WO2012103841A2 - 一种数据处理方法、光接收机及光网络系统 - Google Patents

一种数据处理方法、光接收机及光网络系统 Download PDF

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WO2012103841A2
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optical
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周雷
隋猛
王振平
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华为技术有限公司
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers

Definitions

  • the present invention relates to the field of communications technologies, and in particular, to a data processing method, an optical receiver, and an optical network system. Background technique
  • receiver sensitivity plays a decisive role.
  • a high-power local oscillator light is usually introduced, and after the signal light is coherently mixed, the signal light is amplified.
  • the optical receiver operates in the dominant state of the bulk acoustic noise, and can receive the signal.
  • the machine's shot noise limit greatly increases sensitivity.
  • the polarization states of the local oscillator and the signal light need to be adjusted so that the polarization states of the local oscillator and the signal light are consistent, and then input to the two couplers for coupling.
  • the coherent receiver receives the light output by the coupler while completing the mixing process, and finally outputs the current.
  • the coherent reception recovers the amplitude, phase and polarization information of the light, and the ordinary receiver can only recover the intensity information of the light.
  • the coherent reception allows multiple phase and amplitude modulation formats and simultaneous modulation of the two polarization states, which can improve Light language efficiency.
  • the polarization diversity structure Since the signal transmitted through the fiber link into the coherent receiver is usually randomly random, the polarization diversity structure is required to receive the local oscillator and the signal light, so that the polarization of the local oscillator and the signal light cannot be coherent. , resulting in loss of information. However, due to the high diversity of the system due to the polarization diversity structure, the system upgrade cost is high. Summary of the invention
  • Embodiments of the present invention provide a data processing method, an optical receiver, and an optical network system, which can reduce system complexity and reduce upgrade costs.
  • the technical solution is as follows:
  • a data processing method comprising:
  • At least one electrical signal is output;
  • the data signal is recovered and transmitted.
  • optical receiver comprising:
  • a first receiver configured to receive a first optical signal sent by the optical network unit
  • a processing unit configured to generate at least one second optical signal, and perform polarization state adjustment and control on the at least one second optical signal, and output a third optical signal, so that the third optical signal is in a first half cycle
  • the polarization states of the second half of the period are perpendicular to each other, wherein the one period is a time required to transmit any one of the first optical signals;
  • a mixer configured to mix the first optical signal and the third optical signal, and send the signal to a photodetector
  • the photodetector is configured to photoelectrically convert the mixed optical signal and output at least one electrical signal
  • a processor configured to perform an operation process on the at least one electrical signal to output a third electrical signal
  • a data extracting unit configured to recover the data signal according to the third electrical signal
  • a second receiver configured to send the recovered data signal.
  • An optical network system includes at least: a central office device and/or an optical network unit, wherein the central office device includes the optical receiver described above.
  • An embodiment of the present invention provides a data processing method, an optical receiver, and an optical network system, by receiving a first optical signal sent by an optical network unit, generating at least one second optical signal, and performing at least one second The optical signal is subjected to polarization state adjustment and control, and outputs a third optical signal such that the polarization state of the third optical signal is perpendicular to each other in a first half period and a second half period, wherein the one period is to transmit the first light
  • the time required for any one bit of the signal after the first optical signal and the third optical signal are mixed and photoelectrically converted, at least one electrical signal is output; and the at least one electrical signal is subjected to an arithmetic processing And outputting a third electrical signal; according to the third electrical signal, recovering the data signal and transmitting.
  • the polarization diversity structure is configured to receive the local oscillator and the signal light, resulting in high system complexity and high system upgrade cost. Compared with the solution provided by the embodiment of the present invention, the system complexity can be reduced and the upgrade cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a flowchart of a data processing method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart of a data processing method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a system for data processing according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of another system for data processing according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a polarization direction of signal light and local oscillator light according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a block diagram of an optical receiver according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a block diagram of a polarization modulation unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is another block diagram of a polarization modulation unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram of another optical receiver according to an embodiment of the present invention.
  • 11A-11B are schematic diagrams of a TDMA P0N system and a WDM-P0N system according to an embodiment of the present invention. Detailed ways
  • An embodiment of the present invention provides a data processing method. As shown in FIG. 1 , an execution body of the embodiment is an optical receiver, and the method includes the following steps: Step 101: Receive a first optical signal sent by an optical network unit.
  • Step 102 Generate at least one second optical signal, perform polarization state adjustment and control on the at least one second optical signal, and output a third optical signal, so that the third optical signal is in a first half period and a second half
  • the periodic polarization states are perpendicular to each other, wherein the one period is a time required to transmit any one of the first optical signals;
  • the signal when generating a second optical signal, performing polarization state adjustment and control on the second optical signal; or, when generating two second optical signals, respectively, respectively, on the at least two second optical signals
  • the signal is subjected to polarization adjustment and control.
  • the five-light signal is an optical signal whose polarization states are perpendicular to each other;
  • the fourth optical signal and the fifth optical signal are controlled by optical opening, and the fourth optical signal is outputted in the first half of the cycle; or the fifth optical signal is outputted in the second half of the cycle.
  • Step 103 After mixing and photoelectrically converting the first optical signal and the third optical signal, outputting at least one electrical signal;
  • the first optical signal and the fourth optical signal are mixed and photoelectrically converted to output at least one first electrical signal; or the first optical signal and the fifth optical signal are performed. Mixing, photoelectric conversion, outputting at least one first electrical signal.
  • Step 104 Perform operation processing on the at least one electrical signal to output a third electrical signal.
  • the at least one electrical signal includes a first electrical signal and a second electrical signal, where the first electrical signal is The third optical signal is an electric signal that is mixed and photoelectrically converted after the first optical signal is mixed with the first optical signal, and the second electrical signal is the third optical signal in the second half of the cycle.
  • the first optical signal is subjected to mixing and photoelectric conversion to output an electrical signal;
  • Step 105 Restore a data signal according to the third electrical signal and transmit.
  • the solution provided by the embodiment of the present invention outputs a third optical signal by performing polarization state adjustment and control on the second optical signal, so that the polarization state of the third optical signal in the first half period and the second half period is perpendicular to each other, wherein The one period is a time required for transmitting any one of the first optical signals; then the first optical signal is further mixed with the third optical signal, photoelectrically converted, and the output electrical signal is
  • the polarization states of the first optical signal and the second optical signal are independent, thereby reducing system complexity and reducing upgrade costs.
  • the embodiment of the present invention provides a data processing method. As shown in FIG. 2, the execution body of the embodiment is an optical receiver, and the method includes the following steps:
  • Step 201 Receive a first optical signal sent by an optical network unit.
  • the time required to transmit any one of the first optical signals is one cycle, for example, one cycle may be T.
  • the optical receiver may be located at the central office device, and the central office device may be an optical network terminal device, and the first optical signal is sent by the optical network unit.
  • the optical signal is a random optical signal of a polarization state.
  • Step 202 Generate at least one second optical signal, perform polarization state adjustment and control on the at least one second optical signal, and output a third optical signal, so that the third optical signal is in a first half cycle (0, T /2) perpendicular to the polarization state of the second half of the period (T/2, T), wherein the one period is the time required to transmit any one of the first optical signals;
  • the second optical signal is generated by a laser, which may be a local oscillator laser.
