CN105207721A - 光信号探测与解调装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光信号探测与解调装置及系统。该装置包括：可调谐光滤波器、偏振分束器、第一光电探测器、第二光电探测器、最大合并比模块和解调模块，可调谐光滤波器用于滤出WDM-PON多信道中的一信道的信号，得到该信道的光接收信号；偏振分束器用于对光接收信号进行偏振分集，将单路光接收信号分为X偏振光信号和Y偏振光信号；第一光电探测器用于将X偏振光信号转换为第一电信号；第二光电探测器用于将Y偏振光信号转换为第二电信号；最大合并比模块，用于将第一电信号和第二电信号进行权重分配，得到光接收信号的加权合并输出信号；解调模块用于根据系统发射端采用的调制格式对加权合并输出信号进行解调，输出解调后的接收信号。

Description

光信号探测与解调装置及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种光信号探测与解调装置及系统。

背景技术

目前在分集技术方面的主要技术包括空间、频率、时间和极化分集四类。而在合并技术方面，目前主要技术方案包括(1)最大合并比方案；(2)等增益合并方案；(3)选择式合并方案；(4)切换合并方案等。上述四种合并方案均能基于分集技术在系统接收端获得若干相互独立的支路信号，并通过相应的合并算法来获得分集增益，实现对单路接收信号误码率性能的改善。然而，最大合并比方案在接收端只需对接收信号做线性处理，因而具有算法过程简单、易实现的显著特点。另外，针对超密集WDM-PON(WavelengthDivisionMultiplexingPON，波分复用无源光网络)的ONU(OpticalNetworkUnit，光网络单元)端信号恢复技术一般通过直接探测或相干探测两类技术实现，但直接探测具有接收信号误码率性能不佳的缺点而相干探测则具有高成本且系统结构复杂的不足，因此，在实际应用方面均存在一定局限性。

相关技术中，针对如何将偏振分集与合并技术引入超密集WDM-PON系统中，并且系统结构简单、成本低且能够对直接探测接收信号误码率性能进行改善的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对如何将偏振分集与合并技术引入超密集WDM-PON系统中，并且系统结构简单、成本低且能够对直接探测接收信号误码率性能进行改善的问题，本发明提供了一种光信号探测与解调装置及系统，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种光信号探测与解调装置，包括：可调谐光滤波器、偏振分束器、第一光电探测器、第二光电探测器、最大合并比模块和解调模块，其中，所述可调谐光滤波器用于滤出波分复用无源光网络WDM-PON多信道中的一信道的信号，得到该信道相应的光接收信号；所述偏振分束器用于对所述光接收信号进行偏振分集，将单路所述光接收信号分为X偏振光信号和Y偏振光信号，分别输入到所述第一光电探测器和所述第二光电控制器；所述第一光电探测器用于将输入的光信号转换为第一电信号；所述第二光电探测器用于将输入的光信号转换为第二电信号；所述最大合并比模块，用于将所述第一电信号和所述第二电信号进行权重分配，得到所述光接收信号的加权合并输出信号；所述解调模块用于根据系统发射端采用的调制格式对所述加权合并输出信号进行解调，输出解调后的接收信号。

可选地，所述偏振分束器按照以下方式对所述光接收信息进行偏振分集：通过偏振分集技术将所述光接收信号分为两个相互独立的副本，其中一个副本为所述X偏振光信号，另一个副本为所述Y偏振光信号。

可选地，所述最大合并比模块包括：估计模块，用于分别对所述第一电信号和所述第二电信号进行信道估计，得到所述第一电信号的信噪比和所述第二电信号的信噪比；确定模块，用于根据所述第一电信号的信噪比和所述第二电信号的信噪比确定分配给所述第一电信号的权重和所述第二电信号的权重，其中，信噪比越高，分配的权重越大；求和模块，用于按照所述第一电信号的权重和所述第二电信号的权重，对所述第一电信号和所述第二电信号进行加权求和，合并为所述加权合并输出信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种光信号接收设备，包括上述光信号探测与解调装置。

