WO2023174165A1 - 相干接收装置、相干发送装置和相干通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种相干接收装置、相干发送装置和相干通信系统，属于光通信技术领域。该相干接收装置包括偏振控制模块和数据接收模块。偏振控制模块用于接收第一本振光，第一本振光包括偏振态互为正交的第一光束与第二光束，第一光束的波长为第一波长，第二光束的波长为第二波长，通过控制第一本振光的偏振态，将第一本振光分为第一光束和第二光束。数据接收模块用于接收第一信号光，第一信号光包括调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束，第三光束的波长为第一波长，第四光束的波长为第二波长，使用第一光束获取第三光束上调制的数据，使用第二光束获取第四光束上调制的数据。采用本申请的方案，能够实现双波长的偏振控制和跟踪。

Description

相干接收装置、相干发送装置和相干通信系统

本申请要求于2022年3月18日提交中国国家知识产权局、申请号为202210272429.0、申请名称为“相干接收装置、相干发送装置和相干通信系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及相干光通信技术领域，特别涉及一种相干接收装置、相干发送装置和相干通信系统。

背景技术

在信号传输过程中，相干传输技术的频谱效率比其他传输方式要高，尤其在长距离和高数据速率的情况下，相干传输技术既能保持优异的传输性能又能克服信号高速传输而产生的严重损耗，因此相干传输技术被广泛应用于海缆、长途骨干以及城域传输网络中。而且，在相干传输技术中，同源相干技术具有低功耗和低成本的优点，使其在信号传输领域被广泛的应用。在采用同源相干技术进行信号传输时，本振光的偏振态直接影响相干接收质量，因此如何跟踪和控制本振光的偏振态至关重要。

目前同源相干技术应用在800G单波长的相干通信系统中，但是由于光电器件带宽很难突破130GB以上，未来所需的1.6T的相干通信系统通过双波长的800G系统更容易实现，所以需要为双波长的相干通信系统提供本振光的跟踪和控制方案。

发明内容

本申请提供了一种相干接收装置、相干发送装置和相干通信系统，能够实现双波长的相干通信，且能够对本振光进行跟踪和控制。

第一方面，本申请提供了一种相干接收装置，该相干接收装置包括：包括偏振控制模块和数据接收模块；该偏振控制模块用于，接收第一本振光，该第一本振光包括偏振态互为正交的第一光束与第二光束，该第一光束的波长为第一波长，该第二光束的波长为第二波长；通过控制该第一本振光的偏振态，将该第一本振光分为该第一光束和该第二光束；该数据接收模块用于，接收第一信号光，该第一信号光包括调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束，该第三光束的波长为该第一波长，该第四光束的波长为该第二波长；使用该第一光束获取该第三光束上调制的数据，使用该第二光束获取该第四光束上调制的数据。

本申请所示的方案中，偏振控制模块通过控制偏振态，能够将两个波长的本振光分离开，数据接收模块使用两个波长的本振光，分别接收两个波长的信号光上调制的数据。这样，能够实现波长的相干通信，并且能够对本振光进行跟踪和控制，使得相干接收的质量比较高。

在一种可能实现方式中，该偏振控制模块用于：将该第一本振光分为两个光束；对该两个光束进行调相处理，使得调相处理后的两个光束分别为该第一光束和该第二光束。

本申请所示的方案中，能够使用调相处理，使得两个波长的本振光分离开。

在一种可能实现方式中，该偏振控制模块包括第一偏振分束旋转器(polarization splitter  rotator，PSR)和控制单元；该第一PSR用于，接收第一本振光，将该第一本振光分为两个光束；该控制单元用于，对该两个光束进行调相处理，向该数据接收模块输出调相处理后的两个光束；从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息；基于该反馈信息，调整进行调相处理的调相电压，使得调相处理后的两个光束分别为该第一光束和该第二光束。

本申请所示的方案中，通过反馈信息，控制调相处理的调相电压，使得能够更快速且准确分离第一光束和第二光束。

在一种可能实现方式中，该控制单元包括N个调相单元、反馈提取单元和第一处理模块，N大于或等于1；该N个调相单元用于，对该第一PSR输出的两个光束进行调相处理，向该数据接收模块输出调相处理后的两个光束；该反馈提取单元用于，从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息；该第一处理模块用于，基于该反馈信息，调整该N个调相单元中至少一个调相单元的调相电压使得调相处理后的两个光束分别为该第一光束和该第二光束。

本申请所示的方案中，通过反馈信息，控制调相处理的调相电压，使得更快速且准确分离第一光束和第二光束。

在一种可能的实现方式中，该控制单元包括第一2×2光耦合器、N个调相单元、反馈提取单元和第一处理模块，N大于或等于1。该第一2×2光耦合器用于接收第一PSR输出的两个光束，调整该两个光束的偏振态的旋转角，输出两个光束，该N个调相单元用于，对该2×2光耦合器输出的两个光束进行调相处理；该反馈提取单元用于，从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息，并向该数据接收模块输出调相处理后的两个光束；该第一处理模块用于，基于该反馈信息，调整该N个调相单元中至少一个调相单元的调相电压，使得调相处理后的两个光束分别为该第一光束和该第二光束。

在一种可能实现方式中，该N个调相单元中第1个至第N个调相单元沿着本振光传输方向依次排布，N大于1；每个调相单元包括调相器和2×2光耦合器；第1个调相单元中调相器的输入端口和输出端口分别与该第一PSR的一个输出端口、该第1个调相单元中2×2光耦合器的第一输入端口连接；该第1个调相单元中2×2光耦合器的第二输入端口与该第一PSR的另一个输出端口连接；第i-1个调相单元中2×2光耦合器的两个输出端口分别与第i个调相单元中调相器的输入端口、2×2光耦合器的第一输入端口连接；该第i-1个调相单元中调相器的输出端口与2×2光耦合器的第二输入端口连接，i大于1，且小于或等于N；该第N个调相单元中2×2光耦合器的两个输出端口分别与该反馈提取单元连接；该第一处理模块，用于基于该反馈信息，调整该至少一个调相单元中调相器的调相电压。

本申请所示的方案中，调相单元通过调相器和2×2光耦合器实现，通过调整调相器的调相电压，使得更快速且准确分离第一光束和第二光束。

在一种可能实现方式中，该反馈提取单元包括第一1×2分光器、第二1×2分光器和子提取单元；该N个调相单元用于，分别向该第一1×2分光器和该第二1×2分光器输出调相处理后的两个光束。该第一1×2分光器用于，将调相处理后的一个光束分为第一子光束和第二子光束，分别向该数据接收模块和该子提取单元输出；该第二1×2分光器用于，将调相处理后的另一个光束分为第三子光束和第四子光束，分别向该数据接收模块和该子提取单元输出；该子提取单元用于，确定目标功率，该目标功率包括该第二子光束中该第二波长的光和该第四子光束中该第一波长的光的功率之和，或者包括该第二子光束中该第二波长的光的功率和该第四子光束中该第一波长的光的功率；该第一处理模块用于，以将该目标功率调整为最小值为原则，调整该至少一个调相单元的调相电压，以使该第一子光束的波长为第一波长，该第三子光束的波长为第二波长。

