CN115499066A - 光信号的接收装置、终端、系统及方法 - Google Patents

光信号的接收装置、终端、系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光信号的接收装置、终端、系统及方法，其中，该装置适于接收多种速率的光信号，包括：滤波器以及至少一个探测器；其中，所述滤波器置于放大器之后，且滤波特性根据预设波长范围配置，用于滤除经放大器放大后的光信号中包含的噪声并对所述光信号进行波长分路处理，得到与预设波长范围相对应的至少一路光信号；所述至少一个探测器用于将所述至少一路光信号转换为电信号。该方式能够根据信号速率与波长之间的对应关系，通过滤波器执行波长分路处理，进而将原始光信号分路接收，以使该接收装置能够适用于多种速率的光信号。并且，由于该接收方式能够兼容接收多种波长和速率的光信号，因而使得发送端无需采用带制冷器的发射器，从而不会提升终端光模块的制造成本。

Description

光信号的接收装置、终端、系统及方法
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种光信号的接收装置、终端、系统及方法。
背景技术
随着无源光网络(Passive Optical Network，PON)带宽需求的不断提升，光信号的速率也不断提升，PON网络上行速率等级也随之增多。例如，在50G PON系统中，上行需要能够同时支持50G速率等级、12.5G速率等级以及25G速率等级的光信号。当系统支持多种不同速率的光信号时，由于不同速率的光信号所对应的波长范围不同，因此，当光线路终端(optical line terminal，OLT)侧光接收机采用半导体光放大器(semiconductor opticalamplifier，SOA)、带通滤波器(band-pass filter，BPF)以及光电探测器(Photodetector，PD)，即：SOA+BPF+PD接收机架构时，由于其中的BPF为窄带滤波器，而非制冷激光器的工作波长范围较宽，因此，将导致窄带滤波器的波长范围与非制冷激光器的波长范围不匹配，进而导致在12.5G速率以及25G速率的光信号采用非制冷激光器发送时，该架构无法兼容支持50G速率等级、12.5G速率等级以及25G速率等级的多种光信号。
为了解决上述问题，相关技术中的解决方案为：使12.5G和25G速率等级的光信号采用带制冷器的发射机发送，相应的，使12.5G和25G速率等级的波长工作范围与50G速率等级的波长工作范围一样收窄至4nm。但是，该解决方案由于采用了带制冷器的发射器，因而会导致终端光模块的成本大幅上升。由此可见，在不提升终端光模块的制造成本的前提下，现有的接收机架构无法同时支持多种速率的光信号。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种光信号的接收装置、终端、系统及方法。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种光信号的接收装置，光信号的接收装置，其特征在于，包括：滤波器以及至少一个探测器；其中，
所述滤波器置于放大器之后，且滤波特性根据预设波长范围配置，用于滤除经放大器放大后的光信号中包含的噪声并对所述光信号进行波长分路处理，得到与预设波长范围相对应的至少一路光信号；
所述至少一个探测器用于将所述至少一路光信号转换为电信号。
可选地，所述至少一个探测器具体包括：第一探测器以及第二探测器；
且所述与预设波长范围相对应的至少一路光信号包括：与第一波长范围相对应的第一光信号和/或与第二波长范围相对应的第二光信号；
则所述第一探测器用于将所述第一光信号转换为第一电信号，所述第二探测器用于将所述第二光信号转换为第二电信号。
可选地，所述装置进一步包括：
放大器，用于对接收到的光信号进行放大处理，并将放大处理后的光信号传输至所述滤波器。
可选地，所述滤波器具有第一输出光路以及第二输出光路；其中，所述第一输出光路的通带范围对应于所述第一波长范围，所述滤波器的第二输出光路的通带范围对应于所述第二波长范围；
则所述滤波器具体用于：将与第一波长范围内的第一光信号经透射处理或反射处理后通过所述第一输出光路传输至所述第一探测器，将与第二波长范围内除去第一波长范围的第二光信号经反射处理或透射处理后通过所述第二输出光路传输至所述第二探测器；
其中，所述第一波长范围和所述第二波长范围根据光信号的速率与波长之间的对应关系划分，则所述第一波长范围对应于第一速率的原始光信号，所述第二波长范围对应于第二速率的原始光信号。
可选地，所述光信号的速率与波长之间的对应关系根据光信号发送端的激光器参数确定；其中，第一速率大于第二速率，且第一波长范围小于第二波长范围；
其中，第一波长范围位于第二波长范围的中间区域；或者，所述第一波长范围与所述第二波长范围互不重叠，且所述第一波长范围与所述第二波长范围之间具有间隔过渡带；其中，所述第一速率包括：50Gbit/s，所述第二速率包括：12.5Gbit/s或25Gbit/s；或第一速率包括：50Gbit/s和25Gbit/s，所述第二速率包括12.5Gbit/s。
可选地，进一步包括：
信号预处理模块，适于针对所述第一探测器输出的第一电信号以及所述第二探测器输出的第二电信号进行预处理，得到预处理后的第三电信号，将所述第三电信号输出至信号接收端。
可选地，所述信号预处理模块包括：信号比较模块、或信号相加模块；
其中，所述信号比较模块具体适于：比较第一电信号以及第二电信号的直流成分、峰峰值、信噪比、和/或信号频率，根据比较结果将第一电信号或第二电信号作为所述第三电信号；
所述信号相加模块具体适于：将所述第一电信号以及所述第二电信号相加，得到所述第三电信号。
可选地，所述信号接收端具有一对用于接收所述第三电信号的接收信号管脚；
并且，所述装置进一步包括：
信号速率等级指示模块，适于根据所述第三电信号的信号波长和信号速率确定所述第三电信号的速率等级，并向所述信号接收端发送速率等级指示信号。
可选地，所述原始光信号为从光网络单元传输至光线路终端的上行光信号。
根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种光线路终端，包括：上述的光信号的接收装置。
可选地，该光线路终端进一步包括：信号选择模块，适于根据时隙调度表中存储的调度时隙与信号速率之间的对应关系，确定与当前调度时隙相对应的信号速率以及与所述信号速率对应的信号波长范围，根据所述信号波长范围选择所述第一电信号或所述第二电信号作为接收电信号。
可选地，所述信号选择模块具体适于：分别确定所述第一电信号以及所述第二电信号在物理层的误码率，将误码率低的电信号作为所述接收电信号。
根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种光信号的接收系统，包括：上述的光线路终端、以及光网络单元。
根据本发明实施例的再一个方面，提供了一种光信号的接收方法，包括：