  • the laser 301 When the laser is one, as shown in FIG. 3, the laser 301 generates a second optical signal, and transmits the second optical signal to the polarization beam splitter 302, and the polarization beam splitter 302 processes the second optical signal and outputs the second optical signal. And a fourth optical signal and a fifth optical signal, wherein the fourth optical signal and the fifth optical signal are the third optical signal in the embodiment.
  • the fourth optical signal and the fifth optical signal are controlled by optical opening, such that the fourth optical signal is output in the first half period (0, ⁇ /2), and the second half period ( ⁇ /2, ⁇ ) Outputting the fifth optical signal; or, the fourth optical signal and the fifth optical signal are controlled by optical opening, such that the fifth optical signal is outputted in the first half cycle (0, ⁇ /2), Half cycle ( ⁇ /2, ⁇ ) output the first Four light signals.
  • the fourth optical signal may be a horizontal optical signal
  • the fifth optical signal may be a horizontal optical signal
  • the fifth optical signal may be a vertical optical signal.
  • the optical switch can be two optical density modulators, such as a first optical density modulator 303a and a second optical density modulator 303b.
  • the optical density modulator is driven by a complementary clock signal sent by a clock recovery module in the data extraction unit, or controlled by the central office device, such that the first optical density modulator is turned on in the first half of the bit time in any one bit time, The two optical density modulators are turned off, at which time the fourth optical signal is output; in the second half of the bit time, the first optical density modulator is turned off, and the second optical density modulator is turned on, at which time the fifth optical signal is output.
  • two optical density modulators may be connected to one polarization beam splitter 304, combine the fourth optical signal and the fifth optical signal, and couple the processed optical signal into the light to be sent to the mixer. 305 for mixing.
  • a second optical signal is generated, and the second optical signal is transmitted to a polarization modulator 31 1 , and the polarization modulator 31 1 performs the second optical signal.
  • Polarization state adjustment and control outputting a third optical signal such that the third optical signal is perpendicular to a polarization state of a first half period and a second half period, wherein the one period is for transmitting the first optical signal The time required for any 1 bit.
  • the third optical signal includes a fourth signal and a fifth signal
  • the clock control module in the data extraction unit 309 controls the polarization modulator such that the fourth optical signal is output in the first half cycle (0, T/2) And outputting the fifth optical signal in the second half period ( ⁇ / 2, ⁇ ); or outputting the fifth optical signal in the first half period (0, ⁇ / 2), the second half period ( ⁇ / 2, ⁇ ) outputting the fourth optical signal.
  • the laser may be a laser 301a and a laser 301b, each of which generates a second optical signal, wherein the two lasers have a slight deviation in frequency, so that the first optical signal is mixed. After that, the first optical signal does not disappear.
  • the two second optical signals respectively pass through a polarization controller 312a and a polarization modulator 312b, and the polarization controller 31 2 a and the polarization modulator 312b respectively adjust and control the polarization state of the second optical signal so that the output polarization states are perpendicular to each other.
  • the fourth optical signal and the fifth optical signal are provided to each other.
  • a third optical signal is output, wherein the third optical signal is in the first half cycle (0, T/2) Outputting the fourth optical signal, and outputting the fifth optical signal in a second half period (T/2, T); or outputting the fifth optical signal in a first half period (0, ⁇ /2), the second half
  • the fourth optical signal is outputted in cycles ( ⁇ /2, ⁇ ).
  • Step 203 After mixing and photoelectrically converting the first optical signal and the third optical signal, outputting at least one electrical signal;
  • the at least one electrical signal includes a first electrical signal and a second electrical signal
  • the first electrical signal is an electrical signal that is output after the third optical signal is mixed and photoelectrically converted with the first optical signal in the first half cycle
  • the second electrical signal is the first An electric signal that is output after the third optical signal is mixed and photoelectrically converted with the first optical signal; optionally, the first receiver 306 receives the first half cycle.
  • the first optical signal and the fourth optical signal sent by the optical network unit are mixed in the optical mixer 305 and output to the first photodetector 307a, and the first photodetector 307a converts the optical signal into Outputting at least one first electrical signal after the electrical signal; mixing the first optical signal and the fifth optical signal in an optical mixer in the second half of the cycle, and outputting the second optical signal to the second photodetector In 307b, the second photodetector 307b converts the optical signal into an electrical signal and outputs at least one second electrical signal.
  • the first optical signal and the fifth optical signal are mixed in the optical mixer 305 and output to the first photodetector 307a, the first photodetector 307a Converting the optical signal into an electrical signal and outputting at least one first electrical signal; in the second half of the cycle, mixing the first optical signal and the fourth optical signal in an optical mixer, and outputting In the second photodetector 307b, the second photodetector 307b converts the optical signal into an electrical signal and outputs at least one second electrical signal.
  • the signal light is coherent with the horizontally polarized light signal, and the first electrical signal is output, and the signal light is coherent with the vertical polarized light signal to output a second electrical signal.
  • an electrical signal can be: I V (T) (1) where I v (t) is the first photocurrent; R is the responsivity of the optical receiver, and the responsivity is the ratio of the output current of the optical receiver to the input optical power, in units of I /W; P s is The power of the signal light; ⁇ ⁇ is the power of the oscillating light; 3 ⁇ 4 is the intermediate frequency after mixing; ⁇ is one bit time; Then the second electrical signal can be: I H (T) ⁇ ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ + 6> s ( ⁇ )-0 LO C ⁇ ) ⁇ cosS ( 2).
  • the coherent mixing current output by the optical receiver is:
  • I (T) R ⁇ P S P L0 ⁇ cos cos5+cos ( ⁇ ⁇ 2 ⁇ ) sinS ⁇ ;
  • WJP WS-WL
  • W m W s -(i) L02 .
  • Step 204 Perform operation processing on the at least one electrical signal to output a third electrical signal. Specifically, perform a half cycle delay processing on the first electrical signal, and delay the first electrical signal with Performing a square sum operation on the second electrical signal to output a third electrical signal, wherein a polarization state of the third electrical signal is independent of polarization states of the first optical signal and the second optical signal
  • I 2 (T) R 2 P s P LO ⁇ cos 2 ( « IF1 T) cos3 ⁇ 4+cos 2 ( I3 ⁇ 4 2 T) sin ⁇ +cosft ⁇ cosft ⁇ si ⁇ S ⁇
  • This step 204 can be performed by software algorithms, processor processor or digital signal processing (Digital
  • the hardware circuit can include a memory, an adder, a multiplier, and the like.
  • Step 205 Acquire a baseband signal of the first optical signal according to the third signal.
  • Step 206 Perform data recovery processing on the baseband signal, recover a data signal, and send the data signal out.
  • the signal data subjected to the polarization-independent processing enters the data extraction unit 311 for processing. Specifically, after the baseband recovery module, the threshold establishment module, the clock recovery module, the verification module, and the decision module, the original transmission data is obtained. The second receiver 310 then recovers the data signal and sends it out.
  • the data extraction unit 309 includes a clock control module for controlling the third optical signal such that the polarization states of the third optical signal are perpendicular to each other in the first half period and the second half period.
  • the method provided in this embodiment is suitable for various P0N scenarios, including but not limited to TDMA-P0N burst, WDM and other coherent reception, so that the terminal ONU does not need precise control, and the step size and accuracy requirements for the local end local oscillator laser are greatly reduced. High reception sensitivity is achieved without the need for high precision narrow linewidth lasers.