本申请所示的方案中，确定第一光束的输出光路中第二波长的光的功率最小，且第二光束的输出光路中第一波长的光的功率最小，使得第一光束的输出光路中不包括第二波长的光，且第二光束的输出光路中不包括第一波长的光，因此，能够将第一光束和第二光束分离后输出。

在一种可能实现方式中，该反馈提取单元包括第一1×2分光器和子提取单元；N个调相单元用于，分别向该第一1×2分光器和该数据接收模块输出调相处理后的两个光束。该第一1×2分光器用于，将调相处理后的一个光束分为第一子光束和第二子光束，分别向该数据接收模块和该子提取单元输出；该子提取单元用于，确定该第二子光束中该第二波长的光的功率；该第一处理模块用于，以将该功率调整为最小值为原则，调整该至少一个调相单元的调相电压，以使该第一子光束的波长为第一波长。

本申请所示的方案中，确定第一光束的输出光路中第二波长的光的功率最小，使得第一光束的输出光路中不包括第二波长的光，那么第二光束的输出光路中也不包括第一波长的光，因此，能够将第一光束和第二光束分离后输出。

在一种可能实现方式中，调制有数据的第三光束的偏振态为正交偏振态，调制有数据的第四光束的偏振态为正交偏振态；该数据接收模块包括第二PSR、第一分波模块、第二分波模块、相干接收单元和第二处理模块；该第二PSR用于，接收该第一信号光，将该第一信号光分为第一子信号光和第二子信号光；该第一分波模块用于，将该第一子信号光分为该第一波长的信号光和该第二波长的信号光；该第二分波模块用于，将该第二子信号光分为该第一波长的信号光和该第二波长的信号光；该相干接收单元用于，使用该第一光束，对该第一波长的信号光进行相干接收，获得第一结果，并使用该第二光束，对该第二波长的信号光进行相干接收，获得第二结果；该第二处理模块用于，基于该第一结果和该第二结果，获得该第三光束和该第四光束上调制的数据。这样，提供了一种实现双波长相干接收的数据接收模块。

第二方面，本申请提供了一种相干发送装置，该相干发送装置包括光源、偏振改变模块和数据发送模块；该光源用于，输出第一光束、第二光束、第三光束和第四光束，该第一光束和该第三光束的波长为第一波长，该第二光束和该第四光束的波长为第二波长；该偏振改变模块用于，将该第一光束和该第二光束合并为一束偏振态互为正交的第一本振光，输出该第一本振光；该数据发送模块用于，将数据调制到该第三光束和该第四光束上，获得第一信号光，输出该第一信号光。

本申请所示的方案中，将第一光束和第二光束的偏振态调整为正交后进行发送，能够使得相干接收装置将第一光束和第二光束分离开。

在一种可能实现方式中，该数据发送模块包括处理模块、第一调制器、第二调制器、第一合波模块、第二合波模块和PSR；该处理模块用于，提供该数据；该第一调制器用于，将该第三光束分为第一路子光束和第二路子光束，将数据分别调制到该第一路子光束和该第二路子光束上；该第二调制器用于，将该第四光束分为第三路子光束和第四路子光束，将数据分别调制到该第三路子光束和该第四路子光束上；该第一合波模块，用于将调制有数据的该第一路子光束和调制有数据的该第三路子光束合并为第一子信号光；该第二合波模块，用于将调制有数据的该第二路子光束和调制有数据的该第四路子光束合并为第二子信号光；该PSR用于，调整该第一子信号光的偏振态为与该第二子信号光的偏振态正交的偏振态，合并调整偏振态后的该第一子信号光和该第二子信号光，得到该第一信号光。这样，提供了一种实现双波长相干发送的数据发送模块。

第三方面，本申请提供了一种相干通信系统，该相干通信系统包括通过光纤连接的相干 发送装置和相干接收装置，该相干发送装置包括光源、偏振改变模块和数据发送模块，该相干接收装置包括偏振控制模块和数据接收模块；该光源用于，输出第一光束、第二光束、第三光束和第四光束，该第一光束和该第三光束的波长为第一波长，该第二光束和该第四光束的波长为第二波长；偏振改变模块用于，将该第一光束和该第二光束合并为一束偏振态互为正交的第一本振光，输出该第一本振光；该数据发送模块用于，将数据调制到该第三光束和该第四光束上，获得第一信号光，输出该第一信号光；该偏振控制模块用于，接收该第一本振光；通过控制该第一本振光的偏振态，将该第一本振光分为该第一光束和该第二光束；该数据接收模块用于，接收该第四光束；使用该第一光束获取该第三光束上调制的数据，使用该第二光束获取该第四光束上调制的数据。

本申请所示的方案中，相干发送装置将双波长本振光的偏振态调整为正交后进行发送，并且通过双波长信号光发送数据。相干接收装置通过控制偏振态，能够将两个波长的本振光分离开，使用两个波长的本振光，分别接收两个波长的信号光上调制的数据。这样，能够实现双波长的相干通信，并且能够对本振光进行跟踪和控制，使得相干通信的质量比较高。

在一种可能实现方式中，该偏振控制模块用于：将该第一本振光分为两个光束；对该两个光束进行调相处理，使得调相处理后的两个光束分别为该第一光束和该第二光束。

在一种可能实现方式中，该偏振控制模块包括第一PSR和控制单元；该第一PSR用于，接收第一本振光，将该第一本振光分为两个光束；该控制单元用于，对该两个光束进行调相处理，向该数据接收模块输出调相处理后的两个光束；从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息；基于该反馈信息，调整进行调相处理的调相电压，使得调相处理后的两个光束分别为该第一光束和该第二光束。

在一种可能实现方式中，该控制单元包括N个调相单元、反馈提取单元和第一处理模块，N大于或等于1；该N个调相单元用于，对该第一PSR输出的两个光束进行调相处理，向该数据接收模块输出调相处理后的两个光束；该反馈提取单元用于，从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息；该第一处理模块用于，基于该反馈信息，调整该N个调相单元中至少一个调相单元的调相电压，使得调相处理后的两个光束分别为该第一光束和该第二光束。

在一种可能实现方式中，该反馈提取单元包括第一1×2分光器、第二1×2分光器和子提取单元；N个调相单元用于，分别向该第一1×2分光器和该第二1×2分光器输出调相处理后的两个光束。该第一1×2分光器用于，将调相处理后的一个光束分为第一子光束和第二子光束，分别向该数据接收模块和该子提取单元输出；该第二1×2分光器用于，将调相处理后的另一个光束分为第三子光束和第四子光束，分别向该数据接收模块和该子提取单元输出；该子提取单元用于，确定目标功率，该目标功率包括该第二子光束中该第二波长的光和该第四子光束中该第一波长的光的功率之和，或者包括该第二子光束中该第二波长的光的功率和该第四子光束中该第一波长的光的功率；该第一处理模块用于，以将该目标功率调整为最小值为原则，调整该至少一个调相单元的调相电压，以使该第一子光束的波长为第一波长，该第三子光束的波长为二波长。