通过滤波器滤除经放大器放大后的光信号中包含的噪声并对所述光信号进行波长分路处理，得到与预设波长范围相对应的至少一路光信号；
通过至少一个探测器将所述至少一路光信号转换为电信号。
在本发明实施例提供的光信号的接收装置、终端、系统及方法中，能够通过滤波器对放大处理后的原始光信号进行波长分路处理，得到与预设波长范围相对应的至少一路光信号；并通过至少一个探测器将至少一路光信号转换为电信号。由此可见，针对光信号的波长范围较宽的特点，在本发明实施例中，通过合理设置滤波器的透射波长以及反射波长，使不同波长范围的光信号分路输出。该方式能够根据信号速率与波长之间的对应关系，通过滤波器执行波长分路处理，进而将原始光信号分路接收，以使该接收装置能够适用于多种速率的光信号。并且，由于该接收方式能够兼容接收多种波长和速率的光信号，因而使得发送端无需采用带制冷器的发射器，从而不会提升终端光模块的制造成本。
附图说明
图1示出了本发明实施例一提供的光信号的接收装置的结构示意图；
图2示出了本发明实施例二提供的光信号的接收装置的结构示意图；
图3示出了窄波段和宽波段的范围示意图；
图4示出了上行波长范围的划分示意图；
图5示出了多速率光接收组件的具体结构示意图；
图6示出了示例一提供的多速率接收系统的系统结构示意图；
图7示出了示例二中的多速率接收装置的结构示意图；
图8示出了当信号比较模块通过比较输出信号直流成分大小的方式实现时的结构示意图；
图9示出了当信号比较模块通过比较第一电信号和第二电信号的峰峰值大小实现时的结构示意图；
图10示出了当信号比较模块通过第一电信号频率大小检测实现时的结构示意图；
图11示出了示例二提供的多速率接收系统的系统结构示意图；
图12示出了该示例中的多速率接收装置的结构示意图；
图13示出了包含可变延迟模块的信号相加模块的结构示意图；
图14示出了示例四中的波长划分方式的示意图；
图15示出了示例五提供的多速率接收系统的系统结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的服务器进行详细描述。
在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本发明透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本发明的范围。
如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
本文所述实施例可借助本发明的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此，可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。因此，实施例不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不旨在是限制性的。
除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本发明的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。
本发明提供了一种光信号的接收装置，具体包括：滤波器以及至少一个探测器；其中，滤波器置于放大器之后，且滤波特性根据预设波长范围配置，用于滤除经放大器放大后的光信号中包含的噪声并对光信号进行波长分路处理，得到与预设波长范围相对应的至少一路光信号；至少一个探测器用于将至少一路光信号转换为电信号。其中，至少一路光信号可以为一路或两路，具体取决于光信号的波长划分情况。另外，探测器的数量主要取决于光信号的数量，例如，探测器的数量可以为两个。
通常情况下，滤波后分为一路以上，其中一路光路只通过高速率等级波长范围(即窄带波长工作范围)内的光信号，剩余波长范围的光信号从另一路通过。具体的，根据预设波长范围合理配置滤波器的滤波特性，以使滤波器在具备过滤高速信号ASE噪声的功能的同时，还能够进行波长分路处理，实现分别探测的能力。由此可见，滤波器同时具备如下两方面的功能：一方面，能够滤除由放大器产生的噪声；另一方面，能够实现波长分路。通过上述方式，能够实现可支持远端采用低速率非制冷激光器的有益效果。
由此可见，针对光信号的波长范围较宽的特点，在本发明实施例中，通过合理设置滤波器的透射波长以及反射波长，使不同波长范围的光信号分路输出。该方式能够根据信号速率与波长之间的对应关系，通过滤波器执行波长分路处理，进而将原始光信号分路接收，以使该接收装置能够适用于多种速率的光信号。并且，由于该接收方式能够兼容接收多种波长和速率的光信号，因而使得发送端无需采用带制冷器的发射器，从而不会提升终端光模块的制造成本。
图1示出了本发明实施例一提供的光信号的接收装置的结构示意图，适于接收多种速率的光信号。如图1所示，该接收装置包括：放大器11、滤波器12、第一探测器13以及第二探测器14；其中，放大器11适于对接收到的原始光信号进行放大处理；滤波器12适于对放大处理后的原始光信号进行波长分路以及窄带滤波处理，得到与第一波长范围相对应的第一光信号和/或与第二波长范围相对应的第二光信号；第一探测器13适于将来自滤波器12的第一光信号转换为第一电信号，第二探测器14适于将来自滤波器的第二光信号转换为第二电信号，其中第一光信号和第二光信号之一为窄带光信号。滤波器12对放大后的高速信号进行波长分路的同时，进行窄带滤波，减少放大器的ASE噪声进入探测器，保证接收装置的高灵敏度探测性能。
其中，本实施例中的放大器11为光放大器，具体可以为半导体光放大器SOA。滤波器12可以为单个薄膜滤波片(Thin Film Filter，简称TFF)、微光学组件Z-Block、和/或光子集成器件(如马赫-曾德尔干涉仪,Mach-Zehnder interferometer，简称MZI)等。具体的，本实施例中的滤波器也可以称作滤波模块，用于实现波长分路以及窄带滤波功能，凡是能够实现波长分路以及窄带滤波功能的器件均可作为滤波器，本发明不限定滤波器的具体实现方式。另外，第一探测器13以及第二探测器14可以为PIN探测器或APD探测器等各类探测器。
其中，由于信号速率等级与信号波长范围之间具有一定的对应关系，因此，当原始光信号的信号速率等级可以为多种时，不同速率等级对应的波长范围宽窄不一，因而传统的光放大器+窄带滤波器+探测器架构中，窄带滤波器会截止窄带波长范围以外的光信号，导致接收机无法接收到波长范围较宽的且工作波长位于窄带波长范围以外的低速率等级光信号，即：传统的光放大器+窄带滤波器+探测器架构无法兼容多种速率的光信号。本实施例中预先将原始光信号的波长范围划分为第一波长范围以及第二波长范围，相应的，第一波长范围的光信号以及第二波长范围的光信号分别通过滤波器的透射光路以及反射光路传输至不同的探测器接收，从而实现了多速率光信号的兼容接收。
另外，本实施例中的光信号的接收装置可以设置在各类光器件中，例如，可以设置在光线路终端的内部，也可以设置在光网络单元的内部。本发明不限定该光信号的接收装置的具体位置，只要能够实现多速率光信号的兼容接收即可。