  • the obtained output current is independent of the polarization state of the signal light
  • the signal light in the solution provided by the embodiment of the invention is random, and after the optical density modulator is driven by the complementary clock signal, the obtained output current is independent of the polarization state of the signal light.
  • the solution provided by the embodiment of the present invention outputs a third optical signal by performing polarization state adjustment and control on the second optical signal, so that the polarization state of the third optical signal in the first half period and the second half period is perpendicular to each other, wherein The one period is a time required for transmitting any one of the first optical signals; then the first optical signal is further mixed with the third optical signal, photoelectrically converted, and the output electrical signal is
  • the polarization states of the first optical signal and the second optical signal are independent, thereby reducing system complexity and reducing upgrade costs.
  • the embodiment of the present invention provides an optical receiver, which may be located at a central office device, and the central office device may be an OLT.
  • the optical receiver 700 includes but is not limited to: a first receiver. 701, a laser 702, a polarization modulating unit 703, a mixer 704, a photodetector 705, a processor 706, a data extracting unit 707, a second receiver 708;
  • the first receiver 701 is configured to receive a first optical signal sent by the optical network unit.
  • the first optical signal is an optical signal received from the optical network unit through the optical distribution network, and the polarization state of the first optical signal is random.
  • the laser 702 is configured to generate a second optical signal, and send the second optical signal to the polarization modulation unit 703;
  • the polarization modulating unit 703 is configured to perform polarization state adjustment and control on the second optical signal, and output a third optical signal, so that the polarization state of the third optical signal is perpendicular to each other in the first half period and the second half period Wherein the one period is a time required to transmit any one of the first optical signals;
  • the time required for 1 bit is T, and in each bit period of the first optical signal, the start time of the view bit period is 0, then the first half period is (0, T/2), and the second half The period is (T/2, T).
  • the third optical signal includes a fourth optical signal and a fifth optical signal, wherein the fourth optical signal and the fifth optical signal are optical signals whose polarization states are perpendicular to each other.
  • a mixer 704 configured to mix the first optical signal and the third optical signal, and send the signal to the photodetector
  • the mixer 704 is specifically configured to: mix the first optical signal with the fourth optical signal; or mix the first optical signal with the fifth optical signal.
  • the photodetector 705 is configured to photoelectrically convert the mixed optical signal and output at least one electrical signal
  • the at least one electrical signal includes a first electrical signal and a second electrical signal, the first electrical signal being the third optical signal in the first half cycle (0, T/2) and the first optical signal Performing an electric signal that is output after mixing and photoelectric conversion, and the second electrical signal is that the third optical signal is mixed with the first optical signal in the second half period (T/2, T), An electrical signal output after photoelectric conversion;
  • the processor 706 is configured to perform an operation process on the at least one electrical signal to output a third electrical signal, where the processor 706 is configured to perform a half cycle delay processing on the first electrical signal, and delay the Performing a square sum operation on the second electrical signal and the second electrical signal, and outputting a third electrical signal, wherein a polarization state of the third electrical signal and a polarization of the first optical signal and the second optical signal State has nothing to do.
  • a data extracting unit 707 configured to recover a data signal according to the third electrical signal; the data extracting unit 707 is specifically configured to: acquire, according to the third signal, a baseband signal of the first optical signal; The baseband signal is subjected to data recovery processing to recover the data signal.
  • the second receiver 708 is configured to send the recovered data signal.
  • the polarization modulating unit 703 includes a polarization modulator 7031; the polarization modulator 7031 is configured to perform polarization state adjustment and control on the received second optical signal, and output a third
  • the optical modulator 7031 is driven by a complementary clock signal sent by the clock recovery module or controlled by the central office device, so that the third optical signal processed by the polarization modulator 7031 is in the first half cycle and the second half cycle.
  • the polarization states are perpendicular to each other, wherein the third optical signal includes a fourth optical signal and a fifth optical signal, that is, the fourth optical signal and the fifth optical signal are perpendicular to each other; wherein the one period is Transmitting any one of the first optical signals Time required.
  • the polarization modulating unit 703 includes a polarization beam splitter 7032, an optical switch 7033;
  • the polarization beam splitter 7032 is configured to perform polarization state adjustment on the received second optical signal, and output a third optical signal, where the third optical signal includes a fourth optical signal and a fifth optical signal, The fourth optical signal and the fifth optical signal are optical signals whose polarization states are perpendicular to each other;
  • the optical switch 7033 is configured to control the fourth optical signal and the fifth optical signal, and output the fourth optical signal in a first half cycle (0, T/2), in a second half cycle ( T/2, T) outputting the fifth optical signal; or outputting the fifth optical signal in the first half period (0, T/2), and outputting the second half period (T/2, T) The fourth optical signal.
  • the optical receiver 700 further includes another laser 709, that is, the optical receiver includes a laser 702 and the laser 709, a polarization modulating unit 703, and a first polarization controller. 7034, a second polarization controller 7035, a polarization combiner 710, a mixer 704, a photodetector 705, a processor 706, a data extraction unit 707, a second receiver 708;
  • the laser 702 and the laser 709 are respectively configured to generate a second optical signal, and respectively send the second optical signal to the polarization modulating unit 703; wherein the laser 702 and the laser 709 are There is a slight deviation in frequency so that after mixing with the first optical signal, the first optical signal does not disappear.
  • the first polarization controller 7034 and the second polarization controller 7035 in the polarization modulation unit 703 respectively receive a bundle of the second optical signals, wherein the first polarization controller 7034 can be connected to the laser 702.
  • the laser 709 may also be coupled to the laser 709, and the second polarization controller 7035 may be coupled to the laser 702 or may be coupled to the laser 709.
  • the first polarization controller 7034 and the second polarization controller 7035 respectively perform polarization state adjustment and control on the second optical signal, so that the fourth optical signal and the fifth optical signal whose polarization states are perpendicular to each other are output, and the adjustment is performed.
  • the fourth optical signal and the fifth optical signal whose rear polarization states are perpendicular to each other are transmitted to the polarization combiner 710.
  • a third optical signal is output, wherein the third optical signal is in the first half cycle (0, T/2)
  • the fourth optical signal is outputted for half a cycle ( ⁇ /2, ⁇ ).
  • the outputted third optical signal and the first optical signal are mixed in the mixer 704, Send to photodetector 705;
  • the photodetector 705 is configured to photoelectrically convert the mixed optical signal and output at least one electrical signal
  • the processor 706 is configured to perform an operation process on the at least one electrical signal to output a third electrical signal, where a polarization state of the third electrical signal and a polarization of the first optical signal and the second optical signal Irrelevant
  • the data extracting unit 707 recovers the data signal according to the third electrical signal
  • the data extracting unit 707 is specifically configured to: acquire a baseband signal of the first optical signal according to the third signal; perform data recovery processing on the baseband signal to recover a data signal.
  • the second receiver 708 is configured to send the recovered data signal.
  • An embodiment of the present invention provides an optical receiver that outputs a third optical signal by performing polarization state adjustment and control on a second optical signal, so that the polarization states of the third optical signal in the first half period and the second half period are mutually Vertically, wherein the one period is a time required for transmitting any one of the first optical signals; and then the first optical signal is further mixed with the third optical signal, photoelectrically converted, and the output electrical signal is Regardless of the polarization states of the first optical signal and the second optical signal, system complexity can be reduced, upgrade cost can be reduced, and further, without using a highly complex polarization diversity structure, the structure is simpler.