根据本发明的又一个方面，提供了一种超密集波分复用无源光网络WDM-PON系统，包括：上述的光信号接收设备，以及通过光纤与所述光信号接收设备连接的光信号发射设备。

可选地，所述光信号发射设备包括：正交多载波光源以及与所述正交多载波光源连接的超密集偏振复用差分相移键控PDM-QPSK光信号发射模块。

可选地，所述正交多载波光源包括：外腔激光器，射频信号源，直流信号源，级联的两个相位调制器，以及强度调制器；其中，所述外腔激光器用于为所述级联的两个相位调制器中的第一个相位调制器提供光载波信号；所述射频信号源用于驱动两个级联的所述相位调制器和一个所述强度调制器，产生与射频信号频率间隔一致且平坦的多载波光源；级联的所述相位调制器用于在所述射频信号源的驱动下产生多载波光源；所述强度调制器用于将所述相位调制器产生的多载波光源平坦化；所述直流信号源用于为所述强度调制器提供直流偏置。

可选地，所述强度调制器通过以下方式使所述多载波平坦化：通过调节所述直流偏置与所述强度调制器的射频调制系数对所述相伴调制器产生的多载波进行平坦化处理。

可选地，所述超密集PDM-QPSK光信号发射模块包括：光分插复用器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、第一电的双信道波形发生器、第二电的双信道波形发生器、第一IQ调制器、第二IQ调制器、第一偏振复用器、第二偏振复用器和波长选择开关；其中，所述光分插复用器，用于将所述正交多载波光源输出的多载波分为奇数路光源和偶数路光源，将奇数路光源输入所述第一偏振控制器，将偶数路光源输入第二偏振控制器；所述第一偏振控制器用于对输入的奇数路光源进行偏振控制，输出偏振保持的奇数路光源至所述第一IQ调制器；所述第二偏振控制器，用于对输入的偶数路光源进行偏振控制，输出偏振保持的偶数路光源至所述第二IQ调制器；所述第一IQ调制器，用于采用外调制的方式对输入的偏振保持的奇数路光源进行调制，产生第一QPSK信号；所述第二IQ调制器，用于采用外调制的方式对输入的偏振保持的偶数路光源进行调制，产生第二QPSK信号；所述第一电的双信道波形发生器，用于产生驱动所述第一IQ调制器的电信号；所述第二电的双信道波形发生器，用于产生驱动所述第二IQ调制器的电信号；所述第一偏振复用器，用于对所述第一QPSK信号进行处理，生成第一PDM-QPSK信号；所述第二偏振复用器，用于对所述第二QPSK信号进行处理，生成第二PDM-QPSK信号；所述波长选择开关，用于分别对所述第一PDM-QPSK信号和所述第二PDM-QPSK信号进行光滤波产生经正交二进制频谱成形的超密集PDM-QPSK光信号。

通过本发明，通过偏振分集技术和最大合并比算法实现对单路接收信号误码率性能的进行提升，克服了普通空间、频率及时间分集技术系统结构复杂的不足，使得系统ONU端的结构进一步简化，实现成本控制。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的超密集波分WDM-PON系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的光信号探测与解调装置的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的光信号发射设备的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的正交多载波光源的结构示意图；

图5是根据本发明实施例超密集PDM-QPSK光信号发射模块的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例的目的在于在超密集WDM-PON系统的ONU端提供基于偏振分集与最大合并比(MRC)算法的信号探测与解调装置(或模块)，在尽可能保持系统结构简单、低成本的前提下，通过最大合并比算法提升系统接收信号的误码率性能。

根据本发明实施例，提供了一种超密集WDM-PON系统。

图1为根据本发明实施例的WDM-PON系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：光信号接收设备2和光信号发射设备4，其中，光信号接收设备2和光信号发射设备4之间通过光纤6连接。

其中，光信号接收设备2可以是光线路终端(opticallineterminal，OLT)，光信号发射设备4可以是光网络单元(OpticalNetworkUnit，ONU)。

如图1所示，在本发明实施例中，光信号接收设备2包括光信号探测与解调装置(也可以称为光信号控制解调模块)20，用于对接收到的光信号进行探测与解调。光信号发射设备4包括：正交多载波光源40及超密集PDM-QPSK光信号发射模块42。下面别对各个模块进行描述。

