CN111106868A - 光信号的处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种光信号的处理方法和装置。本申请的光信号的处理方法，包括：获取第一发送信号，所述第一发送信号为第一发射机通过第一光纤发送至第二接收机的信号；根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息，所述后向光信号是传输所述第一发送信号时所产生的，所述后向光信号经过所述第一光纤中的至少一段光纤传输，且所述后向光信号的传输方向与所述第一发送信号的传输方向相反；根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号。本申请实施例可以降低后向光信号对有效信号传输的影响，提升信噪比，使得单纤双向传输可以应用于长距离传输。

Description

光信号的处理方法和装置
技术领域
本申请实施例涉及光通信技术，尤其涉及一种光信号的处理方法和装置。
背景技术
单纤双向光传输系统是指一根光纤既用来传输发送的光信号也用来传输接收的光信号的系统。相对于单纤单向系统，采用单纤双向光传输系统可以使得光纤数量可以减少一半，且频谱效率(Spectral efficiency，SE)可以提升近一倍。
在单纤双向光传输系统中，通常存在后向瑞利散射，影响接收机接收对端发送的信号。瑞利散射是由于在制造过程中光纤密度的随机涨落引起折射率的局部起伏，使得光向各个方向散射。因此，瑞利散射具有一定的随机性。通常将后向瑞利散射当作噪声，该噪声的存在限制了单线双向光传输系统的传输距离、甚至在一些场景中该系统无法使用。以200Gbps@50GHz(意即，采用不超过50GHz的频谱宽度，传输200Gbps的数据，Gbps为109bit/s)光传输系统为例，假设一个传输距离跨段是100Km(或者说是一个跨段带来的光信号衰减值为22dB)，如果将后向瑞利散射当作噪声(一般情况下，后向瑞利散射信号功率比发送信号功率低31dB)，简单估算一下，仅此一项信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)就降到了9dB，低于香农定理的11.7dB要求，即无法实现200Gbps@50GHz的单纤双向传输。
由于单纤双向光传输系统中存在的上述后向瑞利散射，使得该单纤双向传输系统无法支持高速远距离的光传输，其实用价值不高。
发明内容
本申请实施例提供一种光信号的处理方法和装置，可以降低后向光信号对有效信号传输的影响，提升信噪比，使得单纤双向传输可以应用于长距离传输。
第一方面，本申请实施例提供一种光信号的处理方法，包括：获取第一发送信号，所述第一发送信号为第一发射机通过第一光纤发送至第二接收机的信号；根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息，所述后向光信号是传输所述第一发送信号时所产生的，所述后向光信号经过所述第一光纤中的至少一段光纤传输，在所述至少一段光纤中所述后向光信号的传输方向与所述第一发送信号的传输方向相反；根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号，所述第二发送信号为第二发射机通过第二光纤发送至第一接收机的信号，所述第一光纤和所述第二光纤中至少一部分重合，在重合的部分光纤中所述第一发送信号的传输方向与所述第二发送信号的传输方向相反。
通过第一发送信号确定出后向光信号的估计信息，在第一接收机接收到的信号中扣除后向光信号的影响，从而恢复出第二发射机发送的第二发送信号，可以降低后向光信号对有效信号传输的影响，提升信噪比，使得单纤双向传输可以应用于长距离传输。
在一种可能的设计中，所述根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号，包括：获取相干接收信号，所述相关接收信号为所述第一接收机采用相干接收方式获取的；根据所述相干接收信号和所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号。
在一种可能的设计中，所述后向光信号为后向瑞利散射信号。
在一种可能的设计中，所述第一发送信号包括当前时刻之前的多个预设时间的第一发送信号，所述根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息，包括：将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号；根据所述多个第一中间信号确定所述后向光信号的估计信息；其中，每个预设时间的第一发送信号对应一个第一系数；所述第一系数与光信号在光纤中传输时的强度衰减系数、传播系数、群速度以及后向瑞利散射系数中的任一个或多个相关。
在一种可能的设计中，所述方法还包括：根据所述多个预设时间的第一发送信号、光信号在光纤中传输时的强度衰减系数和传播系数，确定所述多个预设时间的第二中间信号；所述将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号，包括：将所述多个预设时间的第二中间信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号。
通过根据所述多个预设时间的第一发送信号、光信号在光纤中传输时的强度衰减系数和传播系数，确定所述多个预设时间的第二中间信号，可以减少第一系数的运算量。
在一种可能的设计中，所述第一光纤的有效长度为L，所述多个预设时间为N个预设时间，相邻预设时间的间隔为ΔT，ΔT·v＝2L/N，v为群速度；所述第一光纤的有效长度不大于所述第一光纤的长度；所述将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号，包括：将所述N个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取N个第一中间信号；其中，N取正整数。
在一种可能的设计中，所述第一光纤中设置有至少一个光放大器，所述至少一个光放大器将所述第一光纤划分成至少2个光放中继段，所述多个预设时间包括每个光放中继段分别对应的多个预设时间；所述将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号，包括：将所述每个光放中继段分别对应的多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号。
在一种可能的设计中，所述方法还包括：根据获取所述第二发送信号时所使用的进行误码纠正之前的误码率，校正或更新所述第一系数。
通过纠前误码率校正或更新计算后向光信号的估计信息时所采用的第一系数，提升后向光信号的计算准确率。
在一种可能的设计中，所述方法还包括：在预设时间窗内，根据所述后向光信号的估计信息校正或更新所述第一系数，所述预设时间窗内所述第二发射机停止发送所述第二发送信号。
通过设置后向光信号检测时间窗，在后向光信号检测时间窗中，第二发射机停止发送第二发送信号，使得第一接收机可以根据第一发射机发送的信号校正或更新计算后向光信号的估计信息时所采用的第一系数，提升后向光信号的计算准确率。
第二方面，本申请实施例提供一种光信号的处理装置，该光信号的处理装置作为第一接收机，具有实现上述第一方面各个步骤的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的单元。
第三方面，本申请实施例提供一种光信号的处理装置，该光信号的处理装置作为第一接收机，包括：处理器和存储器；该存储器用于存储计算机执行指令，该当该第一接收机运行时，该处理器执行该存储器存储的该计算机执行指令，以使该第一接收机执行如上述第一方面任意一项的光信号的处理方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于储存为上述第一接收机所用的计算机软件指令，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行上述第一方面中任意一项的光信号的处理方法。