在一种可能实现方式中，该反馈提取单元包括第一1×2分光器和子提取单元；N个调相单元用于，分别向该第一1×2分光器和该数据接收模块输出调相处理后的两个光束。该第一1×2分光器用于，将调相处理后的一个光束分为第一子光束和第二子光束，分别向该数据接收模块和该子提取单元输出；该子提取单元用于，确定该第二子光束中该第二波长的光的功率；该第一处理模块用于，以将该功率调整为最小值为原则，调整该至少一个调相单元的调相电压，以使该第一子光束的波长为第一波长。

第四方面，本申请提供了一种相干通信系统，包括通过光纤连接的相干发送装置和相干接收装置；该相干发送装置包括光源、第一发送模块、第二发送模块、第一连接模块和第二连接模块；该相干接收装置包括第三连接模块、第四连接模块、第一偏振控制模块、第二偏振控制模块、第一接收模块和第二接收模块；该光源用于，向该第一连接模块分别输出第一光束和第二光束，并向该第一发送模块和第二发送模块分别输出第三光束和第四光束；该第一光束和该第三光束的波长为第一波长，该第二光束和该第四光束的波长为第二波长；该第一连接模块用于，分别输出该第一光束和该第二光束；该第一发送模块用于，将数据调制到该第三光束上，获得第一信号光，向该第二连接模块输出该第一信号光；该第二发送模块用于，将数据调制到该第四光束上，获得第二信号光，向该第二连接模块输出该第二信号光；该第二连接模块用于，分别输出该第一信号光和该第二信号光；该第三连接模块用于，接收该第一光束和该第二光束，向该第一偏振控制模块发送该第一光束，并向该第二偏振控制模块发送该第二光束；该第一偏振控制模块用于，控制该第一光束的第一分量和第二分量的功率差值小于或等于参考数值；该第二偏振控制模块用于，控制该第二光束的第一分量和第二分量的功率差值小于或等于参考数值；该第四连接模块用于，接收该第一信号光和该第二信号光，向该第一接收模块发送该第一信号光，并向该第二接收模块发送该第二信号光；该第一接收模块，用于将该第一信号光分为两路子信号光，使用该第一光束的第一分量和第二分量分别获取该第一信号光的两路子信号光上调制的数据；该第二接收模块，用于将该第二信号光分为两路子信号光，使用该第二光束的第一分量和第二分量分别获取该第二信号光的两路子信号光上调制的数据。

本申请所示的方案中，相干发送装置发送双波长的本振光，并通过双波长的信号光发送数据。相干接收装置使用两个偏振控制模块，分别控制双波长的本振光，使得每个波长的本振光能够分离为第一分量和第二分量，且第一分量和第二分量的功率相接近或者相等。对于第一波长的第一光束，第一分量用于接收第一信号光中一路子信号光(该一路子信号光被相干接收装置接收到时为第一偏振态)，第二分量用于接收第一信号光中另一路子信号光(该另一路子信号光被相干接收装置接收到时为第二偏振态)，第一偏振态与第二偏振态正交。对于第二波长的第二光束，第一分量用于接收第二信号光中一路子信号光，第二分量用于接收第一信号光中另一路子信号光。这样，由于第一分量和第二分量的功率相接近或者相等，所以能够使得每个正交偏振态的信号光均能被接收。

在一种可能实现方式中，该第一偏振控制模块用于：将该第一光束分为两个子光束；对该两个子光束进行调相处理，使得调相处理后的两个子光束的功率差值小于或等于参考数值，调相处理后的两个子光束分别为第一分量与第二分量。

本申请所示的方案中，能够使用调相处理，使得第一光束的第一分量和第二分量的功率相接近。

在一种可能实现方式中，该第一偏振控制模块包括第一PSR和控制单元；该第一PSR用于，接收第一光束，将该第一光束分为两个子光束；该控制单元用于，对该两个子光束进行调相处理，向该第一接收模块输出调相处理后的两个子光束；从调相处理后的至少一个子光束中提取反馈信息；基于该反馈信息，调整进行调相处理的调相电压，使得调相处理后的两个子光束的功率差值小于或等于参考数值。

本申请所示的方案中，通过反馈信息，控制调相处理的调相电压，使得第一光束的第一分量和第二分量的功率相接近。

在一种可能实现方式中，该控制单元包括M个调相单元、反馈提取单元和第一处理模块， N大于或等于1；该M个调相单元用于，对该第一PSR输出的两个子光束进行调相处理，向该第一接收模块输出调相处理后的两个子光束；该反馈提取单元用于，从调相处理后的至少一个子光束中提取反馈信息；该第一处理模块用于，基于该反馈信息，调整该M个调相单元中至少一个调相单元的调相电压，使得调相处理后的两个子光束的功率差值小于或等于参考数值。

本申请所示的方案中，通过反馈信息，控制调相处理的调相电压，使得第一光束的第一分量和第二分量的功率相接近。

在一种可能实现方式中，该M个调相单元中第1个至第M个调相单元沿着本振光传输方向依次排布，M大于1；每个调相单元包括调相器和2×2光耦合器；第1个调相单元中调相器的输入端口和输出端口分别与该第一PSR的一个输出端口、该第1个调相单元中2×2光耦合器的第一输入端口连接；该第1个调相单元中2×2光耦合器的第二输入端口与该第一PSR的另一个输出端口连接；第i-1个调相单元中2×2光耦合器的两个输出端口分别与第i个调相单元中调相器的输入端口、2×2光耦合器的第一输入端口连接；该第i-1个调相单元中调相器的输出端口与2×2光耦合器的第二输入端口连接，i大于1，且小于或等于M；第M个调相单元中2×2光耦合器的两个输出端口分别与该反馈提取单元连接；该第一处理模块，用于基于该反馈信息，调整该至少一个调相单元中调相器的调相电压。

本申请所示的方案中，调相单元通过调相器和2×2光耦合器实现，通过调整调相器的调相电压，使得第一光束的第一分量和第二分量的功率相接近。

在一种可能实现方式中，该反馈提取单元包括第一1×2分光器、第二1×2分光器和子提取单元；该M个调相单元用于，分别向该第一1×2分光器和第二1×2分光器输出调相处理后的两个子光束。该第一1×2分光器用于，将调相处理后的一个光束分为第一子光束和第二子光束，分别向该第一接收模块和该子提取单元输出；该第二1×2分光器用于，将调相处理后的另一子光束分为第三子光束和第四子光束，分别向该第一接收模块和该子提取单元输出；该子提取单元用于，确定第一功率，该第一功率包括该第二子光束与该第四子光束的功率的差值，或者包括该第二子光束的功率和该第四子光束的功率；该第一处理模块用于，以将该第二子光束的功率和该第四子光束的功率差值调整为小于或等于参考数值为原则，调整该至少一个调相单元的调相电压。