图2为根据本发明实施例的光信号探测与解调装置的结构示意图，如图2所示，在本发明实施例中，光信号探测与解调装置20可以包括：可调谐光滤波器(TOF)210、偏振分束器(PBS)220、第一光电探测器(PD)230、第二光电探测器(PD)240和最大合并比模块250及解调模块260。

其中，所述可调谐光滤波器210用于滤出WDM-PON多信道中的某一信道的光信号(即从光信号发射设备4发送来的光信号)，得到该信道相应的光接收信号。所述偏振分束器220用于对所述光接收信号进行偏振分集，从而将单路信号分为X偏振和Y偏振两路信号，所述两个偏振方向的信号分别输入第一光电探测器(PD)230和第二光电探测器(PD)240。第一光电探测器(PD)230和第二光电探测器(PD)240通用于将输入光信号转换为电信号；最大合并比模块250用于对第一光电探测器(PD)230和第二光电探测器240输出的两路电信号进行权重分配，得到所述光接收信号的加权合并输出。所述解调模块260用于根据系统发射端(即光信号发射设备4)采用的调制格式对加权合并输出的信号进行解调，输出解调的接收信号。

可选地，在本发明实施例中，所述偏振分束器220可以通过偏振分集技术将接收的来自光信号发射设备的同一发射光信号分为两个相互独立的副本，每个副本对应一个偏振方向的偏振光信号。采用该可选实施方式，通过副本的方式得到两个方向的偏振光信号(即所述X偏振光信号和所述Y偏振光信号)，相比空间分集、时间分集等常见的分集技术具有系统结构简单的优势。

可选地，所述最大合并比模块250可以包括：估计模块，用于分别对第一光电探测器(PD)230和第二光电探测器240输出的两路电信号进行信道估计，得到两路电信号的信噪比；确定模块，用于根据各路电信号的信噪比确定分配给各路电信号的权重，其中，信噪比越高，分配的权重越大；求和模块，用于按照各路电信号的权重，对两路电信号进行加权求和，合并为所述加权合并输出信号。在该可选实施方式中，最大合并比模块250首先分别对接收到的两个相互独立的副本进行信道估计并根据接收信号的信噪比确定分配给该副本的权重，信噪比越高，分配的权重越大。所述信道估计确定接收信号信噪比可通过在发射端采用通断键控调制(OOK)，发送训练序列，计算接收端的有效信号与噪声的比例来获得。接着对所述两个独立的副本按所述权重进行加权求和，合并为一路输出信号以获得分集增益，在单路接收的基础上进一步改善接收信号的误码率性能。该可选实施方式中的最大合并比模块250适用于任何调制方式、任意支路衰落分布。

图3为根据本发明实施例的光信号发射设备的结构示意图，如图3所示，该设备主要包括正交多载波光源40和超密集PDM-QPSK光信号发射模块42。其中，正交多载波光源40用于产生平坦的多载波，超密集PDM-QPSK光信号发射模块42用于对正交多载波光源40输入的多载波进行处理，生成并发射超密集PDM-QPSK光信号。

图4为根据本发明实施例的正交多载波光源的结构示意图，如图4所示，所述正交多载波光源40包括：外腔激光器(ECL)401、射频信号源402、直流信号源403、以及级联的两个相位调制器(PM)404、和强度调制器405。

其中，所述外腔激光器(ECL)401用于为级联的两个相位调制器中的第一个相位调制器提供光载波信号；所述射频信号源402用于驱动两个级联的所述相位调制器404和一个所述强度调制器405，产生与射频信号频率间隔一致且平坦的多载波光源；级联的两个所述相位调制器404用于在所述射频信号源的驱动下产生多载波光源；所述强度调制器405用于将所述相位调制器产生的多载波光源平坦化；所述直流信号源403用于为所述强度调制器405提供直流偏置。