第五方面，本申请实施例提供了程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，通信设备的至少一个处理器可以从所述可读存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序使得接收机实施本申请第一方面提供的光信号的处理方法。
另外，第二方面至第五方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
本申请实施例的光信号的处理方法和装置，第一接收机通过获取第一发送信号，根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息，根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号，以利用第一发送信号确定出后向光信号的估计信息，在第一接收机接收到的信号中扣除后向光信号的影响，从而恢复出第二发射机发送的第二发送信号，可以降低后向光信号对有效信号传输的影响，提升信噪比，使得单纤双向传输可以应用于长距离传输。
附图说明
下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍。
图1为本申请实施例提供的一种应用场景的示意图；
图2为本申请实施例的一种光信号的处理方法的流程图；
图3为本申请实施例的另一种光信号的处理方法的流程图；
图4为本申请实施例的另一种一种应用场景的流程图；
图5为本申请实施例的一种预设时间窗的示意图；
图6为本申请实施例的一种第一系数的计算方法的流程图；
图7为本申请实施例的另一种第一系数的计算方法的流程图；
图8为本申请一实施例提供的光信号的处理装置的结构示意图；
图9为本申请另一实施例提供的光信号的处理装置的结构示意图；
图10为本申请一实施例提供的芯片的结构示意图；
图11为本申请另一实施例提供的光信号的处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本文所涉及的发射机均指光发射机，即用于发射光信号，本文所涉及的接收机均指光接收机，即用于接收光信号。
图1为本申请实施例提供的一种应用场景的示意图，如图1所示，该应用场景包括第一端和第二端，第一端和第二端通过单纤双向光传输系统进行通信，单纤双向光传输系统是指一根光纤既用来传输发送的光信号也用来传输接收的光信号，如图1所示两个光环行器之间的光纤即为单线双向光纤。第一端包括第一发射机Tx 1和第一接收机Rx 1，第二端包括第二发射机Tx 2和第二接收机Rx 2。
光环形器是一种三端口的具有非互易特性的光器件，光信号由任一端口输入时，都能按一定的数字顺序从下一端口以很小的损耗输出，而该端口通向所有其他端口的损耗都很大，成为不相通端口(如图1中，从光环形器的端口1输入的光信号，可以在环形器的端口2输出，而不能在光环形器的端口3输出；从光环形器的端口2输入的光信号，可以在环形器的端口3输出，而不能在光环形器的端口1输出)。这样，Tx 1发送的光信号，送到第一端的光环形器1的端口1，只能在本端的光环形器1的端口2输出并送到光纤中，经过光纤传输后，送到第二端的光环形器2的端口2，只能在第二端的光环形器2的端口3输出，送到Rx 2；同理，Tx 2发送的光信号，经过光环形器2的端口1，只能在光环形器2的端口2输出，经过同一光纤，送到光环形器1的端口2，只能在光环形器1的端口3输出，送到Rx 1。因此，由于采用了光环形器，在同一根光纤中实际上是传输了送往两个不同方向的光信号，所以称为单纤双向。
在单纤双向光传输系统中，通常存在后向瑞利散射，影响接收机接收对端发送的信号。其中，本端和对端是以描述的接收机或发射机为基准的，描述的接收机或发射机所在的一端称为本端，相应地，发送信号到描述的接收机的发射机所在的一端，或者接收描述的发射机发送的信号的接收机所在的一端，就称为对端。举例而言，描述Rx 1，那么第一端就可以称为本端，而第二端就称为对端；相反地，描述Tx 2，那么第一端则可称为对端，而第二段称为本端。
本申请实施例的光信号的处理方法可以利用第一发送信号估计出后向光信号，在第一端接收到的信号中扣除后向光信号的影响，从而恢复出第二端发送的信号。
本申请实施例以第一接收机Rx 1所在的一端为本端(即第一端为本端)，对端为第二端为例作为说明，本端为第二端时，对端为第一端可以采用相同原理的实现方式，本申请实施例不再赘述。
本申请实施例中涉及的第一光纤和第二光纤中至少一段是部分重合。以图1进行解释说明，第一光纤可以指Tx 1与Rx 2之间的光纤，该Tx 1与Rx 2之间的光纤包括Tx 1与光环形器1的端口1之间的光纤、光环形器1的端口2与光环形器2的端口2之间的光纤、光环形器2的端口3与Rx2之间的光纤，第二光纤可以指Tx 2与Rx 1之间的光纤，该Tx 2与Rx 1之间的光纤包括Tx 2与光环形器2的端口1之间的光纤、光环形器2的端口2与光环形器1的端口2之间的光纤、光环形器1的端口3与Rx 1之间的光纤，如图1所示，其中第一光纤和第二光纤中的两个光环形器之间的光纤为重合的部分光纤。第一光纤也可以指光环形器1与光环形器2之间的光纤，第二光纤可以指光环形器2与光环形器1之间的光纤，如图1所示，二者为同一光纤。
图2为本申请实施例的一种光信号的处理方法的流程图，如图2所示，本实施例的方法可以包括：
步骤101、第一接收机获取第一发送信号。
为了估计后向光信号，本步骤中第一接收机获取第一发送信号。具体可以是，第一接收机的处理单元获取第一发送信号，也可以是上述第一端的处理单元获取第一发送信号，该第一端的处理单元可以是第一发射机和第一接收机共用的处理单元。第一接收机的处理单元或第一端的处理单元可以是电处理单元，也可以是光处理单元。
其中，所述第一发送信号为第一发射机通过第一光纤发送至第二接收机的信号。如图2所示，在传输所述第一发送信号时会产生与所述第一发送信号的传输方向相反的后向光信号，需要通过如下步骤估计出该后向光信号，以在第一接收机接收到的信号中扣除后向光信号的影响。
可选地，第一发送信号可以为光信号，即第一发送光信号。
还可选地，第一发送信号可以为电信号。第一端的第一发射机对该第一发送信号进行电光转换，生成第一发送光信号，通过该第一光纤将该第一发送光信号传输至第二端的第二接收机。该第一发送信号可以是模拟信号；例如编码后的信号，对该编码后的信号进行电光转换。该第一发送信号也可以是数字信号，当该第一发送信号为数字信号，该第一发射机还对该数字信号进行编码，获取模拟信号，即编码后的信号，对该编码后的信号进行电光转换。
步骤102、第一接收机根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息。
其中，该后向光信号是传输所述第一发送信号时所产生的，该后向光信号经过所述第一光纤中的至少一段光纤传输，且至少在该至少一段光纤中该后向光信号的传输方向与所述第一发送信号的传输方向相反。举例而言，在如图1所示的光环形器1和光环形器2之间的光纤中，传输该第一发送信号进行电光转换后的第一发送光信号，当第一发送光信号到达该光纤的某些点时，会在某些点产生与该第一发送光信号的方向相反的后向光信号，并沿该第一光纤向第一端传播。