本申请所示的方案中，对于第一光束，确定第一分量和第二分量的功率差最小，使得第一光束的第一分量和第二分量的功率相接近。

在一种可能实现方式中，该反馈提取单元包括第一1×2分光器和子提取单元；M个调相单元用于，分别向该第一1×2分光器和该第一接收模块输出调相处理后的两个子光束。该第一1×2分光器用于，将调相处理后的一子光束分为第一子光束和第二子光束，分别向该第一接收模块和该子提取单元输出；该子提取单元用于，确定该第二子光束的功率；该第一处理模块用于，以将该第二子光束的功率调整为目标数值为原则，调整该至少一个调相单元的调相电压。

本申请所示的方案中，第二子光束的功率为目标数值，说明第二子光束与第一子光束的功率相等，因此，通过控制第二子光束的功率为目标数值，能够使得第一光束的第一分量和第二分量的功率相接近。

在一种可能实现方式中，该第一接收模块包括第二PSR、第一相干接收单元和第二处理模块；该第二PSR，用于将该第一信号光分为第一子信号光和第二子信号光；该第一相干接收单元，用于使用该第一光束的第一分量，对该第一子信号光进行相干接收，获得第一结果； 并使用该第一光束的第二分量，对该第二子信号光进行相干接收，获得第二结果；该第二处理模块，用于基于该第一结果和该第二结果，获得该第一信号光上调制的数据。

这样，提供了一种相干接收的接收模块。

在一种可能实现方式中，该第二接收模块包括第六PSR、第二相干接收单元和第六处理模块；该第六PSR，用于将该第二信号光分为第三子信号光和第四子信号光；该第二相干接收单元，用于使用该第二光束的第一分量，对该第三子信号光进行相干接收，获得第三结果；并使用该第一光束的第二分量，对该第四子信号光进行相干接收，获得第四结果；该第六处理模块，用于基于该第三结果和该第四结果，获得该第二信号光上调制的数据。这样，提供了一种相干接收的接收模块。

附图说明

图1是本申请一个示例性实施例提供的相干发送装置的结构示意图；

图2是本申请一个示例性实施例提供的相干发送装置的结构示意图；

图3是本申请一个示例性实施例提供的相干发送装置的结构示意图；

图4是本申请一个示例性实施例提供的数据接收模块的结构示意图；

图5是本申请一个示例性实施例提供的相干接收装置的结构示意图；

图6是本申请一个示例性实施例提供的相干接收装置的结构示意图；

图7是本申请一个示例性实施例提供的偏振控制模块的结构示意图；

图8是本申请一个示例性实施例提供的偏振控制模块的结构示意图；

图9是本申请一个示例性实施例提供的相干接收装置的结构示意图；

图10是本申请一个示例性实施例提供的相干接收装置的结构示意图；

图11是本申请一个示例性实施例提供的相干接收装置的结构示意图；

图12是本申请一个示例性实施例提供的相干通信设备的结构示意图；

图13是本申请一个示例性实施例提供的相干通信系统的结构示意图；

图14是本申请一个示例性实施例提供的相干通信系统的结构示意图；

图15是本申请一个示例性实施例提供的相干通信设备的结构示意图；

图16是本申请一个示例性实施例提供的第一发送模块的结构示意图；

图17是本申请一个示例性实施例提供的第二发送模块的结构示意图；

图18是本申请一个示例性实施例提供的第一偏振控制模块的结构示意图；

图19是本申请一个示例性实施例提供的第一偏振控制模块的结构示意图；

图20是本申请一个示例性实施例提供的第一偏振控制模块的结构示意图；

图21是本申请一个示例性实施例提供的第一接收模块的结构示意图；

图22是本申请一个示例性实施例提供的第二偏振控制模块的结构示意图；

图23是本申请一个示例性实施例提供的第二接收模块的结构示意图；

图24是本申请一个示例性实施例提供的相干通信设备的结构示意图；

图25是本申请一个示例性实施例提供的相干通信系统的结构示意图。

图示说明

01、光源；02、偏振改变模块；03、数据发送模块；

011、第一子光源；1221、第一1×2分光器；012、第二子光源；1222、第二1×2分光器；

030、处理模块；031、第一调制器；032、第二调制器；033、第一合波模块；034、第二合波模块；035、PSR；

1、偏振控制模块；2、数据接收模块；11、第一PSR；12、控制单元；121、调相单元；122、反馈提取单元；123、第一处理模块；1211、调相器；1222、2×2光耦合器；

21、第二PSR；22、第一分波模块；23、第二分波模块；24、相干接收单元；25、第二处理模块；

241、第一子相干接收单元；242、第二子相干接收单元；

10、第一发送模块；20、第二发送模块；30、第一连接模块；40、第二连接模块；50、第三连接模块；60、第四连接模块；70、第一偏振控制模块；80、第二偏振控制模块；90、第一接收模块；100、第二接收模块；

0001、目标偏振控制模块；0002、第一数据接收模块；

101、第三处理模块；201、第四处理模块；202、第四PSR；

901、第一相干接收单元；801、第五PSR；802、第一控制单元；8021、第五处理模块；

102、第二相干接收单元；103、第六处理模块；1001、第六PSR1001；

001、第三偏振控制模块；002、第四偏振控制模块；003、第三接收模块；004、第四接收模块。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

下面对本申请实施例涉及的一些术语概念做解释说明。

(1)相干光，是指有确定的频率和相位的光。示例性的，相干光可以为由激光器产生的具有空间叠加和相互干涉特性的激光。

(2)相干通信系统，是一种光纤通信系统，也可以称为是相干光通信系统或者相干光传输系统。相干通信系统利用相干光的相位、频率和幅度等多个维度的参量来承载更多的调制信息，以充分利用光纤带宽，实现超高容量的数据传输。

(3)同源相干通信系统，是相干发送装置中的激光器发出的光被分为两路，一路给调制器加载数据，加载数据后的信号光通过一根光传输至相干接收装置，另一路光通过另一根光纤同时传输到相干接收装置作为本振光。

目前同源相干技术应用在800G单波长的相干通信系统中，但是由于光电器件带宽很难突破130GB以上，未来所需的1.6T的相干通信系统通过双波长的800G系统更容易实现，本申请实施例提供了一种相干接收装置和相干发送装置，能够实现双波长相干通信。

本申请实施例中，相干接收装置和相干发送装置能够应用于多种网络场景中。例如，可以应用于骨干光传输网络、光接入网络、数据中心互连、短距离光互连和无线业务前传或回传等场景中。

示例性的，相干接收装置可以对应于不同网络的接收侧设备，或者包括接收侧设备的系统。相干发送装置可以对应于不同网络的发送侧设备，或者包括发送侧设备的系统。相干通信系统可以对应于不同网络的通信设备。

本申请实施例应用于同源双波长相干通信系统。下面描述使用一个偏振控制模块控制两个波长的偏振态的情况。具体的，按照相干发送装置、相干接收装置、相干通信设备和相干 通信系统的顺序进行描述。