可选地，所述强度调制器405通过以下方式使所述多载波：通过调节所述直流偏置与所述强度调制器的射频调制系数对所述相伴调制器404产生的多载波进行平坦化处理。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述射频信号源402同时驱动所述两个级联的相位调制器404和一个所述强度调制器405，产生与射频信号频率间隔一致且平坦的多载波光源。其中所述级联的两个相位调制器404主要用于产生多载波，而所述强度调制器405则用于使之平坦化。相位调制器404产生的多载波边带数与所述相位调制器的调制系数(输入射频驱动电压与半波电压的比值)有关，因此，一方面可以通过调节输入射频信号的幅度值，另一方面通过采用所述两个相位调制器级联的方式能增大所述相位调制器的调制系数，从而产生数量足够多的正交光子载波。所述直流信号源403主要用于为强度调制器405提供直流偏置。通过调节所述直流信号源403的直流偏置与强度调制器405的射频调制系数能实现对产生光子载波平坦化处理。

图5为根据本发明实施例的超密集PDM-QPSK光信号发射模块的结构示意图，如图5所示，该超密集PDM-QPSK光信号发射模块42主要包括：光分插复用器(IL)421、第一偏振控制器(PC)422、第二偏振控制器423、第一电的双信道波形发生器424、第二电的双信道波形发生器430、第一IQ调制器425、第二IQ调制器426、第一偏振复用器(PoL-MUX)427、第二偏振复用器428和波长选择开关429。

其中，所述光分插复用器421，用于将所述正交多载波光源输出的多载波分为奇数路光源和偶数路光源，将奇数路光源输入所述第一偏振控制器422，将偶数路光源输入第二偏振控制器423；所述第一偏振控制器422用于对输入的奇数路光源进行偏振控制，输出偏振保持的奇数路光源至所述第一IQ调制器425；所述第二振控制器423，用于对输入的偶数路光源进行偏振控制，输出偏振保持的偶数路光源至所述第二IQ调制器426；所述第一IQ调制器425，用于采用外调制的方式对输入的偏振保持的奇数路光源进行调制，产生第一QPSK信号；所述第二IQ调制器426，用于采用外调制的方式对输入的偏振保持的偶数路光源进行调制，产生第二QPSK信号；所述第一电的双信道波形发生器424，用于产生驱动所述第一IQ调制器425的电信号；所述第二电的双信道波形发生器430用于产生驱动所述第二IQ调制器426的电信号；所述第一偏振复用器427，用于对所述第一QPSK信号进行处理，生成第一PDM-QPSK信号；所述第二偏振复用器428，用于对所述第二QPSK信号进行处理，生成第二PDM-QPSK信号；所述波长选择开关429，用于分别对所述第一QPSK信号和所述第二QPSK信号进行光滤波产生经正交二进制频谱成形的超密集PDM-QPSK光信号。

在本发明实施例的一个可选实施方式中，所述正交多载波光源多载波光源，即梳状谱光源。所述梳状谱光源经过一个所述1:1的光分插复用器分为上下奇偶两路，分别将奇数路(1,3,..9,11)和偶数路(2,4,…,10)波长经过一个所述偏振控制器输出偏振保持的奇数路和偶数路光波。所述偏振保持的奇数路和偶数路光波分别通过外调制的方式经一个所述IQ调制器独立产生QPSK信号。驱动上下两个所述IQ调制器的两路电信号分别由一个所述电的双信道波形发生器产生。接着上下奇偶两路QPSK信号分别通过一个所述偏振复用器产生PDM-QPSK信号。最后采用一个两输入口所述的WSS对奇数和偶数信道分别进行光滤波产生经正交二进制(QDB)频谱成形的超密集PDM-QPSK信号。由于奇数和偶数信道的间隔足够宽，因此基本上信道间无串扰，可以视为独立信道。这样滤波实际上等效于每个信道各自滤波的效果。

超密集PDM-QPSK光信号发射模块42输出的所述超密集PDM-QPSK光信号经光纤3传输至所述光信号探测与解调模块，其中所述光纤可以由标准单模光纤-28(SMF-28)组成。

如上所述，本发明实施例提供了一种基于偏振分集与最大合并比算法的信号探测与解调模块，并将该信号探测与解调模块应用于一个超密集WDM-PON系统ONU端。所述信号探测与解调模块不仅通过偏振分集技术和最大合并比算法实现对单路接收信号误码率性能的进一步提升，还克服了普通空间、频率及时间分集技术系统结构复杂的不足，使得系统ONU端的结构进一步简化，实现成本控制。此外本实施例的所述信号探测与解调模块还具有适用于任何调制方式、任意支路衰落分布的特点，因而在实际系统的具有广阔的应用前景。