第一接收机根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息。后向光信号的估计信息能反映出全部的或部分的该后向光信号所承载的信息。如上所述，可以是第一发射机和第一接收机共用的处理单元，也可以是第一接收机的处理单元，来确定后向光信号的估计信息，这种情况下，后向光信号的估计信息实际是一种电信号(可以是数字电信号或模拟电信号)。此时，第一接收机的处理单元或第一端的处理单元可以是电处理单元。理论上，由于在光层也能实现光信号的均衡(Equalization)等处理，因此第一接收机也可以在光层实现根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息，这种情况下，后向光信号的估计信息也可以是一种光信号(这种情况下，第一发送信号一般也是一种光信号)。此时，第一接收机的处理单元或第一端的处理单元可以是光处理单元。显而易见地，后向光信号的估计信息也可以是内部的一些反映后向光信号所承载的信息的数据，其具体形式可以根据需求进行灵活设置。
步骤103、第一接收机根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号。
该第二发送信号为第二发射机通过第二光纤发送至第一接收机的信号。
可选的，第二发送信号可以是光信号，即第二发送光信号。
还可选的，该第二发送信号可以是电信号，第二端的第二发射机发送第二发送信号的具体实现方式为第二端的第二发射机对该第二发送信号进行电光转换，生成第二发送光信号，通过该第二光纤将该第二发送光信号传输至第一端的第一接收机。其中，该第二发送信号可以是模拟信号，即编码后的信号，对该编码后的信号进行电光转换。该第二发送信号也可以是数字信号，当该第二发送信号为数字信号，该第二发射机还对该数字信号进行编码，获取模拟信号，即编码后的信号，对该编码后的信号进行电光转换。
其中，该第二光纤和该第一光纤至少有一段是部分重合，在重合的部分光纤中该第一发送信号的传输方向与该第二发送信号的传输方向相反。
具体的，上述第二发送光信号和传输过程中产生的后向光信号经过光纤传输到达第一端的第一接收机，第一接收机采用相干接收的方法，获取相干接收信号，从该相干接收信号中扣除该后向光信号的估计信息，即可恢复出该第二发送信号。
上述第一接收机为相干接收机，上述步骤103的一种可实现方式：该第一接收机采用相干接收的方法，对第一接收机接收到的光信号进行相干接收，获取相干接收信号，根据所述相干接收信号和所述后向光信号的估计信息，确定第二发送信号。其中，根据该相干接收信号和该后向光信号的估计信息，确定第二发送信号。
一种具体实现方式可以为：第一接收机对接收到的光信号进行相干接收(相干接收包括对接收到的光信号进行光层混频(Hybird))，得到该相干接收信号，该相干接收信号为光信号，获取该相干接收信号后，从该相干接收信号中扣除该后向光信号的估计信息，即可获取该第二发送信号。
另一种具体实现方式还可以为：第一接收机对接收到的光信号进行相干接收(相干接收包括对接收到的光信号进行光层混频、光电转换以及模数转换(ADC))，得到该相干接收信号，该相干接收信号为电信号，获取该相干接收信号后，从该相干接收信号中扣除该后向光信号的估计信息，即可获取该第二发送信号。
一般说来，相干接收机恢复出来的信号是第二发送信号(或其估计信息)和后向光信号(或其估计信息)的线性叠加，估算出后向光信号就能直接扣除其影响。
可以理解的，若第一接收机是直检方式，按平方律，第一接收机恢复的信号包含第二发送信号和后向光信号相乘项，虽然实现复杂度大得多，但是理论上也可以按照与相干接收类似的方法进行抵消，此处不一一具体解释说明。
本实施例，第一接收机通过获取第一发送信号，根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息，根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号，以利用第一发送信号确定出后向光信号的估计信息，在第一接收机接收到的信号中扣除后向光信号的影响，从而恢复出第二发射机发送的第二发送信号。本实施例可以降低后向光信号对有效信号传输的影响，提升信噪比，使得单纤双向传输可以应用于长距离传输。
需要说明的是，本文所涉及的后向光信号可以包括后向瑞利散射信号、后向反射信号等中的任一种或多种。其中，对单纤双向系统影响较大的是后向瑞利散射信号。一方面是因为后向反射信号可以采用APC(Angled Physical Contact)光纤接头来抑制，另外一方面也可以采用本申请中抑制后向瑞利散射信号类似的方法抑制后向反射等其他类型的后向光信号。
下面以抑制后向瑞利散射信号的影响为例，采用几个具体的实施例，对图2所示方法实施例的技术方案进行详细说明。如上所述，可以采用类似的方案抑制后向反射信号等其他后向光信号的影响，不再赘述。
图3为本申请实施例的另一种光信号的处理方法的流程图，如图3所示，本实施例的方法可以包括：
步骤201、第一接收机获取第一发送信号。
其中，步骤201的具体解释说明可以参见图2所示实施例的步骤101，此处不再赘述。
本实施例中的第一发送信号包括当前时刻之前的多个预设时间的第一发送信号。该预设时间可以是预设时间段，也可以是预设时间点，其可以根据需求进行灵活设置。当前时刻t之前的多个预设时间的第一发送信号包括时刻t-nΔT的第一发送信号，n分别取1至N，N为计算精度参数，N取正整数。N取值越大，后向瑞利散射信号的估计信息计算精度越高。
步骤202、第一接收机将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号。
其中，每个预设时间的第一发送信号对应一个第一系数；所述第一系数与光信号在所述第一光纤中传输时的强度衰减系数、传播系数、群速度以及后向瑞利散射系数中的任一个或多个相关。
本步骤可以获取N个第一中间信号。
步骤203、第一接收机根据所述多个第一中间信号确定所述后向瑞利散射信号的估计信息。
根据当前时刻t之前的多个预设时间的第一发送信号和相应的第一系数，获取多个第一中间信号，根据多个第一中间信号确定所述后向瑞利散射信号的估计信息。
一种具体的可实现方式，将多个第一中间信号加和，得到该后向瑞利散射信号的估计信息。
步骤204、第一接收机根据所述后向瑞利散射信号的估计信息，获取第二发送信号。
其中，步骤204的具体解释说明可以参见图2所示实施例的步骤103，此处不再赘述。
上述每个预设时间的第一发送信号可以包括第一偏振态的第一发送信号和第二偏振态的第一发送信号，上述步骤202的具体实现方式可以为：将多个预设时间的第一偏振态的第一发送信号，分别与对应的第一偏振态的第一系数相乘，获取多个第一偏振态的第一中间信号；将多个预设时间的第二偏振态的第一发送信号，分别与对应的第二偏振态的第一系数相乘，获取多个第二偏振态的第一中间信号。
其中，第一偏振态的第一系数和第二偏振态的第一系数可以相同，也可以不同。
以下分两种应用场景进行说明，一种应用场景为第一光纤中未设置有光放大器(OA)，该第一光纤的有效长度为L，该多个预设时间为N个预设时间，相邻预设时间的间隔为ΔT，ΔT·v＝2L/N，v为光信号在该第一光纤中传输的群速度；该第一光纤的有效长度为在该第一光纤中对获取该第二发送信号有影响的长度，例如假设第一光纤的长度为100Km，但是由于在第一光纤的后面部分的40Km中，后向瑞利散射信号功率已经较小，可以不用考虑，因此只用考虑第一光纤的前面60Km的长度，因此第一光纤的有效长度为60Km。显而易见地，第一光纤的有效长度也有可能为第一光纤的长度，当然第一光纤的有效长度不能大于第一光纤的长度。另外，也可以采用第一光纤的长度进行计算，方法和采用第一光纤的有效长度计算类似，不再赘述。
上述步骤202的一种具体的可实现方式包括：将所述N个预设时间的第一偏振态的第一发送信号，分别与对应的第一偏振态的第一系数相乘，获取N个第一偏振态的第一中间信号；将所述N个预设时间的第二偏振态的第一发送信号，分别与对应的第二偏振态的第一系数相乘，获取N个第二偏振态的第一中间信号；其中，N为计算精度参数，N取正整数。
以第一偏振态为x偏振态，第二偏振态为y偏振态进行举例说明。
第一发送信号可以表示为
Figure BDA0001846040490000081