由此可见，在本发明实施例提供的光信号的接收装置中，能够通过滤波器对放大处理后的原始光信号进行波长分路处理，得到与第一波长范围相对应的第一光信号以及与第二波长范围相对应的第二光信号，相应的，第一探测器将来自滤波器的第一光信号转换为第一电信号，第二探测器将来自滤波器的第二光信号转换为第二电信号。由此可见，针对多种速率的光信号的波长范围宽窄不一的特点，在本发明实施例中，通过合理设置滤波器的透射波长以及反射波长，使第一波长范围的光信号经由第一探测器转换为第一电信号，且使第二波长范围的光信号经由第二探测器转换为第二电信号。该方式能够根据信号速率与波长之间的对应关系，通过滤波器执行波长分路处理，进而将原始光信号分路为两路电信号，从而使该接收装置能够适用于多种速率的光信号。
实施例二
图2示出了本发明实施例二提供的光信号的接收装置的结构示意图，适于接收多种速率的光信号。如图2所示，该接收装置包括：放大器21、滤波器22、第一探测器23、第二探测器24以及信号预处理模块25。
其中，放大器21适于对接收到的原始光信号进行放大处理；滤波器22适于对放大处理后的原始光信号进行波长分路以及窄带滤波处理，得到与第一波长范围相对应的第一光信号以及与第二波长范围相对应的第二光信号；第一探测器23适于将来自滤波器22的第一光信号转换为第一电信号，第二探测器24适于将来自滤波器22的第二光信号转换为第二电信号，其中第一光信号和第二光信号之一为窄带光信号。滤波器22对放大后的高速信号进行波长分路的同时，进行窄带滤波，减少放大器的ASE噪声进入探测器，保证接收装置的高灵敏度探测性能。
其中，本实施例中的放大器21为光放大器，具体可以为半导体光放大器SOA。滤波器22可以为单个薄膜滤波片(Thin Film Filter，简称TFF)、微光学组件Z-Block、和/或光子集成器件(如马赫-曾德尔干涉仪,Mach-Zehnder interferometer，简称MZI)等。具体的，本实施例中的滤波器也可以称作滤波模块，用于实现波长分路以及窄带滤波功能，凡是能够实现波长分路以及窄带滤波功能的器件均可作为滤波器，本发明不限定滤波器的具体实现方式。另外，第一探测器23以及第二探测器24可以为PIN探测器或APD探测器等各类探测器。
其中，由于信号速率等级与信号波长范围之间具有一定的对应关系，因此，当原始光信号的信号速率等级可以为多种时，不同速率等级对应的波长范围宽窄不一，因而传统的光放大器+窄带滤波器+探测器架构中，窄带滤波器会截止窄带波长范围以外的光信号，导致接收机无法接收到波长范围较宽的且工作波长位于窄带波长范围以外的低速率等级光信号，即：传统的光放大器+窄带滤波器+探测器架构无法兼容多种速率的光信号。本实施例中预先将原始光信号的波长范围划分为第一波长范围以及第二波长范围，相应的，第一波长范围的光信号以及第二波长范围的光信号分别通过滤波器的透射光路以及反射光路传输至不同的探测器接收，从而实现了多速率光信号的兼容接收。
其中，滤波器22具有第一输出光路以及第二输出光路；其中，第一输出光路的通带范围对应于第一波长范围，第二输出光路的通带范围对应于第二波长范围；则滤波器具体适于：将与第一波长范围相对应的第一光信号经透射处理或反射处理后通过第一输出光路传输至第一探测器，将与第二波长范围相对应的第二光信号经反射处理或透射处理后通过第二输出光路传输至第二探测器。
例如，滤波器22的透射波长对应于第一波长范围，滤波器22的反射波长对应于第二波长范围；则滤波器22具体适于：将与第一波长范围相对应的第一光信号经透射处理后通过第一光路传输至第一探测器23，将与第二波长范围相对应的第二光信号经反射处理后通过第二光路传输至第二探测器24；其中，第一波长范围和第二波长范围根据光信号的速率与波长之间的对应关系划分，则第一波长范围对应于第一速率的原始光信号，第二波长范围对应于第二速率的原始光信号。具体的，光信号的速率与波长之间的对应关系根据光信号发送端的激光器参数确定。在一个具体示例中，第一速率大于第二速率，且第一波长范围小于第二波长范围。例如，在一个具体示例中，该接收装置能够兼容接收三种速率的光信号，相应的，第一速率包括：50Gbit/s，第二速率包括：12.5Gbit/s和/或25Gbit/s。或者，第一速率包括：50Gbit/s和25Gbit/s，所述第二速率包括12.5Gbit/s。本发明不限定第一速率和第二速率的具体划分方式。其中，上述的第一速率具体为第一速率等级，第二速率具体为第二速率等级。光信号的速率与波长之间的对应关系具体为光信号的速率等级与波长范围之间的对应关系。
当然，也可以将反射波长和透射波长的范围互换，本发明对此不做限定。
另外，上述的第一波长范围以及第二波长范围的划分方式取决于光信号发送端的激光器参数，其中，光信号发送端可以为光网络单元。具体的，第一波长范围以及第二波长范围的划分方式能够通过下述两种实现方式中的至少一种实现：
在第一种实现方式中，第一波长范围位于第二波长范围的中间区域，换言之，第二波长范围进一步包括：位于第一波长范围的第一侧(如左侧)的第一子范围，以及位于第一波长范围的第二侧(如右侧)的第二子范围。即：第二波长范围为除第一波长范围之外的预设波长范围。具体的，第一子范围可以位于第一波长范围的第一侧，且与第一波长范围间隔第一预设波长；第二子范围可以位于第一波长范围的第二侧，且与第一波长范围间隔第二预设波长。其中，第一预设波长与第二预设波长的长度可以相同或不同。例如，图4示出了一种实现方式中的上行波长范围的划分示意图，以图4为例，第一波长范围为[λ3，λ4]，第二波长范围包括：位于第一波长范围左侧、且与第一波长范围间隔第一预设波长的第一子范围[λ1，λ5]，以及位于第一波长范围右侧、且与第一波长范围间隔第二预设波长的第二子范围[λ6，λ2]。其中，第一预设波长的长度等于λ3与λ5之间的差值，第二预设波长的长度等于λ6与λ4之间的差值。相应的，滤波器具体用于：将与第一波长范围内的第一光信号经透射处理或反射处理后通过第一输出光路传输至第一探测器，将与第二波长范围(即包括上述的第一子范围和第二子范围)相对应的第二光信号经反射处理或透射处理后通过第二输出光路传输至第二探测器。
在第二种实现方式中，第一波长范围与第二波长范围互不重叠，且第一波长范围与第二波长范围之间具有间隔过渡带，此时第二光信号则为与第二波长范围对应的光信号。其中，间隔过渡带是指：位于第一波长范围以及第二波长范围之间的第三波长范围，该第三波长范围既不与第一波长范围重合，也不与第二波长范围重合，从而使第一波长范围与第二波长范围之间具有一段能够起到间隔作用的过渡波段。本发明不限定第一波长范围以及第二波长范围的具体划分方式。
另外，信号预处理模块25适于针对第一探测器23输出的第一电信号以及第二探测器24输出的第二电信号进行预处理，得到预处理后的第三电信号，将第三电信号输出至信号接收端。其中，信号预处理模块25的主要作用在于：针对第一电信号以及第二电信号进行分析处理，以得到用于输出至信号接收端的第三电信号。其中，预处理方式可以为多种，例如，可以为信号比较处理、信号相加处理等各类方式，相应的，第三电信号既可以为从第一电信号和第二电信号中提取的一路质量较佳的电信号，也可以为针对第一电信号以及第二电信号进行相加等预设处理后得到的电信号，本发明对具体细节不做限定。
