快速可调本振光源的频率瞬变。同样地，在本实施例中，一维插值算法可以根据实际情况从线性插值、拉格朗日插值、牛顿插值、拉米尔插值或三次样条插值等算法中选取。
需要说明的是，上述使用一维插值算法计算电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的频率曲线，具体可以是在每个Bx或BY出现时，计算其中包括的每个Ex或EY之间的相位变化；由于单位时间内的相位变化就是频率，因此，计算出了每个Ex或EY之间的相位变化相当于近似估计出频率。多个Bx或BY就可以估计出多个频率采样点，从而通过插值拟出整个频率曲线。
作为使用第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应的第三实施例，可以使用快速可调本振光源将所述第一训练序列中X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号，然后对所述电信号的相位进行采样，最后，使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的相位曲线，以所述相位曲线作为所述快速可调本振光源的相位瞬变。同样地，在本实施例中，一维插值算法可以根据实际情况从线性插值、拉格朗日插值、牛顿插值、拉米尔插值或三次样条插值等算法中选取。
需要进一步说明的是，为了提高快速可调本振光源的瞬态效应的估计准确度，可以增加Bx或BY中X偏振态的序列Ex或Y偏振态的序列EY的数目。
在本发明实施例中，可以在光突发信号中位于第一训练序列组中某个第一训练序列之前的位置加入第二训练序列，第二训练序列也包括X偏振态的部分和Y偏振态的部分。为了下文描述方便，第二训练序列的X偏振态的部分使用Ax表示，第二训练序列的Y偏振态的部分使用AY表示，Ax和AY分别包括若干序列Dx和DY，即，Ax=[+Dx+Dx…-Dx+Dx]，AY=[+DY+DY…-DY+DY]。光突发信号中加入了第二训练序列，可以在使用第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应之前，使用所述第二训练序列估计所述光突发信号的起始位置，即，基于训练序列Ax和AY恢复数据帧（光突发信号）的时钟。具体地，可以是基于序列Dx或DY及其延迟的自相关，X偏振态的Ax和Y偏振态的AY产生两个重叠的尖峰用于指示数据帧的帧头。为了更加准确地指示数据帧的帧头，在本发明实施例中，还可以将由X偏振态的Ax和Y偏振态的AY产生的尖峰叠加。
在本发明实施例中，也可以在光突发信号中位于第一训练序列组中某个第一训练序列之后的位置加入第三训练序列，第三训练序列包括X偏振态的部分和Y偏振态的部分。为了下文描述方便，第三训练序列的X偏振态的部分使用Cx表示，第三训练序列的Y偏振态的部分使用CY表示，Cx和CY分别包括若干序列Fx和FY，即，Cx=[FxFx…FxFx]，CY=[FYFY…FYFY]，其中，Fx可以是伪随机序列，也可以是其他合适的序列，而FY是Fx的移位正交序列。光突发信号中加入了第三训练序列后，对快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿之后，可以使用所述第三训练序列对系统的信道进行估计和均衡。首先，可以使用序列Cx和序列CY来估计数据帧帧头（header）相位噪声和信道特性，方法是估计相邻的Fx或FY相位变化后“插值”。然后，利用序列Cx和序列CY进行信道估计和均衡，可以是使用硬件实现高效的频域处理方法。例如，对于一个2×2多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）系统，估计信道矩阵系数(Hxx，Hxy，Hyx，Hyy)，然后计算均衡器的矩阵系数，其可以是基于最小均方误差方法（Minimum Mean Square Error，MMSE）。相对于现有技术采用盲均衡的方法，例如，基于恒模算法（Constant Modulus Algorithm，CMA）等，该方法提供快速和稳定的信道均衡，与实际信道特性无关。
整个DSP架构后续还包括时间恢复，相位均衡和恢复等模块。本领域技术人员应该熟悉相关技术，不再赘述。最终DSP输出的是恢复出的数据。
附图4给出了本发明实施例中所接收到的光突发信号包含的第一训练序列、第二训练序列和第三训练序列的结构示意图。
请参阅附图5，是本发明实施例提供的光突发信号接收装置结构示意图。为了便于说明，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分。附图5示例的光突发信号接收装置包括接收模块501、估计模块502、补偿模块503和数据恢复模块504，其中：
接收模块501，用于接收光突发信号，所述光突发信号包括瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的净荷数据和第一训练序列组，所述Ta是所述瞬态效应的开始时刻，所述Tb是所述瞬态效应的结束时刻，所述第一训练序列组包括至少两个重复的第一训练序列。
在本实施例中，接收模块501接收的光突发信号在瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]内除了包括净荷（pay load）数据，还包括加入的第一训练序列组，用于对一些光源的瞬态效应进行估计。第一训练序列组包括至少两个重复的第一训练序列，而每个第一训练序列可以是包括若干重复的X偏振态的序列Ex和若干重复的Y偏振态的序列EY。为了描述的方便，以下使用Bx表示第一训练序列中X偏振态的部分，使用BY表示第一训练序列中Y偏振态的部分，即，Bx=[ExEx…ExEx]，BY=[EYEY…EYEY]，Ex和EY都可以是短序列。
估计模块502，用于使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应。
补偿模块503，用于对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿。
为了使得光突发信号接收机能够在FTLO的瞬态效应期间也能承载净荷数据，从而提高传输效率，在本实施例中，估计模块502可以使用加入的第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应，然后补偿模块503对快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿。所谓补偿，即是补偿模块503根据估计模块502估计出的瞬态效应，对瞬态效应持续时间内的净荷数据进行相应的逆向处理，以完全消除瞬态效应带来的影响。换言之，补偿的最终目的或效果是将快速可调本振光源的瞬态效应的那一段时间变成“稳态”持续时间，以便在这段“稳态”持续时间也能够承载净荷数据。