其中，ET1x表示x偏振态的第一发送信号，ET1y表示y偏振态的第一发送信号，令x(t)＝ET1x(t)，y(t)＝ET1y(t)，上述多个预设时间的第一偏振态的第一发送信号可以表示为x(t-nΔT)，第一偏振态的第一系数可以表示为Cxn，n分别取1至N。即当前时刻t之前的x偏振态的第一发送信号x(t-nΔT)，对应的x偏振态的第一系数为Cxn，x偏振态的第一中间信号为x(t-nΔT)·Cxn，n分别取1至N。
上述多个预设时间的第二偏振态的第一发送信号可以表示为y(t-nΔT)，第一偏振态的第一系数可以表示为Cyn，n分别取1至N。即当前时刻t之前的y偏振态的第一发送信号y(t-nΔT)，对应的y偏振态的第一系数为Cyn，y偏振态的第一中间信号为y(t-nΔT)·Cyn，n分别取1至N。
上述步骤203的具体实现方式可以为：根据所述多个第一偏振态的第一中间信号确定第一偏振态的后向瑞利散射信号的估计信息，根据所述多个第二偏振态的第一中间信号确定第二偏振态的后向瑞利散射信号的估计信息。
以上述x偏振态和y偏振态为例，做进一步举例说明，具体的，根据公式(1)确定x偏振态的后向光信号的估计信息
Figure BDA0001846040490000082
Figure BDA0001846040490000083
根据公式(2)确定y偏振态的后向光信号的估计信息
Figure BDA0001846040490000084
Figure BDA0001846040490000085
另一种应用场景为第一光纤中设置有至少一个光放大器，所述至少一个光放大器将所述第一光纤划分成至少2个光放中继段，每个中继段的长度为L(这里以每个中继段的长度一样为例进行说明，采用每个中继段的有效长度来计算，以及每个中继段的长度或有效长度不一样的情形可以类推，不再赘述)，所述多个预设时间为pN个预设时间，相邻预设时间的间隔为ΔT，ΔT·v＝2L/N，v为光信号在该第一光纤中传输的群速度；其中，该另一种应用场景的示意图可以如图4所示。
上述步骤203的一种具体的可实现方式包括：将所述pN个预设时间的第一偏振态的第一发送信号，分别与对应的第一偏振态的第一系数相乘，获取pN个第一偏振态的第一中间信号；将所述pN个预设时间的第二偏振态的第一发送信号，分别与对应的第二偏振态的第一系数相乘，获取pN个第二偏振态的第一中间信号；其中，N为计算精度参数，N取正整数，所述第一系数还与N的取值相关，p为所述光放中继段的总个数。
以第一偏振态为x偏振态，第二偏振态为y偏振态进行举例说明。
该多个预设时间的第一偏振态的第一发送信号可以表示为x(t-nΔT)，第一偏振态的第一系数可以表示为Cxn，n分别取1至pN。即当前时刻t之前的x偏振态的第一发送信号x(t-nΔT)，对应的x偏振态的第一系数为Cxn，x偏振态的第一中间信号为x(t-nΔT)·Cxn，n分别取1至pN。
该多个预设时间的第二偏振态的第一发送信号可以表示为y(t-nΔT)，第一偏振态的第一系数可以表示为Cyn，n分别取1至pN。即当前时刻t之前的y偏振态的第一发送信号y(t-nΔT)，对应的y偏振态的第一系数为Cyn，y偏振态的第一中间信号为y(t-nΔT)·Cyn，n分别取1至pN。
上述步骤204的具体实现方式可以为：根据所述多个第一偏振态的第一中间信号确定第一偏振态的后向瑞利散射信号的估计信息，根据所述多个第二偏振态的第一中间信号确定第二偏振态的后向瑞利散射信号的估计信息。
以上述x偏振态和y偏振态为例，做进一步举例说明，具体的，根据公式(3)确定x偏振态的后向光信号的估计信息
Figure BDA0001846040490000091
Figure BDA0001846040490000092
根据公式(4)确定y偏振态的后向光信号的估计信息
Figure BDA0001846040490000093
Figure BDA0001846040490000094
对于上述任意一种应用场景，相应的上述步骤205的具体实现方式为：根据第一偏振态的后向光信号的估计信息和第二偏振态的后向光信号的估计信息，获取第二发送信号。
以上述x偏振态和y偏振态为例，做进一步举例说明，具体的，根据公式(5)确定E′b1x的估计信息
Figure BDA0001846040490000095
根据公式(6)确定E′b1v的估计信息
Figure BDA0001846040490000096
表示E′b1x的估计信息，
Figure BDA0001846040490000097
表示E′b1y的估计信息。θb表示Eb1和第一接收机处的偏振态夹角，θb保持基本不变。Eb1表示后向光信号。k表示第一接收机的相干接收的响应系数。
Figure BDA0001846040490000098
Figure BDA0001846040490000099
当N取足够大时，根据公式(7)和(8)确定E′b1x和E′b1y。
Figure BDA00018460404900000910
Figure BDA0001846040490000101
根据公式(9)确定
Figure BDA0001846040490000102
进而确定第二发送信号。
Figure BDA0001846040490000103
表示第二发送信号，PSR2表示第二发射机发送、在第一接收机接收的信号的Jones偏振态矩阵。
Figure BDA0001846040490000104
其中，ER1表示第一接收机接收到的信号，该信号经过光电转换，
Figure BDA0001846040490000105
即根据公式(1)至(8)可以由第一发送信号
Figure BDA0001846040490000106
估算出来。
本实施例，第一接收机获取第一发送信号，将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号，根据所述多个第一中间信号确定所述后向光信号的估计信息，第一接收机根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号，在第一接收机接收到的信号中扣除后向光信号的影响，从而恢复出第二发射机发送的第二发送信号。本实施例可以降低后向光信号对有效信号传输的影响，提升信噪比，使得单纤双向传输可以应用于长距离传输。
对于上述无光放大器的应用场景，
Figure BDA0001846040490000107
αx为x偏振态的强度衰减系数，βx为x偏振态的传播常数，
Figure BDA0001846040490000108
为
Figure BDA0001846040490000109
处的x偏振态的后向散射系数。
Figure BDA00018460404900001010
αy为y偏振态的强度衰减系数，βy为y偏振态的传播常数，
Figure BDA00018460404900001011
为
Figure BDA00018460404900001012
处的y偏振态的后向散射系数。
以下对该无光放大器的上述计算过程的原理进行简要说明：
信号沿光纤传播可以表示为：
Figure BDA00018460404900001013
其中，α为强度衰减系数，β为传播常数，v为群速度，P为Jones偏振态矩阵，
Figure BDA00018460404900001014
为初始信号，z为沿光纤的传播方向的距离。
Tx 1发送的信号经过一段距离L，后向瑞利散射的信号在Rx 1端可表示为：
Figure BDA00018460404900001015
其中，M(z)为归一化的Jones矩阵，M(z)＝PT(z)*P(z)；Δρ(z)为后向瑞利散射系数，是一个高斯随机变量，Δρ(z)与光纤各区段的温度、应力等相关，是一个随时间慢变的变量(相对传输数据的变化而言)，原文做了简化；Δl＝L/N，N较大。
在通信常用的光纤(低双折射率，如G.652光纤等)中，后向瑞利散射信号的偏振态基本保持不变，因此(11)可以简化为：
Figure BDA0001846040490000111