  • the optical receiver provided in this embodiment is applicable to the TDMA P0N or the WDM P0N, and may be located in the local device 0LT or in the optical network unit 0NU. In the actual system, it is possible to avoid the cost of high-narrow linewidth lasers on the 0NU and 0LT sides, and the usual uncooled DFB lasers, which are currently widely deployed at the 0NU end. At the same time, precise control and feedback loops of the wavelength difference between the local oscillator and the signal light are avoided.
  • the optical receiver provided in this embodiment is applicable to a widely deployed TDMA P0N system, and an optical splitter (Split ter) is used in the middle, and 0NU (Opt Networking Unit) is time division multiplexed. Communicate with 0LT.
  • 0NU is an uncooled DFB laser that is compatible with the existing 0DN.
  • the deployment cost is very low, and the receiver sensitivity is improved to meet the development needs of long-distance, high-density P0N.
  • the optical network system 1100 includes at least a central office device 1101 and/or an optical network unit 1102.
  • the central office device 1101 passes the optical division.
  • the distribution network 706 is connected to the at least one optical network unit 102, wherein the central office device 1101 and/or the optical network unit 1102 includes an optical receiver 1103, wherein the optical receiver 1103 is configured as described above.
  • Figure 7 any of the optical receivers shown in Figure 10; when the optical network system 1 100 is a WDM P0N system, as shown in Figure 11B, the central office equipment 1101 Connected to the optical network unit 1 102 by a wavelength division multiplexer, wherein the central office device 1101 and/or the optical network unit 102 includes an optical receiver 1103, wherein the optical receiver 1103 can be configured as described above. 7 to any of the optical receivers shown in FIG.
  • the central office device receives a first optical signal sent by the optical network unit through the optical distribution network; and locally generates at least one second optical signal, and performs polarization state adjustment on the at least one second optical signal. Controlling, outputting a third optical signal such that the third optical signal is perpendicular to a polarization state of the first half period and the second half period, wherein the one period is any one of the first optical signals.
  • the required time is: after the first optical signal and the third optical signal are mixed and photoelectrically converted, at least one electrical signal is output; and the at least one electrical signal is subjected to an arithmetic processing to output a third electrical signal; Based on the third electrical signal, the data signal is recovered and transmitted.
  • the optical receiver is executed in accordance with the method of the embodiment shown in Fig. 2 during processing of the signal.
  • the structure of the optical receiver specifically includes:
  • a first receiver configured to receive a first optical signal sent by the optical network unit
  • a laser configured to generate a second optical signal, and send the second optical signal to the polarization modulation unit
  • the polarization modulating unit is configured to perform polarization state adjustment and control on the second optical signal, and output a third optical signal, so that the polarization state of the third optical signal in the first half period and the second half period is perpendicular to each other.
  • the one period is a time required to transmit any one of the first optical signals;
  • a mixer configured to mix the first optical signal and the third optical signal, and send the signal to a photodetector
  • the photodetector is configured to photoelectrically convert the mixed optical signal and output at least one electrical signal
  • a processor configured to perform an operation process on the at least one electrical signal to output a third electrical signal
  • a data extracting unit configured to recover the data signal according to the third electrical signal
  • the polarization modulating unit comprises: a polarization modulator, configured to perform polarization state adjustment and control on the second optical signal, and output a third optical signal.
  • the polarization modulating unit includes: a polarization beam splitter, configured to perform polarization state adjustment on the second optical signal, and output a third optical signal, where the third optical signal includes a fourth optical signal and a fifth An optical signal, wherein the fourth optical signal and the fifth optical signal are optical signals perpendicular to each other in a polarization state; and an optical switch, configured to control the fourth optical signal and the fifth optical signal, The fourth optical signal is outputted in the first half of the cycle; or the fifth optical signal is outputted in the second half of the cycle.
  • the optical receiver further includes: a laser for generating another bundle of second optical signals, the laser transmitting the second optical signal to the polarization modulation unit;
  • the polarization modulation unit is a polarization controller, it is configured to separately adjust and control the polarization states of the two second optical signals, and send the two optical signals whose polarization states are perpendicular to each other to the polarization combiner;
  • the polarization combiner is configured to synthesize the two optical signals whose polarization states are perpendicular to each other into a third optical signal, and output the third optical signal.
  • the mixer is specifically configured to mix the first optical signal and the fourth optical signal; or mix the first optical signal and the fifth optical signal.
  • the photodetector is configured to perform photoelectric conversion on the mixed optical signal to output at least one electrical signal;
  • the at least one electrical signal includes a first electrical signal and a second electrical signal, where the first electrical signal is An electric signal that is output after the third optical signal is mixed and photoelectrically converted with the first optical signal, and the second electrical signal is the third optical signal in the second half of the cycle.
  • the processor is specifically configured to perform a half cycle delay processing on the first electrical signal, and perform a square sum operation on the delayed first electrical signal and the second electrical signal to output a third electrical signal.
  • the polarization state of the third electrical signal is independent of the polarization states of the first optical signal and the second optical signal;
  • the data extracting unit is configured to acquire a baseband signal of the first optical signal according to the third signal, perform data recovery processing on the baseband signal, and recover a data signal;
  • the second receiver is configured to send the recovered data signal.
  • the optical receiver provided by the embodiment of the present invention can control the third optical signal in the first half period and the second half period in a case where the polarization states of the generated first optical signal and the third optical signal are random.
  • the polarization states are perpendicular to each other, wherein the one period is a time required to transmit any one of the first optical signals; and then the first optical signal is further mixed with the third optical signal, photoelectrically converted, and then output
  • the electrical signal is independent of the polarization states of the first optical signal and the second optical signal, thereby reducing system complexity and reducing upgrade costs.
  • the optical receiver provided in this embodiment is applicable to the TDMA P0N or WDM P0N system, and may be located in the central office device 0LT or in the optical network unit ONU. In the actual system, the adoption on the 0NU and 0LT sides can be avoided. Cost ⁇ [high precision and high narrow linewidth laser, but the usual uncooled DFB laser can be used, this laser is currently widely deployed at the 0NU end. At the same time, precise control and feedback loop of the wavelength difference between the local oscillator and the signal light are avoided.
  • a person skilled in the art may understand that all or part of the steps of implementing the above embodiments may be completed by hardware, or may be instructed by a program to execute related hardware, and the program may be stored in a computer readable storage medium.
  • the storage medium mentioned may be a read only memory, a magnetic disk or an optical disk or the like.