(1)相干发送装置

图1提供了一种相干发送装置的结构示意图。参见图1，相干发送装置包括光源01、偏振改变模块02和数据发送模块03。其中，光源01能够提供第一光束、第二光束、第三光束和第四光束，第一光束和第三光束的波长为第一波长(λ₁)，第二光束和第四光束的波长为第二波长(λ₂)。第一光束(λ_1LO)和第二光束(λ_2LO)用作本振光，第三光束(λ_1s)和第四光束(λ_2s)用作承载数据的光。光源01向偏振改变模块02输出第一光束和第二光束，并且向数据发送模块03输出第三光束与第四光束。

偏振改变模块02将第一光束的偏振态转变为另一偏振态，该另一偏振态与第二光束的偏振态正交，将转变偏振态的第一光束与第二光束合并为一束，得到第一本振光，向相干接收装置输出第一本振光。或者偏振改变模块02将第二光束的偏振态转变为与第一光束的偏振态正交的偏振态，将转变偏振态的第二光束与第一光束合并为一束，得到第一本振光，向相干接收装置输出第一本振光。可选地，第一本振光中第一光束的偏振态为横电(transverse electric，TE)模偏振态，TE模偏振态可以称为TE模偏振模式或X偏振态，第二光束的偏振态为横磁(transverse magnetic，TM)模偏振态，TM模偏振态也可以称为是TM偏振模式或Y偏振态。

数据发送模块03接收第三光束和第四光束，将数据调制到第三光束和第四光束上，获得第一信号光，第一信号光包括调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束。数据发送模块03向相干接收装置输出第一信号光。

示例性的，偏振改变模块02可以是PSR，也可以是其它能实现偏振转变的模块，本申请实施例不进行限定。

在一种实现中，图2提供了一种光源的结构示意图。参见图2，光源01包括第一子光源011、第一1×2分光器1221、第二子光源012和第二1×2分光器1222。

第一子光源011可以是第一波长的激光器，用于提供第一波长的光，第一子光源011向第一1×2分光器1221输出第一波长的光。第一1×2分光器1221将第一波长的光分为两束光，两束光分别为第一光束和第三光束，第一光束和第三光束的功率可以相等，也可以不相等。第一1×2分光器1221向偏振改变模块02输出第一光束，并向数据发送模块03中调制器输出第三光束。

第二子光源012可以是第二波长的激光器，用于提供第二波长的光，第二子光源012向第二1×2分光器1222输出第二波长的光。第二1×2分光器1222将第二波长的光分为两束光，两束光分别为第二光束和第四光束，第二光束和第四光束的功率可以相等，也可以不相等。第二1×2分光器1222向偏振改变模块02输出第二光束，并向数据发送模块03的调制器输出第四光束。

在一种实现中，图3提供了一种相干发送装置的结构示意图。参见图3，数据发送模块03包括处理模块030、第一调制器031、第二调制器032、第一合波模块033、第二合波模块034和PSR035。

处理模块030向第一调制器031和第二调制器032分别发送数据，分别发送的数据可以是不相同的数据或者相同的数据。第一调制器031接收第三光束，将第三光束分为第一路子光束和第二路子光束，将数据分别调至到第一路子光束和第二路子光束上，第一路子光束和第二路子光束上调制的数据可以相同，也可以不相同。第一调制器031向第一合波模块033输出调制有数据的第一路子光束，并且向第二合波模块034输出调制有数据的第二路子光束。 此处第一路子光束与第二路子光束的功率可以相等，也可以不相等。

第二调制器032接收第四光束，将第四光束分为第三路子光束和第四路子光束，将数据分别调至到第三路子光束和第四路子光束上，第三路子光束和第四路子光束上调制的数据可以相同，也可以不相同。第二调制器032向第一合波模块033输出调制有数据的第三路子光束，并且向第二合波模块034输出调制有数据的第四路子光束。此处第三路子光束与第四路子光束的功率可以相等，也可以不相等。

第一合波模块033将调制有数据的第一路子光束和调制有数据的第三路子光束合并为一束，得到第一子信号光，向PSR035输出第一子信号光。第二合波模块034将调制有数据的第三路子光束和调制有数据的第四路子光束合并为一束，得到第二子信号光，向PSR035输出第二子信号光。

PSR035将第一子信号光的偏振态旋转为与第二子信号光的偏振态正交，合并调整偏振态后的第一子信号光和第二子信号光为一束，得到第一信号光。这样，调制有数据的第一路子光束与调制有数据的第二路子光束的偏振态正交，调制有数据的第三路子光束与调制有数据的第四路子光束的偏振态正交，光纤中能够传输两个偏振态的数据，使得光传输通道的利用率比较高。

可选地，图4提供了一种数据发送模块03的结构示意图。参见图4，处理模块030包括第一数字信号处理器(digital signal process，DSP)、数模转换器(digital analog converter，DAC)和驱动(drivers)电路。第一DSP用于提供数据的数字信号，传输给DAC。DAC用于将数字信号转换为模拟信号，传输给驱动电路。驱动电路用于将模拟信号转换为电信号，传输给第一调制器031和第二调制器032。

可选地，第一调制器031、第二调制器032、第一合波模块033、第二合波模块034和PSR035可以通过硅光芯片实现，由于硅光芯片能传输TE模偏振模式的光，所以第一子信号光和第二子信号光在从PSR035输出之前均是TE模偏振模式，第一子信号光经过PSR035后偏振态被旋转为TM模偏振模式，第二子信号光经过PSR035后偏振态还为TE模偏振模式。

(2)相干接收装置

图5提供了一种相干接收装置的结构示意图。参见图5，相干接收装置包括偏振控制模块1和数据接收模块2。偏振控制模块1与数据接收模块2之间建立有光通信连接，例如，数据接收模块2中的部分结构与偏振控制模块1通过硅光芯片实现，偏振控制模块1与数据接收模块2通过光波导实现通信连接。

偏振控制模块1接收相干发送装置发送的第一本振光，第一本振光包括偏振态互为正交的第一光束与第二光束。偏振控制模块1能够控制第一本振光的偏振态，通过控制第一本振光的偏振态，将第一本振光分离为第一光束和第二光束。偏振控制模块1向数据接收模块2输出第一光束和第二光束。

数据接收模块2接收相干发送装置发送的第一信号光，第一信号光包括调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束。第三光束的波长与第一光束的波长相同，且均为第一波长，第四光束的波长与第二光束的波长相同，且均为第二波长。

数据接收模块2将第一信号光分离为调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束。数据接收模块2使用第一光束获取第三光束上调制的数据，并且使用第二光束获取第四光束上调制的数据。

这样，由于仅使用一个偏振控制模块1就能将两个波长的本振光分离开，所以不仅能够实现双波长的相干通信，而且能够使得相干接收装置的体积比较小。

需要说明的是，第一光束从相干发送装置发送至相干接收装置过程中，第一光束和第二光束的偏振态会发生变化，所以相干接收装置接收到的第一本振光中，虽然第一光束与第二光束的偏振态正交，但是有可能不再是TE模偏振模式和TM模偏振模式。