例如，在一种具体的实现方式中，信号预处理模块为信号比较模块。相应的，该信号比较模块具体适于：比较第一电信号以及第二电信号的直流成分、峰峰值、信噪比、和/或信号频率，根据比较结果将第一电信号或第二电信号作为第三电信号。
又如，在又一种具体的实现方式中，信号预处理模块为信号相加模块。相应的，该信号相加模块具体适于：将第一电信号以及第二电信号相加，得到第三电信号。
由此可见，由于本实施例中通过信号预处理模块将两路电信号转换为一路电信号，因此，信号接收端只需具有一对用于接收第三电信号的接收信号管脚即可，无需针对第一电信号和第二电信号设置两对接收信号管脚，从而简化了信号接收端的硬件成本，且缩小了信号接收端的体积，便于实现信号接收端的小型化封装处理。其中，本实施例中的信号接收端可以为各类具备光信号接收功能的网络设备，例如，可以为光线路终端，相应的，本实施例中的接收装置可以设置在光线路终端的内部，或者与光线路终端通信连接。
可选地，为了便于信号接收端针对接收到的电信号进行后续处理，需要进一步向信号接收端提示信号速率等级。相应的，该接收装置还可以进一步包括：信号速率等级指示模块，适于根据信号预处理模块识别出的信号波长范围和信号速率等级，并向信号接收端发送速率等级指示信号。由此可见，该信号速率等级指示模块主要用于根据第三电信号的信号波长和信号速率确定第三电信号的速率等级，并向信号接收端发送速率等级指示信号。例如，当第一光信号为对应窄带波长范围时，若第三电信号为全部从第一电信号输出，且信号速率较高，则此时接收到的为高速率等级信号，相应的，通过信号速率等级指示模块向信号接收端发送高速率等级指示信号；若第三电信号为全部从第二电信号输出，则此时接收到的为低速率等级信号，相应的，通过信号速率等级指示模块向信号接收端发送低速率等级指示信号；若第三电信号为全部从第一电信号输出，且信号速率较低，则此时接收到的为低速率等级信号，相应的，通过信号速率等级指示模块向信号接收端发送低速率等级指示信号；若第三电信号为第一和第二电信号比较后输出(或，第一和第二电信号相加输出，且第一和第二电信号都存在交流信号)，则此时接收到的为低速率等级信号，相应的，通过信号速率等级指示模块向信号接收端发送低速率等级指示信号。总之，由于信号预处理模块25在对第一电信号以及第二电信号进行预处理的过程中，能够判断出第三电信号的信号波长以及速率等级，相应的，能够根据判断结果向信号接收端发送速率等级指示信号。
另外，本实施例中的原始光信号可以为从光网络单元传输至光线路终端的上行光信号。
另外，本发明又一实施例还提供了一种光线路终端，包括：上述的光信号的接收装置。
其中，上一实施例中的信号预处理模块为一个可选的模块，在其他的实施例中，也可以省略上述的信号预处理模块，从而直接向信号接收端输出上述的第一电信号以及第二电信号，此时，信号接收端需要提供两对接收信号管脚，分别用于接收上述的第一电信号以及第二电信号。当上述的光信号的接收装置中不包含信号预处理模块时，为了便于信号接收端(即光线路终端)针对接收到的电信号进行后续处理，需要根据时隙调度表获知接收信号的速率等级。相应的，光线路终端中进一步包括：信号选择模块，适于根据时隙调度表中存储的调度时隙与信号速率之间的对应关系，确定与当前调度时隙相对应的信号速率等级，根据信号速率等级选择第一电信号或第二电信号作为接收电信号。其中，接收电信号是指：实际用于后续处理过程的有效接收信号。由于该方式中的光线路终端具有两对接收信号管脚，且分别对应于第一电信号以及第二电信号，而第一电信号以及第二电信号又分别对应于不同波长范围的光信号，相应的，当获知当前时间接收的为高速率等级的光信号时，第一电信号为有效信号成分，第二电信号则为无效信号成分，此时，将第一电信号确定为接收电信号，并控制与第一电信号相对应的接收信号管脚工作；当获知当前时间接收的为低速率等级的光信号时，第一电信号和第二信号都可能为有效信号，此时光线路终端中信号选择模块分别确定第一电信号以及第二电信号在物理层的误码率，将误码率低的电信号作为有效信号接收。
另外，本发明又一实施例还提供了一种光信号的接收系统，具体包括：上述的光线路终端、以及光网络单元。
综上可知，在本发明实施例提供的光信号的接收装置中，能够通过滤波器对放大处理后的原始光信号进行波长分路以及窄带滤波处理，得到与第一波长范围相对应的第一光信号以及与第二波长范围相对应的第二光信号，相应的，第一探测器将来自滤波器的第一光信号转换为第一电信号，第二探测器将来自滤波器的第二光信号转换为第二电信号。由此可见，针对多种速率等级的光信号的波长范围宽窄不一的特点，在本发明实施例中，通过合理设置滤波器的透射波长以及反射波长，使第一波长范围的光信号经由第一探测器转换为第一电信号，且使第二波长范围的光信号经由第二探测器转换为第二电信号。该方式能够根据信号速率与波长范围之间的对应关系，通过滤波器执行波长分路处理，进而将原始光信号分路为两路电信号，从而使该接收装置能够适用于多种速率的光信号。并且，通过设置信号预处理模块，能够将两路电信号转换为一路电信号，从而减少信号接收端的管脚数量，降低硬件成本，缩小器件体积。
为了便于理解，下面以具体示例为例，详细介绍本发明实施例提供的光信号的接收装置的具体实现细节。另外，在介绍下述几个示例之前，先简单介绍本申请的应用场景：
近年来，基于时分复用无源光网络(TDM-PON)技术的光接入网络迅速发展，10GPON(10吉比特无源光网络)已开始规模部署，逐步替代吉比特无源光网络(Gigabit-Capable Passive Optical Networks,GPON)网络。未来，在接入网层面实现大带宽的家庭宽带接入、更高带宽政企接入，以及5G小基站回传等固移融合和全业务接入，对无源光网络带宽提出了更高的要求。50Gbit/s无源光网络(基于时分复用，50G TDM PON)成为10G PON的演进方向。在50GPON系统中，ITU-T标准G.hsp.pmd目前定义了上行12.5G，25G和50G三个速率等级。因此，在未来实际部署过程中，同一ODN会出现上行三种不同速率的ONU，相应的，要求OLT设备以及OLT光模块需要同时兼容三种上行接收速率。当上行速率为50G速率时，由于线路速率大幅提升，采用传统APD接收机已很难满足PON网络32dB及以上链路预算要求。为了能够重用已部署的ODN网络，需要实现高灵敏度接收机，前置放大器是一种有效提升接收机灵敏度的方案。但是放大器存在ASE带外噪声，影响接收机性能，为此需要增加光滤波器(BPF)，而且滤波器波长要与发射机波长匹配。为了降低滤波器设计，避免使用可调滤波器，需要将发射机波长收窄到一定范围，所以50G-PON需要有一种窄波长的波长方案。而对于PON系统，由于其终端要求器件成本极低，通常上行采用非制冷的DML激光器，其工作波长范围较宽，通常为20nm。因此，目前标准中50G PON上行方向波长规划50G速率定义了20nm的宽工作波长范围和4nm的窄工作波长范围两类波长范围选项，且窄波长范围位于宽波长范围的中间位置。例如，图3示出了窄波段和宽波段的范围示意图。图3中US0和US1分别代表50G PON与GPON和XGPON共存的两个波长方案。因此，当50G PON系统满足32dB以上光功率预算时，50G速率等级OLT侧光接收机需要采用SOA+BPF+PD接收机架构，此架构无法同时兼容发端12.5G和25G速率等级的非制冷激光器。即使将OLT接收光路通过1：2的分光器一分为二，分别采用两种接收机接收50G速率上行信号和12.5G/25G上行信号。但是，由于分光器对波长不敏感，因而将在原链路预算上增加3dB的损耗，从而对光器件性能带来严重挑战。同时，上述方案必须采用2对上行信号管脚，不利于OLT光模块的小型化封装。