本申请实施例，利用第一发射机的第一发送信号估计出第一发送信号的后向瑞利散射信号，在第一接收机接收到的信号中扣除后向瑞利散射信号的影响，从而恢复出第二发射机发送过来的第二发送信号。
上述光传输系统为相干光传输系统，则Rx 1处的相干接收机恢复出的信号为：
Figure BDA0001846040490000112
其中，ER1为Rx 1处相干接收机恢复的电信号，其中包括Tx 2发送、在Rx 1处接收的信号
Figure BDA0001846040490000113
(x,y表示两个正交的偏振态)以及Tx 1发送的信号产生的后向瑞利散射信号
Figure BDA0001846040490000114
k表示相干接收机的响应系数；PSR2表示Tx 2发送、在Rx 1处接收的信号的Jones偏振态矩阵，它是一个随时间慢变的量；Pb1表示Tx 1发送的信号产生的后向瑞利散射信号的Jones偏振态矩阵，如前所述，它基本保持不变。
利用Tx 1的发送信号产生Tx 1信号的后向瑞利散射信号的估计信息(公式(13)中的
Figure BDA0001846040490000115
)，在Rx 1接收到的信号中减去这个估计信息，就相当于去掉了后向瑞利散射的影响，从而保证正确接收Tx 2发送的信号。
降低甚至是扣除后向瑞利散射的影响，则能大幅提升接收信号SNR，支持高速率、长距离的光信号传输，大幅提升光传输系统的整体SE(理论上可以做到距离不变的前提下，SE或传输容量翻番)。
对于，(13)式中的
Figure BDA0001846040490000116
项，可以由上述公式(5)和公式(6)给出。
其中
Figure BDA0001846040490000117
以及
Figure BDA0001846040490000118
分别表示E′b1x、E′b1y、Eb1x和Eb1y的估计信息，θb表示Eb1和Rx 1处相干接收机的偏振态夹角，如前所述θb保持基本不变。
根据公式(12)，并设2Δl＝ΔT·v可得公式(14)：
Figure BDA0001846040490000119
其中，下标x表示偏振态，ET1x为Tx 1发送的x偏振态信号对应的电信号。
令x(t)＝ET1x(t)以及
Figure BDA00018460404900001110
则由公式(14)可得上述公式(1)。
同理，令y(t)＝ET1y(t)以及
Figure BDA0001846040490000121
则可以得到上述公式(2)。
公式(1)、(2)和信号均衡中的横向滤波器的表达式类似，按照信号均衡的相关理论：
Figure BDA0001846040490000122
Figure BDA0001846040490000123
同时结合公式(5)和公式(6)，由于θb保持基本不变，因此根据公式(15)和(16)，可得上述公式(7)和公式(8)。
这样，根据公式(13)，可以得到公式(9)。
公式(9)中，ER1为Rx 1接收机接收到的电信号，
Figure BDA0001846040490000124
根据公式(1)至(16)可以由Tx 1的发送信号
Figure BDA0001846040490000125
估算出来，
Figure BDA0001846040490000126
则是通常的相干接收机接收信号形式，通常的相干接收机都可以恢复出Tx 2发送给Rx 1的信号。
对于上述有光放大器的应用场景，
Figure BDA0001846040490000127
αx(n％N)为n％N处的x偏振态的强度衰减系数，％为取模运算符，βx为x偏振态的传播常数，Δρx(nΔTv/2)为nΔTv/2处的x偏振态的后向散射系数。
Figure BDA0001846040490000128
Figure BDA0001846040490000129
αy为n％N处的y偏振态的强度衰减系数，βy为y偏振态的传播常数，Δρy(nΔTv/2)为nΔTv/2处的y偏振态的后向散射系数。
以下对该有光放大器的上述计算过程的原理进行简要说明：
单纤双向光传输系统中，在光中继节点可以采用如图4所示的两个单向光放大器(OA)实现对光信号的放大。光放大器(OA)也可称之为光放，增加光放是可行的：
在包含中继光放的单纤双向光传输系统中，可以按照光中继段(或称为光放段)分别估算后向瑞利散射信号。第一中继段(如图4中L1)估算方法如前所示公式(12)，假设每个中继段的长度都为L，即L1＝L2＝…＝L，令Δl＝L/N，则对于第一中继段可以将公式(14)改写如下：
Figure BDA00018460404900001210
其中
Figure BDA00018460404900001211
表示Tx 1发送信号的第一中继段的x偏振态的后向瑞利散射信号的估计信息。
简单处理，第二中继段x偏振态发送信号可表示为：
Figure BDA0001846040490000131
其中G为光放增益系数，在实际系统中，光放应该完全补偿信号在相应中继段的衰减，即：
Figure BDA0001846040490000132
这样第二中继段x偏振态的发送信号简化为：
Figure BDA0001846040490000133
这样根据公式(12)及(14)，可以得出第二中继段反射到OA2处的x偏振态的后向瑞利散射信号为：
Figure BDA0001846040490000134
因此，第二光中继段发射到Rx 1处的x偏振态的后向瑞利散射信号为：
Figure BDA0001846040490000135
因此，第一、第二中继段一起返回到Rx 1处的x偏振态的后向瑞利散射信号为：
Figure BDA0001846040490000136
其中，％表示取模运算。
同理，假设有p个中继段，则：
Figure BDA0001846040490000137
Figure BDA0001846040490000138
对比公式(14)和(24)及(25)式，可知可以类似的方法，第一端的第一接收机可以用第一端的第一发射机的发送信号估算出后向瑞利散射信号，在第一端的第一接收机接收的信号中扣除前述的估算出的后向瑞利散射信号，可以削弱后向散射的影响，从而正确恢复出第二端的第二发射机发送的第二发送信号。
对于上述有光放和无光放的两个应用场景中的Cxn和Cyn，以及公式(1)和公式(2)、公式(3)和公式(4)的计算代价与N的取值有关，其中，上述实施例中的Δl为与光信号波长相当的长度，ΔT就远小于现有相干光传输系统中发送一个符号持续的时间(设为Δs)。这样，多个预设时间的第一发送信号以及第一系数的数量就太多了，实际实现非常困难(或实际实现时的硬件资源根本无法实现)，因此减少确定后向光信号的估计信息所需的，多个预设时间的第一发送信号的数量、第一中间信号的数量、第二中间信号的数量、第一系数的数量中的一个或多个就非常重要，关系到在实际的设计中能否达到抵消或削弱后向光信号的影响的目的。另外一方面，需要注意到，本发明的目的可以是削弱(或部分抵消)后向光信号的影响，而不用精确地估计出后向光信号，因此得出后向光信号的近似估计信息即可(例如给出后向瑞利散射信号
Figure BDA0001846040490000141
及
Figure BDA0001846040490000142
的近似估计信息)。例如，为了减少多个预设时间的第一发送信号的数量、第一中间信号的数量、第二中间信号的数量、第一系数的数量等的一个或多个，降低计算规模，增强本发明方案的可实现性，一种可实现方式为令ΔT为m个符号持续的时间，即ΔT＝mΔs，且ΔT内e-α(n％N)ΔTv/2·e-jβnΔTv·Δρ(nΔTv/2)可以认为基本不变，这样上述公式(24)和(25)可以近似改写为：
Figure BDA0001846040490000143
其中
Figure BDA0001846040490000144
同样地，有：
Figure BDA0001846040490000145
其中