本发明实施例还提供了一个基于偏振分集与最大合并比算法的信号探测与解调模块的超密集WDM-PON系统，系统发射端采用基于相位调制器与强度调制器级联的正交多载波光源产生正交多载波，采用超密集PDM-QPSK光信号生成模块生成超密集PDM-QPSK调制信号；接收端采用基于偏振分集与最大合并比算法的信号探测与解调模块实现数据恢复。

下面通过具体实施例对本发明实施例提供的技术方案进行说明。

实施例一

本实施例为图4所示的频率锁定且功率平坦的正交多载波光源的一种实施方式，如图4所示，所述正交多载波光源可以包括：外腔激光器、正弦射频信号源、相位调制器、电放大器、相移器、强度调制器以及直流信号源。

在本实施例中，首先，所述正弦射频信号源生成射频信号，其中一路射频信号通过一个所述电放大器驱动第一个所述相位调制器；另两路射频信号分别通过一个所述相移器和一个所述电放大器依次驱动第二个所述相位调制器和所述强度调制器。优选地，所述强度调制器采用马赫曾德尔调制器。所述相移器主要用于调节不同支路输入射频信号的相位失配。所述电放大器的作用是对驱动所述相位调制器与强度调制器的射频驱动电压幅度进行调节。

接着，所述外腔激光器输出的光信号输入第一个所述相位调制器进行光调制，且第一个所述相位调制器的输出如式(1)所示，Vrf为射频驱动电压，R1＝Vrf/Vπ表示调制系数。

$E_{\mathrm{out}}=E_{\mathrm{in}}\left(t\right)\exp \left(\mathrm{j\π}\frac{V_{\mathrm{rf}}}{V_{\mathrm{\π}}}\right)=E_{\mathrm{im}}\left(t\right)\exp \left(\mathrm{j\π}{R}_1\sin \left(2\mathrm{\π}{f}_{s}t\right)\right)---\left(1\right)$

其次第一个所述相位调制器的输出再次作为输入信号输入到第二个所述相位调制器，形成两个相位调制器的级联。第二个所述相位调制器的输出如式(2)所示，

E_out(t)＝E_in(t)exp(πR₁sin(2πf_st))exp(2πR₂sin(2πf_st))

＝E_in(t)exp(π(R₁+R₂)sin(2πf_st))

＝E_in(t)exp(πR_Nsin(2πf_st))(2)

其中R_N＝R₁+R₂，因此两个所述相位调制器级联的效果可以视为单个相位调制器，但是相位调制系数增大了，解决单个射频输入幅度不够大的问题。此外如上所示，调制系数R1/2与射频驱动电压Vrf成正比，优选地，通过所述电放大器调节驱动所述两个级联的相位调制器的射频驱动电压的幅度从而产生更多的光边带。所述多载波光源各边带间的频率间隔与所述正交射频信号源的信号频率一致。

最后，将所述两个级联的相位调制器中的第二相位调制器输出再输入所述强度调制器实现对产生光子载波的平坦化处理。所述强度调制器采用一个所述直流信号源提供直流偏置。优选地，通过调节所述强度调制器的直流偏置和射频调制系数从而产生平坦的光子载波。

实施例二

本实施例为图5所示的超密集PDM-QPSK光信号发射模块的一种实施方式，如图5所示，所述超密集PDM-QPSK光信号发射模块主要包括：正交多载波光源、光分插复用器、偏振控制器、电的双信道波形发生器、IQ调制器、偏振复用器，以及波长选择开关。

首先由正交多载波输入所述光分插复用器分为奇偶两部分，所述的奇数或偶数路波长间的频率间隔将由此增加到射频驱动信号频率的两倍。

其次所述将奇数和偶数路波长经过一个所述偏振控制器输出偏振保持的奇数路和偶数路波长。

再次所述偏振保持的奇数路和偶数路波长分别通过外调制的方式经一个所述IQ调制器独立产生QPSK信号。通过两个所述电的双信道波形发生器产生两路电信号驱动上下两个所述IQ调制器，