本申请提供的下述几个示例能够解决上述应用场景中的问题：
示例一、
该示例提供了一种多速率接收装置及系统。该示例中的多速率接收装置的结构示意图具体可参照图1。如图1所示，该多速率接收装置包括:放大器11，滤波器12，第一探测器13和第二探测器14。其中，光放大器对接收到的上行光信号进行光信号放大处理。滤波器根据50G无源光网络PON的上行波长规划，将上行波长范围内的窄带工作波长(对应于第一波长范围)经过第一光路送至第一探测器，同时将上行波长范围内窄带工作波长以外光信号(对应于第二波长范围)经过第二光路送至第二探测器。第一探测器将经过第一光路的窄带上行光信号转换为第一电信号输出。第二探测器将经过第二光路的窄带工作波长以外的上行光信号转换为第二电信号输出。滤波器对上行光信号进行波长分路的同时，滤除了光放大器的自发辐射(ASE)噪声，有效提升了50G速率等级的上行光信号的接收灵敏度且不会额外引入PON系统链路损耗，同时也大幅简化了接收机光路。对于50G PON上行波长规划，图4示出了上行波长范围的划分示意图，结合图4，滤波器具备以下特征：当50G PON上行宽带波长范围为[λ1，λ2]，上行窄带波长范围为[λ3，λ4]时，滤波器第一光路(如透射光路)通带为[λ3，λ4]，截止波长为[λ1，λ5]和[λ6，λ2]，滤波器第二光路(如反射光路)通带为[λ1，λ5]和[λ6，λ2]，截止波长为[λ3，λ4]。波长[λ5，λ3]和[λ4，λ6]则为滤波器过渡带，部分进入第一光路，部分进入第二光路。例如，对于50G PON 1260nm-1280nm上行波长选项，λ1即为1260nm，λ2即为1280nm，λ3，λ4，λ5，λ6可为1260nm-1280nm范围之内的波长(不包括1260nm和1280nm)，如λ3为1268nm，λ4为1272nm，λ5为1266nm和λ6为1274nm。由此可见，λ1＜λ5＜λ3＜λ4＜λ6＜λ2。
其中，光放大器可以为半导体光放大器SOA，滤波器可以为单个薄膜滤波片TFF、微光学组件Z-Block、光子集成器件(MZI)等，探测器可以为PIN探测器或者APD探测器。进一步的，上述多速率接收装置为OLT多速率接收装置，具体可以由离散器件组成，封装成光接收组件或为混合集成光芯片。以OLT多速率接收装置为多速率光接收组件为例，该多速率光接收组件还包括光路耦合器件(如透镜Lens)、光口适配器、金属外壳、以及柔性板(FlexiblePrinted Circuit，FPC)等。
图5示出了多速率光接收组件的具体结构示意图。如图5所示，该多速率光接收组件包括：半导体光放大器SOA、微光学组件Z-Block50、探测器PD1和PD2、透镜Lens(对应于图中的圆形部件)、光适配器和柔性板FPC等。其中，微光学组件Z-Block50进一步包括滤波器51以及滤波器52。上述SOA器件通过光适配器接收上行入射光信号并对上行光信号进行放大。放大后的光信号经过第一Lens转换为平行光输入Z-Block微光学组件，Z-Block将输入窄带波长范围内的光信号经过滤波器51透射后，经过第二Lens会聚后送入探测器1(PD1)转换为第一电信号；将输入窄带波长范围以及滤波器51过渡带以外的光信号经过滤波器51全反射后，经过滤波器52全反射，经过第三Lens送入探测器2(PD2)转换为第二电信号；将输入滤波器1过渡带内的上行光信号，经滤波器51部分透射后输入PD1转换为第一电信号，经滤波器51部分反射后再经滤波器52全反射，输入PD2转换为第二电信号。该多速率光接收组件还包括FPC，通过FPC与外部电路连接，与PD1和PD2相连，将PD1和PD2转换后的第一电信号和第二电信号输出至外部电路。进一步的，外部电路还通过FPC连接PD和SOA的控制管脚，实现供电、监控信号读取，电流大小调节等功能。上述装置中，PD1和PD2将输入光信号转换为电信号，还包括将光信号转换为电流信号后，通过TIA电路将电流转换为差分电压信号输出。
上述装置中，滤波器51的光学特征符合前文中的波长定义，即对于上行宽带波长范围为[λ1，λ2]，上行窄带波长范围为[λ3，λ4]的50G PON，滤波器51透射光路通带为[λ3，λ4]，截止波长为[λ1，λ5]和[λ6，λ2]，反射光路通带为[λ1，λ5]和[λ6，λ2]，截止波长为[λ3，λ4]。波长[λ5，λ3]和[λ4，λ6]则为滤波器过渡带，部分进入透射光路，部分进入反射光路。滤波器52则对50G PON上行波长范围内的所有光信号(包括宽带和窄带)，或者窄带以外([λ1，λ3]&[λ4，λ2])的光信号全反射，即对滤波器51反射光路中50G PON上行波长范围内所有波长为通带。
图6示出了本示例提供的多速率接收系统的系统结构示意图。该多速率接收系统包括：示例一的多速率接收装置60、多个光网络单元ONU 61、以及信号接收端67。其中，多速率接收装置60具体包括：光放大器63、滤波器64、第一探测器65以及第二探测器66。其中，信号接收端67具体可以为光线路终端。其中，信号接收端67中进一步包含50G PON MAC(MediaAccess Control，介质访问控制)。如图6所示，多个光网络单元ONU作为信号发送端，且各个ONU能够发送不同速率等级的光信号，包括：12.5G、25G、以及50G等不同速率等级的光信号。多个ONU发送的多路分别对应于不同速率等级的光信号经过分光器处理后，发送给上文提到的多速率接收装置。该多速率接收装置中的光放大器负责对接收到的光信号进行放大处理，滤波器用于进行上文提到的波长分路处理，并将按照波长分路后的光信号分别传输给第一探测器和/或第二探测器。如图6所示，第一探测器主要负责接收并处理高速光信号和第一波长范围内的低速信号，第二探测器主要负责接收并处理第二波长范围内的低速光信号。
进一步的，本示例提供的多速率接收系统中，在多速率接收装置60和信号接收端67之间还可以进一步设置信号放大模块、时钟数据恢复模块等，用于放大多速率接收装置输出的第一电信号和第二电信号，并对信号进行时钟数据恢复。