数据恢复模块504，用于恢复在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的所述净荷数据。
经过补偿模块503的瞬态效应补偿之后，该段净荷数据已可以看成普通的相干接收数据，数据恢复模块504可以采用常规的相干接收算法进行解调，恢复在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的所述净荷数据。在本实施例中，相干解调算法可以是基于循环反馈的自适应算法，也可以是基于训练序列的前馈算法，本发明对具体的相干解调算法不做限定。
从上述本发明实施例提供的光突发信号接收装置可知，由于估计模块可以使用光突发信号中包含的第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应，而补偿模块可以对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿，使得快速可调本振光源的瞬态效应那一段时间变成稳态持续时间。因此，与现有的突发光信号接收方法相比，本发明实施例提供的突发光信号接收装置不以增加硬件资源和/或成本功耗为前提，在快速可调本振光源的瞬态效应持续时间也能够承载净荷数据，从而大幅提高的了净荷利用率和带宽利用率。
需要说明的是，以上突发光信号接收装置的实施方式中，各功能模块的划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述突发光信号接收装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。而且，实际应用中，本实施例中的相应的功能模块可以是由相应的硬件实现，也可以由相应的硬件执行相应的软件完成，例如，前述的估计模块，可以是具有执行前述使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应的硬件，例如估计器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备；再如前述的补偿模块，可以是具有执行前述对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿功能的硬件，例如补偿器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备（本说明书提供的各个实施例都可应用上述描述原则）。
附图5示例的光突发信号接收装置中，第一训练序列组持续时间为[Tc，Td]，其中，Tc是所述第一训练序列组的开始时刻，Td是所述第一训练序列组的结束时刻，且Td大于所述Tb。由于需要使用第一训练组序列估计快速可调本振光源的整个瞬态效应，因此，需要第一训练序列组在整个瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]内具有重复的第一训练序列存在，使用数学关系表示即Td大于Tb。至于第一训练序列组的开始时刻Tc与瞬态效应的开始时刻Ta的关系，可以是Tc等于Ta，如附图3a所示，也可以是Tc大于Ta，如附图3b所示。显然，附图3a所示情形表示的是在快速可调本振光源的波长切换之时包含第一训练序列组的光突发信号即到达接收机，附图3b所示情形表示的是在快速可调本振光源的波长切换之后一段时间包含第一训练序列组的光突发信号才到达接收机快速可调本振光源的瞬态效应（transients effect）实际上包括快速可调本振光源的功率瞬变（power transients）、快速可调本振光源的频率瞬变（frequencytransients）和快速可调本振光源的相位瞬变（phase transients）等等。
附图5示例的估计模块502可以包括下变频单元601、第一采样单元602和第一插值单元603，如附图6所示本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置，其中：
下变频单元601，用于使用所述快速可调本振光源将所述X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号；
第一采样单元602，用于对所述电信号的功率进行采样；
第一插值单元603，用于使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的功率曲线，以所述功率曲线作为所述快速可调本振光源的功率瞬变。在本实施例中，一维插值算法可以根据实际情况从线性插值、拉格朗日插值、牛顿插值、拉米尔插值或三次样条插值等算法中选取。
附图5示例的估计模块502也可以包括下变频单元701、第二采样单元702和第二插值单元703，如附图7所示本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置，其中：
下变频单元701，用于使用所述快速可调本振光源将所述X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号；
第二采样单元702，用于对所述电信号的频率进行采样；
第二插值单元703，用于使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的频率曲线，以所述频率曲线作为所述快速可调本振光源的频率瞬变。同样地，在本实施例中，一维插值算法可以根据实际情况从线性插值、拉格朗日插值、牛顿插值、拉米尔插值或三次样条插值等算法中选取。
附图5示例的估计模块502也可以包括下变频单元801、第三采样单元802和第三插值单元803，如附图8所示本发明另一实施例提供的光突发信号接收装置，其中：
下变频单元801，用于使用所述快速可调本振光源将所述X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号；
第三采样单元802，用于对所述电信号的相位进行采样；
第三插值单元803，用于使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的相位曲线，以所述相位曲线作为所述快速可调本振光源的相位瞬变。同样地，在本实施例中，一维插值算法可以根据实际情况从线性插值、拉格朗日插值、牛顿插值、拉米尔插值或三次样条插值等算法中选取。