Figure BDA0001846040490000146
这样，Cxj和Cyj的数量相较于Cxn和Cyn降低了m倍。可以看出，在这种实现方法中，第一系数与光信号在光纤中传输时的强度衰减系数、传播系数以及后向瑞利散射系数相关。
为了降低计算规模，增强本发明方案的可实现性，另一种可实现方式为，由于α及β是确定的，因此可以在更大的时间或长度范围内，例如ΔT＝MΔs，M>m，Δρ基本保持不变，此时发送信号可以按照公式(10)考虑在传播方向上的强度衰减和传播的影响，即公式(24)及(25)可以近似为：
Figure BDA0001846040490000147
其中Cxj＝Δρx(jMMΔsv/2)。
同样地，有：
Figure BDA0001846040490000148
其中Cyj＝Δρy(jMMΔsv/2)。
这样，Cxj和Cyj的数量相较于Cxn和Cyn降低了M倍。由于M>m，因此这种方式相对前面一种方式，对多个预设时间的第一信号的数量、第一中间信号的数量、第二中间信号的数量、第一系数的数量中的一个或多个数量减少得更多，计算规模也降得更低，可实现性也更好。可以看出，在这种方法中，根据多个预设时间的第一发送信号(例如，ET1x或ET1y)，光信号在第一光纤中传输时的强度衰减系数和传播系数，确定多个预设时间的第二中间信号(例如，
Figure BDA0001846040490000151
Figure BDA0001846040490000152
或
Figure BDA0001846040490000153
Figure BDA0001846040490000154
将多个预设时间的第二中间信号，分别与对应的第一系数(例如，Cxj或Cyj)相乘，获取多个第一中间信号(例如，
Figure BDA0001846040490000155
Figure BDA0001846040490000156
或
Figure BDA0001846040490000157
Figure BDA0001846040490000158
)。在这种方法中，第一系数与光信号在第一光纤中传输时的后向瑞利散射系数相关。
具体的，可以通过公式(26)和(27)、或者(28)和(29)，得出
Figure BDA0001846040490000159
进而通过上述步骤203得出
Figure BDA00018460404900001510
根据公式(9)消除或削弱后向散射的影响。并且可以减少运算量。
在上述任一实施例的基础上，为了提升上述第一系数的计算准确率，本申请实施例的方法还可以通过如下两种方式以使得后向光信号的估计信息逼近实际值。
方式一，在预设时间窗内，根据所述后向光信号的估计信息校正或更新所述第一系数，所述预设时间窗内所述第二发射机停止发送所述第二发送信号。
在该预设时间窗内，第二端的第二发射机停止发送第二发送信号，即停止发送业务数据，第一端的第一接收机接收到的信号即为第一发射机发送的第一发送信号所产生的后向瑞利散射信号。利用接收到的后向瑞利散射信号校正或更新计算后向瑞利散射信号的估计信息时所采用的第一系数。
该第一系数包括上述Cxj、Cyj、Cxn和Cyn。为了表述方便，统一将Cxj和Cxn记为Cxi，将Cyj和Cyn记为Cyi。
图5为本申请实施例的一种预设时间窗的示意图，如图5所示，该预设时间窗与Tx2发送业务数据的时间窗间隔设置。即一段时间Tx2停止发送业务数据，以便第一端利用接收到的后向瑞利散射信号校正或更新计算后向瑞利散射信号的估计信息时所采用的第一系数，下一段时间Tx2发送业务数据，在Tx2发送业务数据的时间窗内，第一端的第一接收机Rx1可以使用该预设时间段确定出的第一系数，确定后向瑞利散射信号的影响。
该预设时间窗也可以称为后向瑞利散射信号检测时间窗，或者后向散射信号检测时间窗。
在后向瑞利散射信号检测时间窗中，Rx 1接收到的就是Tx 1的后向瑞利散射信号，即：
Figure BDA0001846040490000161
如前所述，由于k及Pb1可以看作是定值，且有方法求出，因此，可以定义误差：
Figure BDA0001846040490000162
均方误差定义为：
Figure BDA0001846040490000163
因此，公式(1)和(2)、公式(24)和(25)、公式(26)和(27)、公式(28)和(29)中的第一系数如上所述统一记为Cxi和Cyi，其中x、y表示偏振态，i表示第一系数的序号。调整的目标是需要满足：
Figure BDA0001846040490000164
及
Figure BDA0001846040490000165
定义梯度
Figure BDA0001846040490000166
及
Figure BDA0001846040490000167
其中k表示每个第一系数时间上的采样序号，则第一系数Cxi和Cyi可以由梯度计算得出，例如：
Figure BDA0001846040490000168
及
Figure BDA0001846040490000169
其中μ为常数。
图6为本申请实施例的一种第一系数的计算方法的流程图，如图6所示，本实施例在上述任一实施例的基础上，可以提升后向瑞利散射信号的计算准确率，本实施例的方法可以包括：
步骤301、在后向瑞利散射信号检测时间窗中，第二发射机停止发送第二发送信号。
该第二发射机位于第二端，即第一端的对端。
步骤302、第一接收机根据公式(37)和(38)跟踪计算第一系数。
即根据上述公式(37)和(38)跟踪计算第一系数Cxi和Cyi。
步骤303、在第二发射机发送业务数据的时间窗中，第二发射机发送第二发送信号。
步骤304、第一接收机使用该第一系数根据公式(1)和(2)、或者公式(5)和(6)、或者公式(24)和(25)、或者公式(26)和(27)、或者公式(28)和(29)计算出
Figure BDA0001846040490000171
及
Figure BDA0001846040490000172
本实施例，通过设置后向瑞利散射信号检测时间窗，在后向瑞利散射信号检测时间窗中，第二发射机停止发送第二发送信号，使得第一接收机可以根据第一发射机发送的信号校正或更新计算后向瑞利散射信号的估计信息时所采用的第一系数，提升后向瑞利散射信号的计算准确率。
方式二，根据获取所述第二发送信号时所使用的进行误码纠正之前的误码率，校正或更新所述第一系数。
具体的，第一接收机可以根据第一接收机接收第二发射机发送的第二发送信号的纠前误码率来持续校正计算第一系数。
令：ε2＝BERSR2x+BERSR2y (39)
其中，BERSR2x表示Rx 1检测Tx 2的x偏振态发送的业务数据的纠前误码率；BERSR2y表示Rx 1检测Tx 2的y偏振态发送的业务数据的纠前误码率。
定义梯度：
Figure BDA0001846040490000173
及
Figure BDA0001846040490000174
图7为本申请实施例的另一种第一系数的计算方法的流程图，如图7所示，本实施例在上述任一实施例的基础上，可以提升后向瑞利散射信号的计算准确率，本实施例的方法可以包括：
步骤401、第二发射机发送第二发送信号。
步骤402、第一接收机根据公式(40)和(41)跟踪计算第一系数。
即根据上述公式(40)和(41)跟踪计算第一系数Cxi和Cyi。
步骤403、第一接收机使用该第一系数根据公式(1)和(2)、或者公式(5)和(6)、或者公式(24)和(25)、或者公式(26)和(27)、或者公式(28)和(29)计算出
Figure BDA0001846040490000175
及
Figure BDA0001846040490000181
本实施例，通过纠前误码率校正或更新计算后向瑞利散射信号的估计信息时所采用的第一系数，提升后向瑞利散射信号的计算准确率。