可选地，在该示例中，在信号接收端中进一步包括信号选择单元，例如，当信号接收端为光线路终端时，在光线路终端的50G PON MAC芯片中包含上述的信号选择单元，该信号选择单元用于根据时隙调度表中存储的调度时隙与信号速率之间的对应关系，确定与当前调度时隙相对应的信号速率，根据对应的信号速率选择第一电信号或第二电信号作为接收电信号。例如，根据DBA调度信息读取时隙调度表，从而选择不同速率等级的上行信号传输至MAC协议处理模块。当获知当前时间接收的为高速率等级的光信号时，第一电信号为有效信号成分，控制第一信号进入MAC协议处理模块；当获知当前时间接收的为低速率等级的光信号时，第一电信号和第二信号都可能为有效信号，此时根据PHY层误码率高低来选择误码率低的一路确定为有效信号进入MAC协议处理模块成帧子层(Framing sublayer)。
示例二、
该示例提供了一种多速率接收装置及系统。图7示出了该示例中的多速率接收装置的结构示意图。如图7所示，该多速率接收装置包括:光放大器71，滤波器72，第一探测器73、第二探测器74和信号比较模块75。由此可见，示例一与示例二的主要区别在于：增加了信号比较模块75，该信号比较模块75比较第一电信号和第二电信号质量，将其中信号质量较优的一路电信号输出。该信号比较模块比较第一电信号和第二电信号质量包括：比较第一电信号和第二电信号的输出信号直流成分大小、峰峰值大小、相比参考电平高低、信噪比大小和/或频率大小等。
图8示出了当信号比较模块通过比较输出信号直流成分大小的方式实现时的结构示意图。如图8所示，信号比较模块进一步包括：直流分量检测模块81、直流分量检测模块82、直流分量比较模块83和信号开关模块84。直流分量检测模块81、直流分量检测模块82分别检测第一电信号和第二电信号的直流分量1、2并输入直流分量比较模块。直流分量比较模块83判断输入的两路直流分量大小，并根据比较结果控制信号开关模块84。当直流分量1>直流分量2时，直流分量比较模块83控制信号开关模块通过第一电信号(即第一电信号作为上述的第三电信号)；当直流分量1<直流分量2时，直流分量比较模块83控制信号开关模块通过第二电信号(即第二电信号作为上述的第三电信号)；当直流分量1＝直流分量2时，直流分量比较模块83控制信号开关模块通过第二电信号，直流分量比较模块83可保持当前状态不变，或者通过第二电信号。
图9示出了当信号比较模块通过比较第一电信号和第二电信号的峰峰值大小实现时的结构示意图。如图9所示，该信号比较模块进一步包括：数模转换器91，数模转换器92以及数字信号处理模块93。其中，数模转换器91将输入的第一电信号采样后转换为数字信号1，送入数字信号处理模块93；数模转换器92将输入的第二电信号采样后转换为数字信号2，送入数字信号处理模块93。数字信号处理模块93进一步包括对数字信号1和数字信号2的隔直模块、时钟恢复模块以及电平峰峰值大小比较模块中的至少一个。数字信号处理模块93还包括信号开关模块，用于根据信号质量将切换数字信号1和数字信号2中的一路信号作为第三电信号输出至后续信号处理模块。
当上行50G速率光信号输入时，经过OLT多速率接收装置第一光路转换为第一电信号输入数模转换器91，此时，第二光路截止，第二光信号无差分信号输出，数模转换器92输出的数字信号2经过隔直器后无信号输出。此时，数字信号处理模块93选择数字信号1作为第三电信号输出。当上行12.5G/25G速率光信号输入时，且12.5G/25G速率光信号波长位于第一光路截止波长范围以及第二光路通带波长范围时，经过OLT多速率接收装置的第一光路截止，数模转换器91输出的数字信号1为直流噪声信号，数模转换器91输出的数字信号1经过隔直器后无信号输出。第二光路数模转换器92输出正常差分信号。此时，数字信号处理模块93选择数字信号2作为第三电信号输出。当上行12.5G/25G速率光信号输入时，且12.5G/25G速率光信号波长位于第一光路以及第二光路过渡带波长范围时，经过OLT多速率接收装置第一光路和第二光路输出，数模转换器91和数模转换器92分别输出数字信号1和数字信号2，此时，数字信号处理模块93可通过比较两路数字信号电平峰峰值大小，选择峰峰值大的那一路输出。当上行12.5G/25G速率光信号输入时，且12.5G/25G速率光信号波长位于第一光路通带波长范围时，经过OLT多速率接收装置第一光路输出，第一光路数模转换器91输出正常差分信号，数模转换器92输出的数字信号2经过隔直器后无信号输出。此时，数字信号处理模块93选择数字信号1作为第三电信号输出。进一步的，数字信号处理模块93还可包括数字均衡模块，数字均衡模块用于恢复输入电信号质量，同时检测数字信号1和数字信号2的信噪比，选择信噪比大的一路作为第三电信号输出。进一步的，数字信号处理模块还包括频率检测模块，用于识别第一电信号速率等级。
图10示出了当信号比较模块通过第一电信号频率大小检测实现时的结构示意图。如图10所示，该信号比较模块包括：频率检测模块101，比较控制模块102和信号开关模块103。其中，频率检测模块101检测第一电信号的频率大小，并且低通滤波25G及以下速率电信号。比较控制模块102比较低通滤波后的第一电信号和第二电信号大小，并发送开关指示信号给信号开关模块103。当上行50G速率光信号输入时，频率检测模块101检测到输入第一电信号频率>25GHz，通过比较控制模块102控制信号开关模块103通过第一电信号；当上行25G/12.5G速率光信号输入时，频率检测模块101检测到输入第一电信号频率<＝25GHz，此时比较控制模块102比较低通滤波后的第一电信号和第二电信号大小，当较低通滤波后的第一电信号>第二电信号时，控制开关模块通过第一电信号，当较低通滤波后的第一电信号<第二电信号时，控制开关模块通过第二电信号。另外，频率检测模块中进一步包括：隔直子模块，用于对第一电信号进行隔直处理，相应的，频率检测模块用于检测隔直处理后的第一电信号的频率大小。
与示例一相比，示例二中输出的电信号为一路，相应的，信号接收端只需设置一对接收信号管脚即可，大幅降低了硬件成本和器件体积。为了便于信号接收端针对接收到的电信号进行后续处理，本示例进一步向信号接收端提示信号速率等级。相应的，本示例中的OLT多速率接收装置还包括信号速率等级指示接口，在选择第一信号和第二信号的同时，识别有效信号速率等级，并发送速率等级指示信号给OLT设备。其中，该信号速率等级指示接口即为上文提到的信号速率等级指示模块的一种具体实现方式。
图11示出了示例二提供的多速率接收系统的系统结构示意图。该多速率接收系统包括：示例二的多速率接收装置119、多个光网络单元ONU111、以及信号接收端118。其中，与示例一中的系统的区别在于：示例二中系统的多速率接收装置119除包含光放大器113、滤波器114、第一探测器115、第二探测器117之外，还进一步包括上述的信号比较模块116。相应的，该系统中的信号接收端只需具有一对接收信号管脚即可。并且，该系统中的信号比较模块能够进一步发送上述的速率等级指示信号。
示例三、
该示例提供了一种多速率接收装置。图12示出了该示例中的多速率接收装置的结构示意图。其中，示例三中的多速率接收装置与示例二的区别在于：将信号比较模块替换为信号相加模块。相应的，示例三中的多速率接收装置包括：光放大器121、滤波器122、第一探测器123、第二探测器124以及信号相加模块125。