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Description

一种数据处理方法、 光接收机及光网络系统 技术领域
本发明涉及通信技术领域， 尤其涉及一种数据处理方法、 光接收机及光 网络系统。 背景技术
光通信网络中， 接收机灵敏度起决定性作用。 现有技术中采用相干接收 技术中， 通常引入一个功率较高的本振光， 与信号光进行相干混频后， 将信 号光放大， 此时光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。
为了保证本振光与信号光进行相干， 需要将本振光与信号光的偏振态方 向进行调整， 使得本振光与信号光的偏振态方向保持一致， 然后输入到两个 耦合器进行耦合， 相干接收机接收耦合器输出的光的同时完成混频过程， 最 终输出电流。 其中， 相干接收恢复了光的振幅、 相位和偏振信息， 普通接收 机只能恢复出光的强度信息， 这样， 相干接收允许采用多种相位、 振幅调制 格式并结合两个偏振态同时调制， 可以提高光语效率。
由于进入到相干接收机中经过光纤链路传输的信号通常是偏振态随机 的， 所以需要偏振分集结构进行接收本振光和信号光， 避免本振光和信号光 的偏振态垂直时无法发生相干， 导致信息丟失。 然而， 由于偏振分集结构使 得系统复杂度高， 系统升级成本较高。 发明内容
本发明的实施例提供一种数据处理方法、 光接收机及光网络系统， 可以 降低系统复杂度， 降低升级成本。 所述技术方案如下：
一种数据处理方法， 所述方法包括：
接收光网络单元发送的第一光信号；
产生至少一束第二光信号，对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以 及控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期 的偏振态互相垂直， 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三光信号进行混频、 光电转换后， 输出至少一 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。
一种光接收机， 所述光接收机包括：
第一接收器， 用于接收光网络单元发送的第一光信号；
处理单元， 用于产生至少一束第二光信号， 并对所述至少一束第二光信号 进行偏振态调整以及控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个 周期与后半个周期的偏振态互相垂直， 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；
混频器， 用于将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频， 发送到光电 探测器；
所述光电探测器， 用于将混频后的光信号进行光电转换， 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。
一种光网络系统至少包括： 局端设备和 /或光网络单元， 其特征在于， 所 述局端设备包括上述所述的光接收机。
本发明实施例提供一种数据处理方法、 一种光接收机及光网络系统， 通 过接收光网络单元发送的第一光信号； 产生至少一束第二光信号， 对所述至 少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制， 输出第三光信号， 使得所述第 三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直， 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 所述第三光信号进行混频、 光电转换后， 输出至少一路电信号； 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。 与现有技术中采用偏振相关的相干接收技术时， 需要 偏振分集结构进行接收本振光和信号光， 导致系统复杂度高， 系统升级成本 较高相比， 本发明实施例提供的方案可以降低系统复杂度， 降低升级成本。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实 施例或现有技术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， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1为本发明实施例提供的一种数据处理方法的流程图；
图 2为本发明另一实施例提供的一种数据处理方法的流程图；
图 3为本发明另一实施例提供的一种数据处理的系统结构示意图； 图 4为本发明另一实施例提供的另一种数据处理的系统结构示意图； 图 5为本发明另一实施例提供的另一种数据处理的系统结构示意图； 图 6为本发明实施例提供的信号光与本振光偏振方向的示意图； 图 7为本发明实施例提供的一种光接收机的框图；
图 8为本发明实施例提供的偏振调制单元的框图；
图 9为本发明实施例提供的偏振调制单元的另一框图；
图 10为本发明实施例提供的另一种光接收机的框图；
图 11A-图 11B为本发明实施例提供的应用在 TDMA P0N系统、 WDM-P0N系 统的示意图。 具体实施方式
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作 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。
本发明实施例提供一种数据处理方法， 如图 1 所示， 该实施例的执行主 体为光接收机， 该方法包括以下步骤： 步骤 101 , 接收光网络单元发送的第一光信号；
步骤 102 , 产生至少一束第二光信号， 对所述至少一束第二光信号进行偏 振态调整以及控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与 后半个周期的偏振态互相垂直， 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；
可选的， 产生一束第二光信号时， 对所述一束第二光信号进行偏振态调整 以及控制； 或者， 产生两束第二光信号时， 分别对所述至少两束第二光信号 进行偏振态调整以及控制。
对所述至少一束第二光信号进行处理， 输出第三光信号， 其中， 所述第三 光信号包括第四光信号和第五光信号， 其中， 所述第四光信号与所述第五光 信号为偏振态相互垂直的光信号；
所述第四光信号和所述第五光信号通过光开光进行控制 ,在前半个周期输 出所述第四光信号； 或者， 在后半个周期输出所述第五光信号。
步骤 103 , 将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频、 光电转换后， 输出至少一路电信号；
可选的， 将所述第一光信号与所述第四光信号进行混频、 光电转换， 输 出至少一路第一电信号； 或者， 将所述第一光信号与所述第五光信号进行混 频、 光电转换， 输出至少一路第一电信号。
步骤 104 , 将所述至少一路电信号经过运算处理， 输出第三电信号； 可选的， 所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号， 所述第一电 信号为所述第三光信号在所述前半个周期与所述第一光信号进行混频、 光电 转换后输出的电信号， 所述第二电信号为所述第三光信号在所述后半个周期 与所述第一光信号进行混频、 光电转换后输出的电信号；
对所述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 偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关。
步骤 105 , 根据所述第三电信号， 恢复出数据信号并进行发送。
可选的， 根据所述第三信号， 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。 本发明实施例提供的方案， 通过对第二光信号进行偏振态调整以及控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态 互相垂直， 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； 然后第一光信号再与第三光信号进行混频、 光电转换后， 输出的电 信号与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关， 从而可以降低系统 复杂度， 降低升级成本。
本发明实施例提供一种数据处理方法， 如图 2 所示， 该实施例的执行主 体为光接收机， 该方法包括以下步骤：
步骤 201 , 接收光网络单元发送的第一光信号；
传输所述第一光信号中的任意 1 个比特所需的时间为一个周期， 例如， 一个周期可以为 T。
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 0LT ( Opt ica l Line Termina l , 光缆终端设备）， 所述第一光信号为通过光分配 网接收到光网络单元发送的光信号， 所述第一光信号为偏振态随机的光信号。
步骤 202 , 产生至少一束第二光信号， 对所述至少一束第二光信号进行偏 振态调整以及控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期 ( 0, T/2 )与后半个周期（T/2，T)的偏振态互相垂直， 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；
第二光信号由激光器产生， 激光器可以为本振激光器。