图8为本申请一实施例提供的光信号的处理装置的结构示意图，该光信号的处理装置可以作为第一接收机，如图8所示，本实施例的装置可以包括：处理单元802，可选地，本实施例的装置还可以包括接收单元801，其中，接收单元801用于接收第二发送信号和后向光信号。处理单元802用于获取第一发送信号，所述第一发送信号为第一发射机通过第一光纤发送至第二接收机的信号；根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息，所述后向光信号是传输所述第一发送信号时所产生的，所述后向光信号经过所述第一光纤中的至少一段光纤传输，在所述至少一段光纤中所述后向光信号的传输方向与所述第一发送信号的传输方向相反；处理单元802还用于根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号，所述第二发送信号为第二发射机通过第二光纤发送至所述第一接收机的信号，所述第一光纤和所述第二光纤中至少一段是部分重合，在重合的部分光纤中所述第一发送信号的传输方向与所述第二发送信号的传输方向相反。
需要说明的是，第一接收机的处理单元或第一端的处理单元可以是电处理单元，也可以是光处理单元。当后向光信号的估计估计信息是一种电信号(可以是数字电信号或模拟电信号)时，第一接收机的处理单元或第一端的处理单元可以是电处理单元。理论上，由于在光层也能实现光信号的均衡(Equalization)等处理，因此第一接收机也可以在光层实现根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息，这种情况下，后向光信号的估计信息也可以是一种光信号(这种情况下，第一发送信号一般也是一种光信号)。此时，第一接收机的处理单元或第一端的处理单元可以是光处理单元。
在一些实施例中，所述处理单元802用于：获取相干接收信号，所述相干接收信号为所述第一接收机采用相干接收方式获取的；根据所述相干接收信号和所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号。
在一些实施例中，所述后向光信号为后向瑞利散射信号。
在一些实施例中，所述第一发送信号包括当前时刻之前的多个预设时间的第一发送信号，所述处理单元802用于：将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号；根据所述多个第一中间信号确定所述后向光信号的估计信息；其中，每个预设时间的第一发送信号对应一个第一系数；所述第一系数与光信号在光纤中传输时的强度衰减系数、传播系数、群速度以及后向瑞利散射系数中的任一个或多个相关。
在一些实施例中，所述处理单元802还用于：根据所述多个预设时间的第一发送信号、光信号在光纤中传输时的强度衰减系数和传播系数，确定所述多个预设时间的第二中间信号；将所述多个预设时间的第二中间信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号。
在一些实施例中，所述第一光纤的有效长度为L，所述多个预设时间为N个预设时间，相邻预设时间的间隔为ΔT，ΔT·v＝2L/N，v为群速度；所述第一光纤的有效长度不大于所述第一光纤的长度；所述处理单元802用于：将所述N个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取N个第一中间信号；其中，N取正整数。
在一些实施例中，所述第一光纤中设置有至少一个光放大器，所述至少一个光放大器将所述第一光纤划分成至少2个光放中继段，所述多个预设时间包括每个光放中继段分别对应的多个预设时间；所述处理单元802用于：将所述每个光放中继段分别对应的多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号。
在一些实施例中，所述处理单元802还用于：根据获取所述第二发送信号时所使用的进行误码纠正之前的误码率，校正或更新所述第一系数。
在一些实施例中，所述处理单元802还用于：在预设时间窗内，根据所述后向光信号的估计信息校正或更新所述第一系数，所述预设时间窗内所述第二发射机停止发送所述第二发送信号。
本实施例以上所述的光信号的处理装置，可以用于执行上述各方法实施例中第一接收机/第一接收机的处理单元执行的技术方案，其实现原理和技术效果类似，其中各个单元的功能可以参考方法实施例中相应的描述，此处不再赘述。
图9为本申请另一实施例提供的光信号的处理装置的结构示意图，如图9所示，本实施例的光信号的处理装置作为第一接收机，包括：接收器811和处理器812。
在硬件实现上，以上接收单元801可以是本实施例中的接收器811。以上处理单元802可以是本实施例中的处理器812。
所述处理器812可以包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、微控制器(Microcontroller Unit，MCU)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、电数字电路、电模拟电路、光器件组成的光模块、集成光芯片、或光电混合集成的芯片等中的至少一个。
可选地，本实施例的第一接收机还可以包括存储器813，存储器813用于存储程序指令，处理器812用于调用存储器813中的程序指令执行上述方案。
所述程序指令可以以软件功能单元的形式实现并能够作为独立的产品销售或使用，所述存储器813可以是任意形式的计算机可读取存储介质。基于这样的理解，本申请的技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，包括若干指令用以使得一台计算机设备，具体可以是处理器812，来执行本申请各个实施例中第一接收机的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例以上所述的第一接收机，可以用于执行上述各方法实施例中第一接收机/第一接收机的处理单元执行的技术方案，其实现原理和技术效果类似，其中各个器件的功能可以参考方法实施例中相应的描述，此处不再赘述。
图10为本申请一实施例提供的芯片的结构示意图，如图10所示，本实施例的芯片可以作为第一接收机的芯片，本实施例的芯片可以包括：存储器821和处理器822。存储器821与处理器822通信连接。
其中，存储器821用于存储程序指令，处理器822用于调用存储器821中的程序指令执行上述方案。
本实施例以上所述的芯片，可以用于执行本申请上述各方法实施例中第一接收机的技术方案，其实现原理和技术效果类似，其中各个单元的功能可以参考方法实施例中相应的描述，此处不再赘述。
图11为本申请另一实施例提供的光信号的处理装置的结构示意图，如图11所示，该光信号的处理装置可以包括发射机和接收机，其中，该发射机作为第一发射机，该接收机作为第一接收机，可以用于执行本申请上述各方法实施例中第一接收机的技术方案，其实现原理和技术效果类似，其中各个单元的功能可以参考方法实施例中相应的描述，此处不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。在本申请的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

Claims (20)

1.一种光信号的处理方法，其特征在于，包括：
获取第一发送信号，所述第一发送信号为第一发射机通过第一光纤发送至第二接收机的信号；
根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息；所述后向光信号是传输所述第一发送信号时所产生的，所述后向光信号经过所述第一光纤中的至少一段光纤传输，在所述至少一段光纤中所述后向光信号的传输方向与所述第一发送信号的传输方向相反；
根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号，所述第二发送信号为第二发射机通过第二光纤发送至第一接收机的信号，所述第一光纤和所述第二光纤中至少一部分重合，在重合的部分光纤中所述第一发送信号的传输方向与所述第二发送信号的传输方向相反。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号，包括：