具体的，信号相加模块将输入的第一电信号和第二电信号相加为第四电信号(对应于上文提到的第三电信号)输出。其中，信号相加模块进一步包括隔直降噪模块和信号相加电路，隔直降噪模块用于对输入的第一电信号和第二电信号分别进行直流分量隔离以及噪声降低。信号相加模块用于将隔直降噪后的两路电信号合并输出为第四电信号。
进一步的，信号相加模块还包括可变延迟模块，对第一电信号或第二电信号进行信号可变延迟，以保证当上行信号光波长位于滤波器过渡带时，两路信号延迟量相等，防止产生信号抖动。图13示出了包含可变延迟模块的信号相加模块的结构示意图。
上述实施例中，当上行25G速率需要采用TEC控制器温控波长控制在窄带波长范围内时，上述实施例第一光路，第一探测器和第一电信号同时也适用于25G速率上行信号。此时第二光路主要通过12.5G速率等级信号。上述实施例中，50G速率信号相应变为50G/25G速率信号，12.5G/25G速率信号相应变为12.5G。因此，上述实施例装置可灵活适用于不同速率等级不同波长范围发射机的多种场景。
另外，示例三中的多速率接收系统的系统结构与图11类似，区别在于：将图11中的信号比较模块替换为上述的信号相加模块。
示例四、
示例四与上述三个示例的主要区别在于，波长划分方式不同。其中，示例一、二、三中的波长划分方式可参照图4所示。结合图4可知，在上述的示例一、二、三中，低速率等级上行光信号采用非制冷激光器发射机时，波长可能会落入滤波器过渡带中，导致第一探测器和第二探测器都有电信号输出，因而需要选择其中信号质量较高的信号输出，导致信号预处理模块较复杂。一种优选的实现方式为，将50G PON现有上行波长总范围分为窄带和宽带两个子通道，两个子通道波长互不重叠，且具有一定间隔过渡带，从而保证50G/25G速率的光信号可采用窄带激光器和SOA接收机的同时，12.5G/25G速率的光信号可采用宽范围非制冷激光器。以1290-1310nm波长选项为例，其波长范围可按以下方式划分：1290-1294nm为窄带子通道，1296-1310nm为宽带子通道，1294-1296nm为两个子通带之间的过渡隔离带。图14示出了示例四中的波长划分方式的示意图。由此可见，在示例四中，第一波长范围与第二波长范围互不重叠，且第一波长范围与第二波长范围之间具有间隔过渡带。图14示出了本示例中的波长划分方式的示意图。
采用上述波长划分后，OLT多速率接收装置中的滤波器具有以下特性：第一光路窄带子通道波长(对应于上述的第一波长范围)为通带，宽带子通道波长(对应于上述的第二波长范围)截止；第二光路宽带子通道波长为通带，窄带子通道波长截止；两个子通带之间的过渡隔离带为滤波器过渡带，第一光路和第二光路均有光信号输出。采用上述波长划分，不同速率等级的上行信号输入固定的探测器转换为电信号输出。例如，当50G速率的上行光信号采用窄带子通道，12.5G/25G速率的上行光信号采用宽带子通道时，上行50G速率的上行光信号经第一光路，由第一探测器输出；上行12.5G/25G速率的上行光信号经第二光路，由第二探测器输出。
在该示例中，当该装置用于50G-PON系统时，不同速率等级的上行光信号分别对应于不同的探测器，且不同速率等级的上行光信号不会同时出现于两个探测器中，相应的，无需设置上文提到的信号选择模块。即：在50G PON MAC芯片中不需要设置信号选择模块。在省略信号选择模块的前提下，可以通过读取DBA调度信息，来选择不同速率等级的上行信号至MAC协议处理模块。本实施例中，第一探测器和第二探测器可根据速率等级选择恰当带宽的探测器和TIA器件，对于低速率等级不需要采用高速器件，有利于降低成本和噪声。
另外，在该示例的其他替代实现方式中，若需要减少OLT多速率接收装置的输出信号管脚数，则该OLT多速率接收装置也可以进一步包括信号选择模块。该信号选择模块的选择状态可通过OLT PON MAC发送速率指示信号来控制，相应的，信号选择模块进一步用于接收来自OLT PON MAC的速率指示信号，并根据速率指示信号的信号类型确定选择两路电信号中的哪一路进行输出。另外，信号选择模块的选择状态还可通过对第一探测器和第二探测器的RSSI信号大小的比较来控制，相应的，该多速率接收装置进一步包括RSSI比较模块，该RSSI比较模块与第一探测器、第二探测器和信号选择模块分别相连，用于检测第一探测器的第一电信号的RSSI值以及第二探测器的第二电信号的RSSI值，并根据检测结果控制信号选择模块从两路电信号中选择一路作为输出信号。可选地，信号选择模块也可通过接收光信号频率进行判断，从而选择导通有高频信号的那一路电信号，此时不需要外部控制信号。
示例五、
示例五与图11所示的示例二中提供的多速率接收系统的系统结构示意图类似。图15示出了示例五提供的多速率接收系统的系统结构示意图。如图15所示，该多速率接收系统包括：示例二的多速率接收装置159、多个光网络单元ONU151、以及信号接收端158。其中，与示例二中的系统的类似，示例五中系统的多速率接收装置159除包含光放大器153、滤波器154、第一探测器155、第二探测器157之外，还进一步包括信号比较模块156。相应的，该系统中的信号接收端只需具有一对接收信号管脚即可。
图15所示的系统与图11的主要区别在于：图15中的信号速率等级指示接口与图11中的信号速率等级指示接口相比，是反向的。所谓“反向”是指：图15中的信号速率等级指示接口的输入输出方向(即信号流向)与图11中的信号速率等级指示接口的输入输出方向(即信号流向)相反。如图所示，在图11中，速率等级指示信号由信号比较模块发出，并由信号接收端(即光线路终端)接收。然而，在图15中，速率等级指示信号由信号接收端(即光线路终端)发出，并由信号比较模块接收。具体的，光线路终端(OLT)根据时隙调度表中存储的调度时隙与信号速率之间的对应关系，确定与当前调度时隙相对应的信号速率，并发送速率等级指示信号给多速率接收装置，多速率接收装置中的信号比较模块，根据当前速率等级指示信号以及信号质量比较结果切换第一电信号和第二电信号至第三电信号输出。例如：当OLT发送高速率等级指示信号，信号比较模块直接控制第一电信号输出；当OLT发送低速率等级指示信号，信号比较模块比较第一电信号和第二电信号的信号质量，选择信号质量高的那一路为第三电信号输出。
最后，本发明又一实施例还提供了一种光信号的接收方法，包括：
步骤一：通过滤波器滤除经放大器放大后的光信号中包含的噪声并对光信号进行波长分路处理，得到与预设波长范围相对应的至少一路光信号。
其中，本步骤由滤波器执行。相应的，与预设波长范围相对应的至少一路光信号包括：与第一波长范围相对应的第一光信号和/或与第二波长范围相对应的第二光信号。
步骤二：通过至少一个探测器将至少一路光信号转换为电信号。
其中，探测器的数量可以为一个或多个。例如，探测器具体包括：第一探测器以及第二探测器；则第一探测器将第一光信号转换为第一电信号，第二探测器用于将第二光信号转换为第二电信号。
上述各个步骤的具体实现细节可参照装置实施例中相应部件的描述，此处不再赘述。