当激光器为一个时， 如图 3所示， 激光器 301产生一束第二光信号， 并 将该第二光信号传输给偏振分束器 302 ,偏振分束器 302将第二光信号处理后 输出偏振态垂直、 功率相等的第四光信号和第五光信号， 其中， 第四光信号 和第五光信号即为本实施例中的第三光信号。
所述第四光信号和所述第五光信号通过光开光进行控制， 使得在前半个 周期（0，Τ/2 )输出所述第四光信号， 后半个周期（Τ/2，Τ) 输出所述第五光信 号； 或者， 所述第四光信号和所述第五光信号通过光开光进行控制， 使得在 前半个周期（0，Τ/2 )输出所述第五光信号， 后半个周期（Τ/2，Τ) 输出所述第 四光信号。 其中， 第四光信号可以为垂直态光信号， 则第五光信号为水平态 光信号； 第四光信号可以为水平态光信号， 则第五光信号为垂直态光信号。
其中， 例如图 3 所示， 光开关可以为两个光密度调制器， 例如为第一光 密度调制器 303a和第二光密度调制器 303b。所述光密度调制器由数据提取单 元中的时钟恢复模块发送的互补的时钟信号驱动， 或者由局端设备控制， 使 得在任一个比特时间内， 前半个比特时间第一光密度调制器打开， 第二光密 度调制器关闭， 此时输出第四光信号； 在后半个比特时间第一光密度调制器 关闭， 第二光密度调制器打开， 此时输出第五光信号。
可选的， 两个光密度调制器可以连接一个偏振分束器 304 , 将第四光信号 和第五光信号进行合光处理， 并将处理后的光信号耦合到光线中发送给混频 器 305进行混频。
另外， 如图 4 所示， 当为一个激光器时， 产生一束第二光信号， 并将第 二光信号传输到一个偏振调制器 31 1 ,偏振调制器 31 1对所示第二光信号进行 偏振态调整及控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与 后半个周期的偏振态互相垂直， 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， 第三光信号包括第四信号和第五信号， 数据提取单元 309 中的时 钟控制模块控制所述偏振调制器， 使得在前半个周期（0，T/ 2 )输出所述第四 光信号， 后半个周期（Τ/ 2，Τ) 输出所述第五光信号； 或者， 在前半个周期 ( 0，Τ/ 2 )输出所述第五光信号， 后半个周期（Τ/ 2，Τ) 输出所述第四光信号。
如图 5所示， 激光器可以为激光器 301 a和激光器 301 b ,每个激光器产生 一束第二光信号， 其中， 这两个激光器在频率上具有微小的偏差， 使得与第 一光信号混频后， 第一光信号不消失。 两束第二光信号分别经过偏振控制器 312a和偏振调制器 312b , 所述偏振控制器 31 2 a和偏振调制器 312b分别对 第二光信号进行偏振态调整以及控制， 使得输出偏振态互相垂直的第四光信 号和第五光信号。 所述第四光信号和所述第五光信号经过偏振合束器 304 处 理后， 输出一束第三光信号， 其中， 所述第三光信号在前半个周期（0，T/ 2 ) 输出所述第四光信号， 后半个周期（T/2，T) 输出所述第五光信号； 或者， 在 前半个周期（0，Τ/2 )输出所述第五光信号， 后半个周期（Τ/2，Τ) 输出所述第 四光信号。
步骤 203 , 将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频、 光电转换后， 输出至少一路电信号；
所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号；
其中，所述第一电信号为所述第三光信号在所述前半个周期与所述第一光 信号进行混频、 光电转换后输出的电信号， 所述第二电信号为所述第三光信 号在所述后半个周期与所述第一光信号进行混频、 光电转换后输出的电信号； 可选的， 在所述前半个周期， 将第一接收器 306接收到的通过光网络单元 发送的所述第一光信号与所述第四光信号在光混频器 305 中进行混频后输出 到第一光电探测器 307a 中， 第一光电探测器 307a将光信号转换为电信号后 输出至少一路第一电信号； 在所述后半个周期， 将所述第一光信号与所述第 五光信号在光混频器中进行混频后输出到第二光电探测器 307b中， 第二光电 探测器 307b 将光信号转换为电信号后输出至少一路第二电信号。
或者， 在所述前半个周期， 将所述第一光信号与所述第五光信号在光混频 器 305 中进行混频后输出到第一光电探测器 307a 中， 第一光电探测器 307a 将光信号转换为电信号后输出至少一路第一电信号； 在所述后半个周期， 将 所述第一光信号与所述第四光信号在光混频器中进行混频后输出到第二光电 探测器 307b中， 第二光电探测器 307b将光信号转换为电信号后输出至少一 路第二电信号。
从偏振态看， 也就是说， 信号光与水平态偏振光信号相干后输出第一电信 号， 信号光与垂直态偏振光信号相干后输出第二电信号。
其中， 如图 6所示， 信号光与水平偏振态本振光夹角为 即第一光信号 和第四光信号或者第五光信号夹角为 则如图 3或者如图 4所示， 第一电信 号可以为： IV(T)
Figure imgf000009_0001
( 1 ) 其中， Iv(t)为第一光电流； R为光接收机的响应度， 响应度为光接收机 的输出电流与输入光功率的比值， 单位为 I /W; Ps为信号光的功率； Ρω为本 振光的功率； ¾为混频之后的中频； Τ为一个比特时间； 则第二电信号可以为： IH(T)
Figure imgf000010_0001
{ ί¾Τ+ 6>s( Τ )-0LOC Τ )} cosS ( 2)。 可选的， 如图 5所示， 经过光接收机输出的相干混频电流为：
I (T) =R^PSPL0 {cos cos5+cos ( ωπ2Ί ) sinS}；
其中, WJP^WS-WL , Wm=Ws-(i)L02。
步骤 204, 将所述至少一路电信号经过运算处理， 输出第三电信号； 具体的， 对所述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 三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关
如图 3或者如图 4所示， 将所述第一电信号与所述第二电信号通过平方 和运算模块 308进行平方和运算， 获得与信号光的偏振态无关的信号数据： I=IH 2(t)+Iv 2(t)=R2PsPLOcos2{¾t+6's(t)-^LO(t)} ( 3 )。
可选的， 如图 5 所示， 将相干混频电流 I ( T ) 经过包络检波后， I2(T) =R2PsPLO{cos2(«IF1T) cos¾+cos2(i¾2T) sin^+cosft^cosft^si^S} , 经过氐通滤- 波后 , Ι2( Τ ) ' =R2PSPL0 {l/2cos2e+l/2sin¾} = l/2R2PsPLO。 可以获得的与信号光的偏 振态无关的信号数据， 实现对随机偏振信号光的偏振无关接收。
该步骤 204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。
步骤 205, 根据所述第三信号， 获取所述第一光信号的基带信号； 步骤 206, 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。
相应的， 经过偏振无关处理的信号数据， 进入到数据提取单元 311 中进 行处理， 具体的， 经过基带恢复模块、 阈值建立模块、 时钟恢复模块、 核对 模块、 判决模块后， 获得原始发送数据。 再由第二接收器 310将， 恢复出数 据信号发送出去。 需要说明的是， 数据提取单元 309 中包括时钟控制模块， 用于对第三光信号进行控制， 使得第三光信号在前半个周期与后半个周期的 偏振态互相垂直。 本实施例提供的方法，适合各种 P0N场景， 包括但不限于 TDMA-P0N突发、 WDM等相干接收， 使得终端 0NU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， 无需精度高窄线宽激光器， 可以实现高接收灵敏度。
需要说明的是， 现有技术通过对信号光的偏振态做处理， 即信号光的偏 振态与本振光的偏振态需要保持一致时， 获得的输出电流与信号光的偏振态 无关， 而本发明实施例提供的方案中的信号光是随机的， 通过互补的时钟信 号驱动光密度调制器后， 获得的输出电流与信号光的偏振态无关。
本发明实施例提供的方案， 通过对第二光信号进行偏振态调整以及控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态 互相垂直， 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； 然后第一光信号再与第三光信号进行混频、 光电转换后， 输出的电 信号与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关， 从而可以降低系统 复杂度， 降低升级成本。
本发明实施例提供一种光接收机， 该光接收机 700可以位于局端设备， 该局端设备具体可以为 0LT, 如图 7所示， 光接收机 700包括但不限于： 第一 接收器 701, 激光器 702, 偏振调制单元 703, 混频器 704, 光电探测器 705, 处理器 706, 数据提取单元 707, 第二接收器 708;
第一接收器 701, 用于接收光网络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， 第一光信号的偏振态是随机的。
激光器 702, 用于产生第二光信号， 将所述第二光信号发送到所述偏振调 制单元 703;
所述偏振调制单元 703,用于对所述第二光信号进行偏振态调整以及控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态 互相垂直， 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；