接着上下奇偶两路QPSK信号分别通过一个所述偏振复用器产生PDM-QPSK信号。

最后采用一个所述两输入口的WSS对奇数和偶数信道分别进行光滤波产生QDB频谱成形的超密集PDM-QPSK信号。由于奇数和偶数信道的间隔足够宽，因此基本上信道间无串扰，可以视为独立信道。这样滤波实际上等效于每个信道各自滤波的效果。

实施例三

本实施例为图2所示的基于偏振分集与最大合并比算法的信号探测与解调模块的一种实施方式，如图2所示，所述信号探测与解调模块主要包括：可调谐光滤波器,偏振分束器，光电探测器,最大合并比模块以及解调模块。

首先超密集PDM-QPSK光信号经由标准单模光纤-28传输作为接收信号光输入所述基于偏振分集与最大合并比算法的信号探测与解调模块。

其次，通过所述可调谐光滤波器滤出超密集WDM-PON多信道中的某一信道，得到该信道相应的光接收信号。

再次，通过所述偏振分束器对所述光接收信号进行偏振分集，从而将单路光信号分为X偏振和Y偏振两路光信号。

接着，所述两路不同偏振方向的光信号分别通过一个所述光电探测器将光信号转换为电信号。

随后，所述最大合并比模块将为两路输入电信号进行权重分配，得到所述光接收信号的加权合并输出以获得分集增益，在单路接收的基础上进一步改善接收信号的误码率性能。所述权重分配过程主要通过对两路独立的接收信号进行信道估计，根据接收信号信噪比为信噪比高的支路分配高权重，为信噪比低的支路分配低权重实现。所述通过信道估计确定接收信号信噪比可通过在发射端采用通断键控调制(OOK)，发送训练序列，计算接收端的有效信号与噪声的比例来获得。

最后所述解调模块对所述加权合并输出信号根据系统发射端采用的调制格式进行解调，输出解调的接收信号。

实施例四

本实施例为图1所示的基于偏振分集与最大合并比算法的信号探测与解调模块的超密集WDM-PON系统的一种实施方式，本实施例的所述超密集WDM-PON下行信号方向包括：顺序连接的正交多载波光源，超密集PDM-QPSK光信号发射模块，光纤链路及基于偏振分集与最大合并比算法的信号探测与解调模块。

本实施例中的正交多载波光源、超密集PDM-QPSK光信号发射模块、及基于偏振分集与最大合并比算法的信号探测与解调模块可以分别采用第一、二、三实施例的实施方式，相关技术细节可以参见上述实施例，为了减少重复，这里不再赘述。需要特别提及的是，对于所述超密集WDM-PON系统上行信号方向可以与普通WDM-PON系统完全相同，在ONU端将采用幅度调制产生上行发射光信号在OLT端将通过直接探测实现对上行信号的探测与解调。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例中的除实施例三中的最大合并比模块外均可采用相应的实验器材实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：本发明实施例提供了一种新型的基于偏振分集与最大合并比算法的信号探测与解调模块，并将该信号探测与解调模块应用于一个超密集WDM-PON系统ONU端。该新型信号探测与解调模块不仅通过偏振分集技术和最大合并比算法实现对单路接收信号误码率性能的进一步提升，还克服了普通空间，频率，时间分集技术系统结构复杂的不足，使得系统ONU端的结构进一步简化，实现成本控制。此外本发明提出的所述信号探测与解调模块还具有适用于任何调制方式、任意支路衰落分布的特点，因而在实际系统的具有广阔的应用前景。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种光信号探测与解调装置，其特征在于，包括：可调谐光滤波器、偏振分束器、第一光电探测器、第二光电探测器、最大合并比模块和解调模块，其中，