附图6至图8任一示例的光突发信号接收装置中，所述光突发信号还包括位于所述第一训练序列之前的第二训练序列。附图6至图8任一示例的光突发信号接收装置还可以包括时钟提取模块901，如附图9a、附图9b和附图9c任一示例提供的光突发信号接收装置。时钟提取模块901用于使用所述第二训练序列估计所述光突发信号的起始位置。
在附图9a、附图9b或附图9c示例的光突发信号接收装置中，第二训练序列也包括X偏振态的部分和Y偏振态的部分。为了下文描述方便，第二训练序列的X偏振态的部分使用Ax表示，第二训练序列的Y偏振态的部分使用AY表示，Ax和AY分别包括若干序列Dx和DY，即，Ax=[+Dx+Dx…-Dx+Dx]，AY=[+DY+DY…-DY+DY]。光突发信号中加入了第二训练序列，可以在使用第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应之前，使用所述第二训练序列估计所述光突发信号的起始位置，即，基于训练序列Ax和AY恢复数据帧（光突发信号）的时钟。具体地，可以是基于序列Dx或DY及其延迟的自相关，X偏振态的Ax和Y偏振态的AY产生两个重叠的尖峰用于指示数据帧的帧头。为了更加准确地指示数据帧的帧头，在本发明实施例中，还可以将由X偏振态的Ax和Y偏振态的AY产生的尖峰叠加。
附图6至图8任一示例的光突发信号接收装置中，所述光突发信号包括位于所述第一训练序列组中某个第一训练序列之后的第三训练序列。附图6至图8任一示例的光突发信号接收装置还可以包括信道均衡模块1001，如附图10a、附图10b和附图10c任一示例提供的光突发信号接收装置。信道均衡模块1001用于使用所述第三训练序列对系统的信道进行估计和均衡。
在附图10a、附图10b或附图10c示例的光突发信号接收装置中，第三训练序列包括X偏振态的部分和Y偏振态的部分。为了下文描述方便，第三训练序列的X偏振态的部分使用Cx表示，第三训练序列的Y偏振态的部分使用CY表示，Cx和CY分别包括若干序列Fx和FY，即，Cx=[FxFx…FxFx]，CY=[FYFY…FYFY]，其中，Fx可以是伪随机序列，也可以是其他合适的序列，而FY是Fx的移位正交序列。光突发信号中加入了第三训练序列后，对快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿之后，可以使用所述第三训练序列对系统的信道进行估计和均衡。首先，可以使用序列Cx和序列CY来估计数据帧帧头（header）相位噪声和信道特性，方法是估计相邻的Fx或FY相位变化后“插值”。然后，利用序列Cx和序列CY进行信道估计和均衡，可以是使用硬件实现高效的频域处理方法。例如，对于一个2×2多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）系统，估计信道矩阵系数(Hxx，Hxy，Hyx，Hyy)，然后计算均衡器的矩阵系数，其可以是基于最小均方误差方法（Minimum Mean Square Error，MMSE）。相对于现有技术采用盲均衡的方法，例如，基于恒模算法（ConstantModulus Algorithm，CMA）等，该方法提供快速和稳定的信道均衡，与实际信道特性无关。
本发明实施例还提供一种光突发信号接收机，其包括附图6至附图10c任一示例的光突发信号接收装置。
需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
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，比如以下各种方法的一种或多种或全部：
接收光突发信号，所述光突发信号包括在瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]内接收到的净荷数据和第一训练序列组，所述Ta是所述瞬态效应的开始时刻，所述Tb是所述瞬态效应的结束时刻，所述第一训练序列组包括至少两个重复的第一训练序列；
使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应；
对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿；
恢复在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的所述净荷数据。
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（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random AccessMemory）、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例提供的光突发信号接收方法、装置和一种光突发信号接收机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种光突发信号接收方法，其特征在于，所述方法包括：
接收光突发信号，所述光突发信号包括在瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]内接收到的净荷数据和第一训练序列组，所述Ta是所述瞬态效应的开始时刻，所述Tb是所述瞬态效应的结束时刻，所述第一训练序列组包括至少两个重复的第一训练序列；
使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应；
对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿；
恢复在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的所述净荷数据；
其中，所述第一训练序列组持续时间为[Tc，Td]，所述Tc是所述第一训练序列组的开始时刻，所述Td是所述第一训练序列组的结束时刻，所述Td大于所述Tb。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一训练序列包括若干重复的X偏振态的序列Ex和若干重复的Y偏振态的序列EY，所述快速可调本振光源的瞬态效应包括所述快速可调本振光源的功率瞬变；
所述使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应包括：
使用所述快速可调本振光源将所述X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号；
对所述电信号的功率进行采样；