在一种实现中，偏振控制模块1可以将第一本振光分为两个光束，对两个光束进行调相处理，使得调相处理后的两个光束分别为第一光束和第二光束，实现两个波长的本振光的分离。

在另一种实现中，偏振控制模块1将第一本振光中的两个波长的本振光分别改变为TE模偏振模式和TM模偏振模式，然后使用一个偏振分束器，将两个波长的本振光分离开。

在一种实现中，在通过调相处理分离第一光束和第二光束的情况下，偏振控制模块1包括第一PSR11和控制单元12，参见图6。第一PSR11接收第一本振光，将第一本振光分为两个光束。控制单元12对两个光束进行调相处理，即对两个光束的相位进行调整，从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息，该反馈信息可以是光功率等，并向数据接收模块2输出调相处理后的两个光束。控制单元12使用该反馈信息，调整进行调相处理的调相电压，通过调整后的调相电压，使得调相处理后的两个光束分别为第一光束和第二光束。此处调相电压为调整相位的电压。

可选地，第一PSR11通过硅光芯片实现，第一本振光分为两个光束的偏振态均为TE模偏振态。

可选地，图7提供了偏振控制模块1的一种结构示意图，参见图7，控制单元12包括N个调相单元121、反馈提取单元122和第一处理模块123，N大于或等于1。例如，N取值为3。N个调相单元121对第一PSR11输出的两个光束进行调相处理，向数据接收模块2输出调相处理后的两个光束。反馈提取单元122从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息。第一处理模块123使用该反馈信息，确定至少一个调相单元121的调相电压，使用调整后的调相电压控制调相单元121，使得调相处理后的两个光束分别为第一光束和第二光束。

或者，该控制单元12包括第一2×2光耦合器、N个调相单元121、反馈提取单元122和第一处理模块123，N大于或等于1。第一2×2光耦合器用于接收第一PSR11输出的两个光束，调整该两个光束的偏振态的旋转角，输出两个光束。该N个调相单元121对第一2×2光耦合器输出的两个光束进行调相处理，向该数据接收模块2输出调相处理后的两个光束。该反馈提取单元122从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息。该第一处理模块123基于该反馈信息，调整该N个调相单元121中至少一个调相单元121的调相电压，使得调相处理后的两个光束分别为该第一光束和该第二光束。

其中，N取值1时，调相单元121包括调相器1211和2×2光耦合器1212。调相器1211用于改变输入光束的相位。2×2光耦合器1212用于将输入的两个光束耦合后再分离为两个光束。2×2光耦合器1212可以是多模干涉耦合器(multi-mode interference coupler，MMI)。

调相器1211的输入端口与第一PSR11的第一输出端口连接，第一输出端口为输出一个光束的端口，调相器1211的输出端口与2×2光耦合器1212的第一输入端口连接。第一PSR11的第二输出端口与2×2光耦合器1212的第二输入端口连接，第二输出端口为输出另一个光束的端口。2×2光耦合器1212的两个输出端口与反馈提取单元122连接，或者一个输出端口与反馈提取单元122连接，另一个与数据接收模块2连接。

N取值大于1时，N个调相单元121中第1个至第N个调相单元121沿着本振光传输方向依次排布。图8提供了偏振控制模块1的一种结构示意图，参见图8，在偏振控制模块1中，第1个调相单元121中调相器1211的输入端口与第一PSR11的第一输出端口连接，该 调相器1211的输出端口与第1个调相单元121中2×2光耦合器1212的第一输入端口连接。2×2光耦合器1212的第二输入端口与第一PSR11的第二输出端口连接。

第i-1个调相单元121中2×2光耦合器1212的两个输出端口分别与第i个调相单元121中调相器1211的输入端口、2×2光耦合器1212的第一输入端口连接。第i-1个调相单元121中调相器1211的输出端口与2×2光耦合器1212的第二输入端口连接。其中，i大于1，且小于或等于N。

第N个调相单元121是最后一个调相单元121，第N个调相单元121中2×2光耦合器1212的两个输出端口均与反馈提取单元122连接。或者，第N个调相单元121中2×2光耦合器1212的两个输出端口分别与反馈提取单元122和数据接收模块2连接。反馈提取单元122提取到反馈信息，提供给第一处理模块123。第一处理模块123基于该反馈信息，调整至少一个调相单元121中调相器1211的调相电压。

上述仅是调相单元121一种可能的结构，凡是能实现调相功能的所有形态的器件或模块结构均能应用于本申请实施例，本申请实施例对此不作限定。例如，在图7所示的偏振控制模块1中，调相器1211用于调整一个光束的相位，在另一种实现中调相器1211能够用于调整两个光束的相位。

可选地，参见图8，反馈提取单元122包括第一1×2分光器1221、第二1×2分光器1222和子提取单元1223。多个调相单元121输出调相处理后的两个光束，一个光束输出至第一1×2分光器1221，另一个光束输出至第二1×2分光器1222。第一1×2分光器1221将接收到的一个光束分为第一子光束和第二子光束，分别向数据接收模块2和子提取单元1223输出。第二1×2分光器1222将接收到的一子光束分为第三子光束和第四子光束，分别向数据接收模块2和子提取单元1223输出。其中，第一子光束的功率大于第二子光束的功率，并且第三子光束的功率大于第四子光束的功率。

子提取单元1223在接收第二子光束时，过滤掉第一波长的光，使得仅提取第二波长的光，并且在接收到第四子光束时，过滤掉第二波长的光，使得仅提取第一波长的光。子提取单元1223检测第二子光束中第二波长的光的功率，并且检测第四子光束中第一波长的光的功率，确定这两个功率之和为目标功率，向第一处理模块123输出目标功率，或者，子提取单元1223向第一处理模块123输出第二子光束中第二波长的光的功率和第四子光束中第一波长的光的功率，目标功率包括该两个功率。另外，目标功率也可以为第二子光束中第二波长的光的功率或第四子光束中第一波长的光的功率。

第一处理模块123按照将目标功率调整为最小值为原则，调整至少一个调相单元121的调相电压。例如，第一处理模块123可以按照预设步长调整调相电压。此处，在目标功率包括第二子光束中第二波长的光的功率和第四子光束中第一波长的光的功率时，目标功率最小指这两个功率均最小。

这样，在第二子光束包括的第二波长的光比较少，且第四子光束包括第一波长的光比较少时，两个波长的本振光分离完成。

可选地，图9提供了偏振控制模块1的另一种结构示意图。参见图9，反馈提取单元122包括第一1×2分光器1221和子提取单元1223。多个调相单元121输出调相处理后的两个光束，一个光束输出至第一1×2分光器1221，另一个光束输出至数据接收模块2。第一1×2分光器1221将接收到的一个光束分为第一子光束和第二子光束，分别向数据接收模块2和子提取单元1223输出。其中，第一子光束的功率大于第二子光束的功率。

子提取单元1223在接收第二子光束时，过滤掉第一波长的光，使得仅提取第二波长的光。 子提取单元1223检测第二子光束中第二波长的光的功率，向第一处理模块123输出该功率。第一处理模块123按照将该功率调整为最小值为原则，调整至少一个调相单元121的调相电压。

这样，在一个光束中第二子光束包括的第二波长的光比较少时，说明另一个光束中第一波长的光也比较少，两个波长的本振光分离完成。另外，反馈提供单元122也可以包括第二1×2分光器1222和子提取单元1223，提取反馈信息的描述参见图8和图9的描述，此处不再赘述。