所述可调谐光滤波器用于滤出波分复用无源光网络WDM-PON多信道中的一信道的信号，得到该信道相应的光接收信号；

所述偏振分束器用于对所述光接收信号进行偏振分集，将单路所述光接收信号分为X偏振光信号和Y偏振光信号，分别输入到所述第一光电探测器和所述第二光电控制器；

所述第一光电探测器用于将输入的光信号转换为第一电信号；

所述第二光电探测器用于将输入的光信号转换为第二电信号；

所述最大合并比模块，用于将所述第一电信号和所述第二电信号进行权重分配，得到所述光接收信号的加权合并输出信号；

所述解调模块用于根据系统发射端采用的调制格式对所述加权合并输出信号进行解调，输出解调后的接收信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏振分束器按照以下方式对所述光接收信息进行偏振分集：通过偏振分集技术将所述光接收信号分为两个相互独立的副本，其中一个副本为所述X偏振光信号，另一个副本为所述Y偏振光信号。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述最大合并比模块包括：

估计模块，用于分别对所述第一电信号和所述第二电信号进行信道估计，得到所述第一电信号的信噪比和所述第二电信号的信噪比；

确定模块，用于根据所述第一电信号的信噪比和所述第二电信号的信噪比确定分配给所述第一电信号的权重和所述第二电信号的权重，其中，信噪比越高，分配的权重越大；

求和模块，用于按照所述第一电信号的权重和所述第二电信号的权重，对所述第一电信号和所述第二电信号进行加权求和，合并为所述加权合并输出信号。

4.一种光信号接收设备，其特征在于，包括权利要求1至3中任一项所述光信号探测与解调装置。

5.一种超密集波分复用无源光网络WDM-PON系统，其特征在于，包括：权利要求4所述的光信号接收设备，以及通过光纤与所述光信号接收设备连接的光信号发射设备。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述光信号发射设备包括：正交多载波光源以及与所述正交多载波光源连接的超密集偏振复用差分相移键控PDM-QPSK光信号发射模块。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述正交多载波光源包括：外腔激光器，射频信号源，直流信号源，级联的两个相位调制器，以及强度调制器；

所述外腔激光器用于为所述级联的两个相位调制器中的第一个相位调制器提供光载波信号；

所述射频信号源用于驱动两个级联的所述相位调制器和一个所述强度调制器，产生与射频信号频率间隔一致且平坦的多载波光源；

级联的所述相位调制器用于在所述射频信号源的驱动下产生多载波光源；

所述强度调制器用于将所述相位调制器产生的多载波光源平坦化；

所述直流信号源用于为所述强度调制器提供直流偏置。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述强度调制器通过以下方式使所述多载波平坦化：通过调节所述直流偏置与所述强度调制器的射频调制系数对所述相伴调制器产生的多载波进行平坦化处理。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述超密集PDM-QPSK光信号发射模块包括：光分插复用器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、第一电的双信道波形发生器、第二电的双信道波形发生器、第一IQ调制器、第二IQ调制器、第一偏振复用器、第二偏振复用器和波长选择开关；其中，

所述光分插复用器，用于将所述正交多载波光源输出的多载波分为奇数路光源和偶数路光源，将奇数路光源输入所述第一偏振控制器，将偶数路光源输入第二偏振控制器；

所述第一偏振控制器，用于对输入的奇数路光源进行偏振控制，输出偏振保持的奇数路光源至所述第一IQ调制器；

所述第二偏振控制器，用于对输入的偶数路光源进行偏振控制，输出偏振保持的偶数路光源至所述第二IQ调制器；

所述第一IQ调制器，用于采用外调制的方式对输入的偏振保持的奇数路光源进行调制，产生第一QPSK信号；

所述第二IQ调制器，用于采用外调制的方式对输入的偏振保持的偶数路光源进行调制，产生第二QPSK信号；

所述第一电的双信道波形发生器，用于产生驱动所述第一IQ调制器的电信号；

所述第二电的双信道波形发生器，用于产生驱动所述第二IQ调制器的电信号；

所述第一偏振复用器，用于对所述第一QPSK信号进行处理，生成第一PDM-QPSK信号；

所述第二偏振复用器，用于对所述第二QPSK信号进行处理，生成第二PDM-QPSK信号；

所述波长选择开关，用于分别对所述第一PDM-QPSK信号和所述第二PDM-QPSK信号进行光滤波产生经正交二进制频谱成形的超密集PDM-QPSK光信号。