例如， 1个比特所需的时间为 T, 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, 则前半个周期为（0, T/2 ) ,后半个周期为（T/2, T)。 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。 所述第三光信号包括第四光信号 和第五光信号， 其中， 所述第四光信号与所述第五光信号为偏振态相互垂直 的光信号。
混频器 704 , 用于将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频， 发送到 光电探测器；
所述混频器 704 具体用于， 将所述第一光信号与所述第四光信号进行混 频； 或者， 将所述第一光信号与所述第五光信号进行混频。
所述光电探测器 705 , 用于将混频后的光信号进行光电转换， 输出至少一 路电信号；
所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号，所述第一电信号为所 述第三光信号在所述前半个周期 （0 , T/2 ) 与所述第一光信号进行混频、 光 电转换后输出的电信号， 所述第二电信号为所述第三光信号在所述后半个周 期 （T/2 , T )与所述第一光信号进行混频、 光电转换后输出的电信号；
处理器 706 ,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； 所述处理器 706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偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态 无关。
数据提取单元 707 , 用于根据所述第三电信号， 恢复出数据信号； 所述数据提取单元 707具体用于， 根据所述第三信号， 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。
第二接收器 708 , 用于将所述恢复出的数据信号发送出去。
可选的， 如图 8所示， 所述偏振调制单元 703包括偏振调制器 7031 ; 所述偏振调制器 7031用于对接收到的所述第二光信号进行偏振态调整以 及控制， 输出第三光信号； 所述偏振调制器 7031由时钟恢复模块发送的互补 的时钟信号驱动， 或者由局端设备控制， 使得经偏振调制器 7031处理后的第 三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂直， 其中， 第三光信号 包括第四光信号和第五光信号， 即所述第四光信号与所述第五光信号为偏振 态相互垂直； 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。
可选的， 如图 9所示， 所述偏振调制单元 703包括偏振分束器 7032 , 光 开关 7033;
所述偏振分束器 7032 , 用于对接收到的所述第二光信号进行偏振态调整， 输出第三光信号， 其中， 所述第三光信号包括第四光信号和第五光信号， 其 中， 所述第四光信号与所述第五光信号为偏振态相互垂直的光信号；
所述光开关 7033 , 用于对所述第四光信号和所述第五光信号进行控制， 在前半个周期 （0 , T/2 )输出所述第四光信号， 在后半个周期 （T/2 , T )输 出所述第五光信号； 或者， 在前半个周期 （0, T/2 )输出所述第五光信号， 在后半个周期（T/2 , T )输出所述第四光信号。
可选的， 如图 10所示， 所述光接收机 700中还包括另一激光器 709 , 即 所述光接收机中包括激光器 702和所述激光器 709 , 偏振调制单元 703 , 第一 偏振控制器 7034 , 第二偏振控制器 7035 , 偏振合束器 710, 混频器 704 , 光 电探测器 705 , 处理器 706 , 数据提取单元 707 , 第二接收器 708;
所述激光器 702和所述激光器 709分别用于产生一束第二光信号，并分别 将所述第二光信号发送到所述偏振调制单元 703; 其中， 所述激光器 702和所 述激光器 709在频率上具有微小的偏差， 以便与第一光信号混频后， 第一光 信号不消失。
所述偏振调制单元 703中的第一偏振控制器 7034和第二偏振控制器 7035 分别接收一束所述第二光信号， 其中， 所述第一偏振控制器 7034可以与所述 激光器 702连接， 也可以与所述激光器 709连接， 所述第二偏振控制器 7035 可以与所述激光器 702连接， 也可以与所述激光器 709连接。 所述第一偏振 控制器 7034和所述第二偏振控制器 7035分别对第二光信号进行偏振态调整 以及控制， 使得输出偏振态互相垂直的第四光信号和第五光信号， 并将调整 后偏振态互相垂直的第四光信号和第五光信号发送给偏振合束器 710。所述第 四光信号和所述第五光信号经过所述偏振合束器 710处理后， 输出一束第三 光信号， 其中， 所述第三光信号在前半个周期（0，T/2 )输出所述第四光信号， 后半个周期（Τ/2，Τ) 输出所述第五光信号； 或者， 在前半个周期 （0，Τ/2 )输 出所述第五光信号， 后半个周期（Τ/2，Τ) 输出所述第四光信号。
输出的所述第三光信号和所述第一光信号在所述混频器 704中进行混频， 发送到光电探测器 705;
所述光电探测器 705 , 用于将混频后的光信号进行光电转换， 输出至少一 路电信号；
处理器 706 ,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， 其中， 所述第三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振 态无关；
根据所述第三电信号， 数据提取单元 707恢复出数据信号；
所述数据提取单元 707具体用于， 根据所述第三信号， 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。
第二接收器 708 , 用于将所述恢复出的数据信号发送出去。
本发明实施例提供一种光接收机， 通过对第二光信号进行偏振态调整以 及控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期 的偏振态互相垂直， 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； 然后第一光信号再与第三光信号进行混频、 光电转换后， 输出的电信号与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关， 从而可以 降低系统复杂度， 降低升级成本， 进一步的， 无需使用复杂度较高的偏振分 集结构， 结构更简单。
本实施例提供的光接收机适用于 TDMA P0N或 WDM P0N中， 既可以位于局 端设备 0LT中， 还可以位于光网络单元 0NU中。 在实际的系统中， 可以避免 在 0NU和 0LT侧采用成本 ^[艮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 0NU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 P0N系统中， 中间采用 光分路器（Spl i t ter ), 0NU ( Opt i ca l Network Uni t , 光网络单元）通过时 分复用的方式与 0LT进行通信。 0NU为非制冷 DFB激光器， 兼容现有的 0DN, 部署成本很低， 同时接收机灵敏度提高， 适应长距离、 高密度 P0N 的发展需 求。
本发明实施例提供一种光网络系统， 如图 11所示， 所述光网络系统 1100 至少包括局端设备 1101和 /或光网络单元 1102 ,当所述光网络系统 1100为时 分复用光网络 TDMA PON系统， 如图 11A所示， 所述局端设备 1101通过光分 配网 706与所述至少一个光网络单元 11 02连接， 其中， 所述局端设备 1 101 和 /或光网络单元 1102包括光接收机 1 103 ,其中所述光接收机 1103的结构示 意图为上述附图 7-附图 1 0所示的任意一种光接收机；当所述光网络系统 1 100 为波分复用光网络 WDM P0N系统， 如图 1 1B所示， 所述局端设备 1101通过波 分复用器与光网络单元 1 102连接， 其中， 所述局端设备 1101和 /或光网络单 元 11 02包括光接收机 1103 , 其中所述光接收机 1103的结构示意图可以为上 述附图 7-附图 10所示的任意一种光接收机。
进一步的，所述局端设备接收光网络单元通过光分配网络发送的第一光信 号； 并在本地产生至少一束第二光信号， 对所述至少一束第二光信号进行偏 振态调整以及控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与 后半个周期的偏振态互相垂直， 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三光信号进行混频、 光电转换后， 输出至少一路电信号； 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， 用于接收光网络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所述偏振调制单 元；
所述偏振调制单元， 用于对所述第二光信号进行偏振态调整以及控制， 输 出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互 相垂直， 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；