使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的功率曲线，以所述功率曲线作为所述快速可调本振光源的功率瞬变。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一训练序列包括若干重复的X偏振态的序列Ex和若干重复的Y偏振态的序列EY，所述快速可调本振光源的瞬态效应包括所述快速可调本振光源的频率瞬变；
所述使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应包括：
使用所述快速可调本振光源将所述X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号；
对所述电信号的频率进行采样；
使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的频率曲线，以所述频率曲线作为所述快速可调本振光源的频率瞬变。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一训练序列包括若干重复的X偏振态的序列Ex和若干重复的Y偏振态的序列EY，所述快速可调本振光源的瞬态效应包括所述快速可调本振光源的相位瞬变；
所述使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应包括：
使用所述快速可调本振光源将所述X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号；
对所述电信号的相位进行采样；
使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的相位曲线，以所述相位曲线作为所述快速可调本振光源的相位瞬变。
5.如权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述光突发信号还包括位于所述第一训练序列组中某个第一训练序列之前的第二训练序列，所述使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应之前进一步包括：使用所述第二训练序列估计所述光突发信号的起始位置。
6.如权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述光突发信号还包括位于所述第一训练序列组中某个第一训练序列之后的第三训练序列，所述对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿之后进一步包括：使用所述第三训练序列对系统的信道进行估计和均衡。
7.一种光突发信号接收装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收光突发信号，所述光突发信号包括在瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]内接收到的净荷数据和第一训练序列组，所述Ta是所述瞬态效应的开始时刻，所述Tb是所述瞬态效应的结束时刻，所述第一训练序列组包括至少两个重复的第一训练序列；
估计模块，用于使用所述第一训练序列组估计快速可调本振光源的瞬态效应；
补偿模块，用于对所述快速可调本振光源的瞬态效应进行补偿；
数据恢复模块，用于恢复在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]接收到的所述净荷数据；
其中，所述第一训练序列组持续时间为[Tc，Td]，所述Tc是所述第一训练序列组的开始时刻，所述Td是所述第一训练序列组的结束时刻，所述Td大于所述Tb。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一训练序列包括若干重复的X偏振态的序列Ex和若干重复的Y偏振态的序列EY，所述快速可调本振光源的瞬态效应包括所述快速可调本振光源的功率瞬变；
所述估计模块包括：
下变频单元，用于使用所述快速可调本振光源将所述X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号；
第一采样单元，用于对所述电信号的功率进行采样；
第一插值单元，用于使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的功率曲线，以所述功率曲线作为所述快速可调本振光源的功率瞬变。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一训练序列包括若干重复的X偏振态的序列Ex和若干重复的Y偏振态的序列EY，所述快速可调本振光源的瞬态效应包括所述快速可调本振光源的频率瞬变；
所述估计模块包括：
下变频单元，用于使用所述快速可调本振光源将所述X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号；
第二采样单元，用于对所述电信号的频率进行采样；
第二插值单元，用于使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的频率曲线，以所述频率曲线作为所述快速可调本振光源的频率瞬变。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一训练序列包括若干重复的X偏振态的序列Ex和若干重复的Y偏振态的序列EY，所述快速可调本振光源的瞬态效应包括所述快速可调本振光源的相位瞬变；
所述估计模块包括：
下变频单元，用于使用所述快速可调本振光源将所述X偏振态的序列Ex和Y偏振态的序列EY下变频至电域得到电信号；
第三采样单元，用于对所述电信号的相位进行采样；
第三插值单元，用于使用一维插值算法计算出所述电信号在所述瞬态效应的持续时间[Ta，Tb]的相位曲线，以所述相位曲线作为所述快速可调本振光源的相位瞬变。
11.如权利要求7至10任意一项所述的装置，其特征在于，所述光突发信号还包括位于所述第一训练序列组中某个第一训练序列之前的第二训练序列，所述装置还包括：
时钟提取模块，用于使用所述第二训练序列估计所述光突发信号的起始位置。
12.如权利要求7至10任意一项所述的装置，其特征在于，所述光突发信号包括位于所述第一训练序列组中某个第一训练序列之后的第三训练序列，所述装置还包括：
信道均衡模块，用于使用所述第三训练序列对系统的信道进行估计和均衡。
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