可选地，子提取单元1223包括光电探测器和模数转换器(analog digital converter，ADC)，光电探测器检测到目标功率，ADC将目标功率转换为模拟信号，向第一处理模块123发送模拟信号。第一处理模块123确定调相电压指示信息，向至少一个调相单元121发送调相电压指示信息，该调相电压指示信息可以是以模拟信号的形式发送。

可选地，第一处理模块123可以是现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，FPGA)或应用型专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASCI)等。

示例性的，调制有数据的第三光束的偏振态为正交偏振态，调制有数据的第四光束的偏振态为正交偏振态，在此种情况下图10提供了相干接收装置的结构示意图。参见图10，数据接收模块2包括第二PSR21、第一分波模块22、第二分波模块23、相干接收单元24和第二处理模块25。

第二PSR21接收到第一信号光，将第一信号光分离为第一子信号光和第二子信号光，第一子信号光包括调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束，第二子信号光包括调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束。将第一子信号光和第二子信号光分别传输至第一分波模块22和第二分波模块23。

第一分波模块22将第一子信号光中第一波长的信号光和第二波长的信号光分离，向相干接收单元24输出第一波长的信号光和第二波长的信号光。第二分波模块23将第二子信号光中第一波长的信号光和第二波长的信号光分离，向相干接收单元24输出第一波长的信号光和第二波长的信号光。

相干接收单元24使用第一光束对第一波长的光进行相干接收，获得第一结果，并且使用第二光束对第二波长的光进行相干接收，获得第二结果。相干接收单元24向第二处理模块25输出第一结果和第二结果。

第二处理模块25使用第一结果和第二结果，获得第三光束和第四光束上调制的数据。

可选地，参见图11所示的相干接收装置，相干接收单元24包括第一子相干接收单元241和第二子相干接收单元242。第一子相干接收单元241包括第一分光器、两个混频器和第一光电转换模块。该第一分光器将第一光束分为两束，一束用于与第一分波模块22输出的第一波长的信号光在一个混频器进行混频处理，输出混频处理后的光信号，另一束用于与第二分波模块23输出的第一波长的信号光在另一个混频器进行混频处理，输出混频处理后的光信号。第一光电转换模块将混频处理后的光信号转换为电信号，得到第一结果，将第一结果输出至第二处理模块25。第二子相干接收单元242包括第二分光器、两个混频器和第二光电转换模块。该第二分光器将第二光束分为两束，一束用于与第一分波模块22输出的第二波长的信号光在一个混频器进行混频处理，输出混频处理后的光信号，另一束用于与第二分波模块23输出的第二波长的信号光在另一个混频器进行混频处理，输出混频处理后的光信号，第二光电转换模块将混频处理后的光信号转换为电信号，得到第二结果，将第二结果输出至第二处理模块25。

需要说明的是，第一分波模块22输出的第一波长的信号光与第二分波模块23输出的第一波长的信号光是第一调制器031输出的两路信号光，该两路信号光为调制有数据的第一路子光束和调制有数据的第二路子光束。第一分波模块22输出的第二波长的信号光与第二分波模块23输出的第二波长的信号光是第二调制器032输出的两路信号光，该两路信号光为调制有数据的第三路子光束和调制有数据的第四路子光束。

可选地，参见图11所示的数据接收模块2，第二处理模块25包括跨阻放大器(trans-impedance amplifier，TIA)、ADC和第二DSP。TIA对电信号进行放大处理。ADC将放大处理后的电信号转换为数字信号。第二DSP根据该数字信号获得第三光束和第四光束上调制的数据。

需要说明的是，在第二PSR21、第一分波模块22、第二分波模块23和相干接收单元24通过硅光芯片实现时，第二PSR21将相干发送装置发送的TM模偏振模式的信号光转变为TE模偏振模式的信号光，使得第一信号光能够在硅光芯片内部传输。同理，在偏振控制模块1通过硅光芯片实现时，第一PSR11将相干发送装置发送的TM模偏振模式的本振光转变为TE模偏振模式的本振光，使得本振光能够在硅光芯片内部传输。

还需要说明的是，通过第一PSR11和控制单元12能够将第一波长的本振光和第二波长的本振光分离开的原因为：第一波长的本振光和第二波长的本振光在光纤中传输时，相位角和旋转角会发生改变，调相器1211和2×2光耦合器1212相互配合能够改变相位角和旋转角，所以通过调相器1211和2×2光耦合器1212能够使得第一波长的本振光的相位角和旋转角恢复，并且能够使得第二波长的本振光的相位角和旋转角恢复，因此能够使得第一波长的本振光和第二波长的本振光分离开。

(3)相干通信设备

相干通信设备包括前文中描述的相干接收装置，说明相干通信设备仅具备相干接收功能。或者相干通信设备包括前文中描述的相干发送装置，说明相干通信设备仅具备相干发送功能。或者，相干通信设备是既能使用第一波长和第二波长的光向其他相干通信设备发送数据，也能接收其他通信设备使用第三波长和第四波长的光发送的数据，说明相干通信设备既具备相干发送功能，也具备相干接收功能。

图12提供了相干通信设备的一种结构示意图。参见图12，相干通信设备包括相干接收装置、相干发送装置、用于连接外部通信光纤的连接模块A和用于连接外部通信光纤的连接模块B。

相干发送装置包括光源01、偏振改变模块02和数据发送模块03，相干接收装置包括目标偏振控制模块0001和第一数据接收模块0002。连接模块A分别与偏振改变模块02和第一数据接收模块0002连接，连接模块B分别与数据发送模块03和目标偏振控制模块0001连接。

光源01用于输出第一光束、第二光束、第三光束和第四光束，第一光束和第二光束用作本振光，第三光束和第四光束用作信号光。第一光束和第三光束的波长为第一波长，第二光束和第四光束的波长为第二波长。光源01向偏振改变模块02输出第一光束和第二光束，并且向数据发送模块03输出第三光束与第四光束。

偏振改变模块02将第一光束和第二光束合并为一束偏振态互为正交的第一本振光，向连接模块A输出第一本振光。连接模块A向另一相干接收设备输出第一本振光。

数据发送模块03接收第三光束和第四光束，将数据调制到第三光束和第四光束上，获得第一信号光，第一信号光包括调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束。数据发送模 块03向连接模块B输出第一信号光。连接模块B向另一相干通信设备输出第一信号光。

连接模块B接收另一相干通信设备发送的本振光A，向目标偏振控制模块0001输出本振光A，本振光A包括偏振态互为正交的第五光束(λ_3LO)与第六光束(λ_4LO)，第五光束和第六光束用作本振光。目标偏振控制模块0001能够控制本振光A的偏振态，通过控制本振光A的偏振态，将本振光A分离为第五光束和第六光束。目标偏振控制模块0001向第一数据接收模块0002输出第五光束和第六光束。