混频器， 用于将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频， 发送到光电 探测器；
所述光电探测器， 用于将混频后的光信号进行光电转换， 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。 进一步的， 所述偏振调制单元包括： 偏振调制器， 用于对所述第二光信 号进行偏振态调整以及控制， 输出第三光信号。
或者， 所述偏振调制单元包括： 偏振分束器， 用于对所述第二光信号进行 偏振态调整， 输出第三光信号， 其中， 所述第三光信号包括第四光信号和第 五光信号， 其中， 所述第四光信号与所述第五光信号为偏振态相互垂直的光 信号； 光开关， 用于对所述第四光信号和所述第五光信号进行控制， 在前半 个周期输出所述第四光信号； 或者， 在后半个周期输出所述第五光信号。
或者， 所述光接收机还包括： 用于产生另外一束第二光信号的激光器， 所 述激光器将所述第二光信号发送到所述偏振调制单元；
所述偏振调制单元为偏振控制器时，用于分别对两束所述第二光信号进行 偏振态调整与控制， 并将调整后偏振态互相垂直的两束光信号发送给偏振合 束器；
所述偏振合束器，用于将接收的偏振态互相垂直的所述两束光信号合成一 束第三光信号， 并输出所述第三光信号。
所述混频器， 具体用于将所述第一光信号与所述第四光信号进行混频； 或者， 将所述第一光信号与所述第五光信号进行混频。
所述光电探测器， 用于将混频后的光信号进行光电转换， 输出至少一路电 信号； 所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号， 所述第一电信号 为所述第三光信号在所述前半个周期与所述第一光信号进行混频、 光电转换 后输出的电信号， 所述第二电信号为所述第三光信号在所述后半个周期与所 述第一光信号进行混频、 光电转换后输出的电信号；
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 所述第三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无 关；
所述数据提取单元， 具体用于根据所述第三信号， 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；
所述第二接收器， 用于将所述恢复出的数据信号发送出去。
本发明实施例提供的光接收机， 可以使产生的第一光信号和第三光信号 的偏振态随机的情况下， 通过控制第三光信号在前半个周期与后半个周期的 偏振态互相垂直， 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； 然后第一光信号再与第三光信号进行混频、 光电转换后， 输 出的电信号与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关， 从而可以降 低系统复杂度， 降低升级成本。
本实施例提供的光接收机适用于 TDMA P0N或 WDM P0N系统中， 既可以位 于局端设备 0LT中， 还可以位于光网络单元 0NU中， 在实际的系统中， 可以 避免在 0NU和 0LT侧采用成本 ^[艮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 0NU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， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易 想到变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护 范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

权利 要求 书
1、 一种数据处理方法， 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；
产生至少一束第二光信号，对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及 控制， 输出第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏 振态互相垂直， 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三光信号进行混频、 光电转换后， 输出至少一路 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。
2、 根据权利要求 1所述的数据处理方法， 其特征在于， 所述将所述至少一 路电信号经过运算处理， 输出第三电信号；
所述至少一路电信号包括第一电信号和第二电信号，所述第一电信号为所述 第三光信号在所述前半个周期与所述第一光信号进行混频、 光电转换后输出的 电信号， 所述第二电信号为所述第三光信号在所述后半个周期与所述第一光信 号进行混频、 光电转换后输出的电信号；
对所述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偏振 态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关。
3、 根据权利要求 1所述的数据处理方法， 其特征在于， 所述产生至少一束 第二光信号， 对所述至少一束第二光信号进行偏振态调整以及控制包括：
产生一束第二光信号时， 对所述一束第二光信号进行偏振态调整以及控制； 或者，
产生两束第二光信号时，分别对所述至少两束第二光信号进行偏振态调整以 及控制。
4、 根据权利要求 2所述的数据处理方法， 其特征在于， 所述对所述至少一 束第二光信号进行偏振态调整以及控制， 输出第三光信号具体包括：
对所述至少一束第二光信号进行处理， 输出第三光信号， 其中， 所述第三光 信号包括第四光信号和第五光信号， 其中， 所述第四光信号与所述第五光信号 为偏振态相互垂直的光信号；
所述第四光信号和所述第五光信号通过光开光进行控制，在前半个周期输出 所述第四光信号； 或者， 在后半个周期输出所述第五光信号。
5、 根据权利要求 4所述的数据处理方法， 其特征在于， 所述将所述第一光 信号与所述第三光信号进行混频、 光电转换， 输出至少一路第一电信号具体包 括：
将所述第一光信号与所述第四光信号进行混频、 光电转换， 输出至少一路第 一电信号； 或者， 将所述第一光信号与所述第五光信号进行混频、 光电转换， 输出至少一路第一电信号。
6、 根据权利要求 5所述的数据处理方法， 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， 用于接收光网络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所述偏振调制单元； 所述偏振调制单元， 用于对所述第二光信号进行偏振态调整以及控制， 输出 第三光信号， 使得所述第三光信号在前半个周期与后半个周期的偏振态互相垂 直， 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； 混频器， 用于将所述第一光信号与所述第三光信号进行混频， 发送到光电探 测器；
所述光电探测器， 用于将混频后的光信号进行光电转换， 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。
8、 根据权利要求 7所述的一种光接收机， 其特征在于， 所述至少一路电信 号包括第一电信号和第二电信号， 所述第一电信号为所述第三光信号在所述前 半个周期与所述第一光信号进行混频、 光电转换后输出的电信号， 所述第二电 信号为所述第三光信号在所述后半个周期与所述第一光信号进行混频、 光电转 换后输出的电信号；
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 第三电信号的偏振态与所述第一光信号和所述第二光信号的偏振态无关。
9、 根据权利要求 7所述的一种光接收机， 其特征在于， 所述偏振调制单元 包括： 偏振调制器， 用于对所述第二光信号进行偏振态调整以及控制， 输出第 三光信号。
10、 根据权利要求 9所述的一种光接收机， 其特征在于， 所述偏振调制单元 包括：
偏振分束器， 用于对所述第二光信号进行偏振态调整， 输出第三光信号， 其 中， 所述第三光信号包括第四光信号和第五光信号， 其中， 所述第四光信号与 所述第五光信号为偏振态相互垂直的光信号；
光开关， 用于对所述第四光信号和所述第五光信号进行控制， 在前半个周期 输出所述第四光信号； 或者， 在后半个周期输出所述第五光信号。
1 1、 根据权利要求 7所述的一种光接收机， 其特征在于， 所述光接收机还包 括：
用于产生另外一束第二光信号的激光器，所述激光器将所述第二光信号发送 到所述偏振调制单元；
所述偏振调制单元为偏振控制器时，用于分别对两束所述第二光信号进行偏 振态调整与控制， 并将调整后偏振态互相垂直的两束光信号发送给偏振合束器； 所述偏振合束器，用于将接收的偏振态互相垂直的所述两束光信号合成一束 第三光信号， 并输出所述第三光信号。
12、 根据权利要求 10所述的一种光接收机， 其特征在于， 所述混频器具体 用于， 将所述第一光信号与所述第四光信号进行混频； 或者， 将所述第一光信 号与所述第五光信号进行混频。
1 3、 根据权利要求 7所述的一种光接收机， 其特征在于， 所述数据提取单元 具体用于， 根据所述第三信号， 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。
14、 一种光网络系统至少包括： 局端设备和 /或光网络单元， 其特征在于， 所述局端设备包括如权利要求 7至 1 3任一项所述的光接收机。
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