获取相干接收信号，所述相干接收信号为所述第一接收机采用相干接收方式获取的；
根据所述相干接收信号和所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述后向光信号为后向瑞利散射信号。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一发送信号包括当前时刻之前的多个预设时间的第一发送信号，所述根据所述第一发送信号，确定后向光信号的估计信息，包括：
将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号；
根据所述多个第一中间信号确定所述后向光信号的估计信息；
其中，每个预设时间的第一发送信号对应一个第一系数；所述第一系数与光信号在光纤中传输时的强度衰减系数、传播系数、群速度以及后向瑞利散射系数中的任一个或多个相关。
5.根据权利要求4中所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述多个预设时间的第一发送信号、光信号在光纤中传输时的强度衰减系数和传播系数，确定所述多个预设时间的第二中间信号；
所述将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号，包括：
将所述多个预设时间的第二中间信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述第一光纤的有效长度为L，所述多个预设时间为N个预设时间，相邻预设时间的间隔为ΔT，ΔT·v＝2L/N，v为群速度；所述第一光纤的有效长度不大于所述第一光纤的长度；
所述将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号，包括：
将所述N个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取N个第一中间信号；
其中，N取正整数。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述第一光纤中设置有至少一个光放大器，所述至少一个光放大器将所述第一光纤划分成至少2个光放中继段，所述多个预设时间包括每个光放中继段分别对应的多个预设时间；
所述将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号，包括：
将所述每个光放中继段分别对应的多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号。
8.根据权利要求4～7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据获取所述第二发送信号时所使用的进行误码纠正之前的误码率，校正或更新所述第一系数。
9.根据权利要求4～7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在预设时间窗内，根据所述后向光信号的估计信息校正或更新所述第一系数，所述预设时间窗内所述第二发射机停止发送所述第二发送信号。
10.一种光信号的处理装置，所述光信号的处理装置作为第一接收机，其特征在于，所述装置包括处理单元和接收单元；
所述接收单元，用于接收第二发送信号和后向光信号；
所述处理单元，用于获取第一发送信号，所述第一发送信号为第一发射机通过第一光纤发送至第二接收机的信号；
所述处理单元，还用于根据所述第一发送信号，确定所述后向光信号的估计信息；所述后向光信号是传输所述第一发送信号时所产生的，所述后向光信号经过所述第一光纤中的至少一段光纤传输，在所述至少一段光纤中所述后向光信号的传输方向与所述第一发送信号的传输方向相反；
所述处理单元，还用于根据所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号，所述第二发送信号为第二发射机通过第二光纤发送至第一接收机的所述接收单元的信号，所述第一光纤和所述第二光纤中至少一部分重合，在重合的部分光纤中所述第一发送信号的传输方向与所述第二发送信号的传输方向相反。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理单元用于：获取相干接收信号，所述相干接收信号为所述第一接收机采用相干接收方式获取的；根据所述相干接收信号和所述后向光信号的估计信息，获取第二发送信号。
12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述后向光信号为后向瑞利散射信号。
13.根据权利要求10～12任一项所述的装置，其特征在于，所述第一发送信号包括当前时刻之前的多个预设时间的第一发送信号，所述处理单元用于：将所述多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号；根据所述多个第一中间信号确定所述后向光信号的估计信息；其中，每个预设时间的第一发送信号对应一个第一系数；所述第一系数与光信号在光纤中传输时的强度衰减系数、传播系数、群速度以及后向瑞利散射系数中的任一个或多个相关。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：根据所述多个预设时间的第一发送信号、光信号在光纤中传输时的强度衰减系数和传播系数，确定所述多个预设时间的第二中间信号；将所述多个预设时间的第二中间信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述第一光纤的有效长度为L，所述多个预设时间为N个预设时间，相邻预设时间的间隔为ΔT，ΔT·v＝2L/N，v为群速度；所述第一光纤的有效长度不大于所述第一光纤的长度；所述处理单元用于：将所述N个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取N个第一中间信号；其中，N取正整数。
16.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述第一光纤中设置有至少一个光放大器，所述至少一个光放大器将所述第一光纤划分成至少2个光放中继段，所述多个预设时间包括每个光放中继段分别对应的多个预设时间；所述处理单元用于：将所述每个光放中继段分别对应的多个预设时间的第一发送信号，分别与对应的第一系数相乘，获取多个第一中间信号。
17.根据权利要求13～16任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：根据获取所述第二发送信号时所使用的进行误码纠正之前的误码率，校正或更新所述第一系数。
18.根据权利要求13～16中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：在预设时间窗内，根据所述后向光信号的估计信息校正或更新所述第一系数，所述预设时间窗内所述第二发射机停止发送所述第二发送信号。
19.一种芯片，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序指令；
所述处理器，用于调用所述存储器中存储的所述程序指令以实现如权利要求1到9任一项所述的光信号的处理方法。
20.一种存储介质，其特征在于，包括：可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序用于实现如权利要求1到9任一项所述的光信号的处理方法。
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