综上可知，通过采用以上示例中的技术方案，在50G PON系统中，上行25G和12.5G速率的光信号可采用非制冷激光器，且可工作在上行波长范围内任意波长。当低速率工作波长落在窄带工作波长范围内时，经过第一光路通过第一探测器转换为电信号输出；当低速率工作波长落在窄带工作波长范围外时，经过第二光路通过第二探测器转换为电信号输出；档低速率工作波长落在滤波器通带与阻带之间的过渡带时，则分为两路分别经过第一光路通过第一探测器转换为第一电信号输出、以及第二光路通过第二探测器转换为第二电信号输出。上述技术方案能够兼容多种速率的光信号，并且，能够通过信号预处理模块将两路电信号转换为一路电信号，从而使信号接收端只需提供一对信号接收管脚即可，大幅简化了接收终端的成本，缩小了接收终端的体积，便于实现器件的小型化封装。
另外，需要说明的是，上述各个示例中的多速率接收装置即为光信号的接收装置，多速率接收系统即为光信号的接收系统。并且，在光信号的接收系统中，可以将其中的多速率接收装置灵活替换为上文提到的任意一种结构，本发明对此不做限定。另外，上述各个示例之间可以相互组合。例如，各个示例中的装置结构均可同时适用于图4以及图14所示的两种波长划分方式，只需对应调整滤波器的特性即可。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所发明方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其它的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其它传输机制之类的调制数据信号中的其它数据，并且可包括任何信息递送介质。
本文已经发明了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本发明的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。

Claims (14)

1.一种光信号的接收装置，其特征在于，包括：滤波器以及至少一个探测器；其中，
所述滤波器置于放大器之后，且滤波特性根据预设波长范围配置，用于滤除经放大器放大后的光信号中包含的噪声并对所述光信号进行波长分路处理，得到与预设波长范围相对应的至少一路光信号；
所述至少一个探测器用于将所述至少一路光信号转换为电信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个探测器具体包括：第一探测器以及第二探测器；
且所述与预设波长范围相对应的至少一路光信号包括：与第一波长范围相对应的第一光信号和/或与第二波长范围相对应的第二光信号；
则所述第一探测器用于将所述第一光信号转换为第一电信号，所述第二探测器用于将所述第二光信号转换为第二电信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：
放大器，用于对接收到的光信号进行放大处理，并将放大处理后的光信号传输至所述滤波器。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述滤波器具有第一输出光路以及第二输出光路；其中，所述第一输出光路的通带范围对应于所述第一波长范围，所述滤波器的第二输出光路的通带范围对应于所述第二波长范围；
则所述滤波器具体用于：将与第一波长范围相对应的第一光信号经透射处理或反射处理后通过所述第一输出光路传输至所述第一探测器，将与第二波长范围相对应的第二光信号经反射处理或透射处理后通过所述第二输出光路传输至所述第二探测器；
其中，所述第一波长范围和所述第二波长范围根据光信号的速率与波长之间的对应关系划分，则所述第一波长范围对应于第一速率的原始光信号，所述第二波长范围对应于第二速率的原始光信号。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述光信号的速率与波长之间的对应关系根据光信号发送端的激光器参数确定；其中，第一速率大于第二速率，且第一波长范围小于第二波长范围；
其中，第一波长范围位于第二波长范围的中间区域；或者，所述第一波长范围与所述第二波长范围互不重叠，且所述第一波长范围与所述第二波长范围之间具有间隔过渡带；其中，所述第一速率包括：50Gbit/s，所述第二速率包括：12.5Gbit/s或25Gbit/s；或第一速率包括：50Gbit/s和25Gbit/s，所述第二速率包括12.5Gbit/s。
6.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，进一步包括：
信号预处理模块，适于针对所述第一探测器输出的第一电信号以及所述第二探测器输出的第二电信号进行预处理，得到预处理后的第三电信号，将所述第三电信号输出至信号接收端。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号预处理模块包括：信号比较模块、或信号相加模块；
其中，所述信号比较模块具体用于：比较第一电信号以及第二电信号的直流成分、峰峰值、信噪比、和/或信号频率，根据比较结果将第一电信号或第二电信号作为所述第三电信号；
所述信号相加模块具体用于：将所述第一电信号以及所述第二电信号相加，得到所述第三电信号。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号接收端具有一对用于接收所述第三电信号的接收信号管脚；
并且，所述装置进一步包括：
信号速率等级指示模块，适于根据所述第三电信号的信号波长和信号速率确定所述第三电信号的速率等级，并向所述信号接收端发送速率等级指示信号。
9.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述原始光信号为从光网络单元传输至光线路终端的上行光信号。
10.一种光线路终端，其特征在于，包括：权利要求1-9任一所述的光信号的接收装置。
11.根据权利要求10所述的光线路终端，其特征在于，进一步包括：
信号选择模块，适于根据时隙调度表中存储的调度时隙与信号速率之间的对应关系，确定与当前调度时隙相对应的信号速率以及与所述信号速率对应的信号波长范围，根据所述信号波长范围选择所述第一电信号或所述第二电信号作为接收电信号。
12.根据权利要求11所述的光线路终端，其特征在于，所述信号选择模块具体适于：分别确定所述第一电信号以及所述第二电信号在物理层的误码率，将误码率低的电信号作为所述接收电信号。
13.一种光信号的接收系统，其特征在于，包括：权利要求10-12任一所述的光线路终端、以及光网络单元。
14.一种光信号的接收方法，其特征在于，包括：
通过滤波器滤除经放大器放大后的光信号中包含的噪声并对所述光信号进行波长分路处理，得到与预设波长范围相对应的至少一路光信号；
通过至少一个探测器将所述至少一路光信号转换为电信号。
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