连接模块A接收另一相干通信设备发送的第二信号光，向第一数据接收模块0002输出第二信号光，第二信号光包括调制有数据的第七光束(λ_3s)和调制有数据的第八光束(λ_4s)，第七光束和第五光束的波长为第三波长(λ₃)，第八光束和第六光束的波长为第四波长(λ₄)。第一数据接收模块0002将第二信号光分离为调制有数据的第七光束和调制有数据的第八光束。第一数据接收模块0002使用第五光束获取第七光束上调制的数据，并且使用第六光束获取第八光束上调制的数据。

这样，相干通信设备中相干发送装置使用第一波长和第二波长的光向另一相干通信设备发送数据，并且使用第三波长和第四波长的光接收该另一相干通信设备发送的数据，这四个波长不相等。

可选地，第一本振光中第一光束和第二光束的偏振态互为正交。第一信号光中调制有数据的第三光束的偏振态为正交偏振态，调制有数据的第四光束的偏振态为正交偏振态。

可选地，本振光A中第五光束和第六光束的偏振态互为正交。第二信号光中调制有数据的第七光束的偏振态为正交偏振态，调制有数据的第八光束的偏振态为正交偏振态。

对于相干接收装置与相干发送装置的具体结构在前文中有描述，此处不再赘述。

(4)相干通信系统

图13提供了相干通信系统的结构示意图。参见图13，相干通信系统包括前文中描述的相干发送装置和前文中描述的相干接收装置，相干发送装置和相干接收装置通过第一光纤和第二光纤连接。

如前文所述，相干发送装置包括光源01、偏振改变模块02和数据发送模块03。相干接收模块包括偏振控制模块1和数据接收模块2。

其中，光源01用于输出第一光束、第二光束、第三光束和第四光束，第一光束和第二光束用作本振光，第三光束和第四光束用作承载数据的光。第一光束和第三光束的波长为第一波长，第二光束和第四光束的波长为第二波长。光源01向偏振改变模块02输出第一光束和第二光束，并且向数据发送模块03输出第三光束与第四光束。

偏振改变模块02将第一光束和第二光束合并为一束偏振态互为正交的第一本振光，通过连接的第一光纤向相干接收装置输出第一本振光。

数据发送模块03接收第三光束和第四光束，将数据调制到第三光束和第四光束上，获得第一信号光，第一信号光包括调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束。数据发送模块03通过连接的第二光纤向相干接收装置输出第一信号光。

如前文所述相干接收装置，相干接收装置包括偏振控制模块1和数据接收模块2。偏振控制模块1与数据接收模块2之间建立有光通信连接。偏振控制模块1接收相干发送装置输出的第一本振光，第一本振光包括偏振态互为正交的第一光束与第二光束。偏振控制模块1能够控制第一本振光的偏振态，通过控制第一本振光的偏振态，将第一本振光分离为第一光束和第二光束。偏振控制模块1向数据接收模块2输出第一光束和第二光束。

数据接收模块2接收相干发送装置输出的第一信号光，第一信号光包括调制有数据的第 三光束和调制有数据的第四光束。数据接收模块2将第一信号光分离为调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束。数据接收模块2使用第一光束获取第三光束上调制的数据，并且使用第二光束获取第四光束上调制的数据。

对于相干通信系统中，相干接收装置和相干发送装置的具体内容参见前文中的描述，此处不再赘述。

图14提供了相干通信系统的另一种结构示意图。参见图14，相干通信系统包括图12所示的相干通信设备(称为是相干通信设备A)和另一相干通信设备(称为是相干通信设备B)。相干通信设备B的结构与相干通信设备A的结构类似，此处不再赘述。

相干通信设备A与相干通信设备B相对应，即相干通信设备B使用第三波长和第四波长的光向相干通信设备A发送数据，并且接收相干通信设备A使用第一波长和第二波长的光发送的数据。

下面描述使用一个偏振控制模块控制一个波长的偏振态的情况。具体的，按照相干通信系统和相干通信设备的顺序进行描述。

(1)相干通信系统

图15提供了相干通信系统的结构示意图。参见图15，相干通信系统包括通过光纤连接的相干发送装置和相干接收装置。相干发送装置包括光源01、第一发送模块10、第二发送模块20、第一连接模块30和第二连接模块40。相干接收装置包括第三连接模块50、第四连接模块60、第一偏振控制模块70、第二偏振控制模块80、第一接收模块90和第二接收模块100。

其中，光源01用于输出第一光束、第二光束、第三光束和第四光束，第一光束和第二光束用作本振光，第三光束和第四光束用作承载数据的光。第一光束和第三光束的波长为第一波长，第二光束和第四光束的波长为第二波长。光源01向第一连接模块30分别输出第一光束和第二光束。并且光源01向第一发送模块10输出第三光束，向第二发送模块20输出第四光束。

第一连接模块30分别输出第一光束和第二光束。第一光束和第二光束通过第一连接模块30连接的一根外部光纤输出。

第一发送模块10将数据调制到第三光束上，获得第一信号光，向第二连接模块40输出第一信号光。第二发送模块20将数据调制到第四光束上，获得第二信号光，向第二连接模块40输出第二信号光。

第二连接模块40分别输出第一信号光和第二信号光。第一信号光和第二信号光通过第二连接模块40连接的一根外部光纤输出。

第三连接模块50接收第一光束和第二光束，向第一偏振控制模块70输出第一光束，并且向第二偏振控制模块80输出第二光束。

第一偏振控制模块70将第一光束分为第一分量和第二分量，控制第一分量和第二分量的功率差值小于或等于参考数值，参考数值比较小。例如，第一分量和第二分量的功率差值为0。第四连接模块60接收第一信号光，向第一接收模块90输出第一信号光。第一接收模块90将第一信号光分为两路子信号光，使用第一光束的第一分量和第二分量分别获取该两路子信号光上调制的数据。

第二偏振控制模块80将第二光束分为第一分量和第二分量，控制第一分量和第二分量的功率差值小于或等于参考数值，参考数值比较小。例如，第一分量和第二分量的功率差值为0。第四连接模块60接收第二信号光，向第二接收模块100输出第二信号光。第二接收模块100将第二信号光分为两路子信号光，使用第二光束的第一分量和第二分量分别获取该两路 子信号光上调制的数据。

这样，对于两个波长的偏振态，使用两个偏振控制模块分别进行控制，第一分量和第二分量的功率差值比较小，使得第一信号光中的两路子信号光均能被接收，并且使得第二信号光的两路子信号光均能被接收。

示例性的，图16提供了第一发送模块10的结构示意图。参见图16，第一发送模块10包括第三处理模块101、第一调制器031和PSR035。第三处理模块101向第一调制器031发送数据。第一调制器031接收第三光束，将第三光束分为第一子光束和第二子光束，将数据分别调制到第一子光束和第二子光束上。第一调制器031向PSR035输出调制有数据的第一子光束和调制有数据的第二子光束。此处第一子光束与第二子光束的功率可以相等，也可以不相等。

PSR035将调制有数据的第一子光束的偏振态旋转为第一偏振态，第一偏振态与调制有数据的第二子光束的偏振态正交，合并调整偏振态后的第一子光束和调制有数据的第二子光束为一束，得到第一本振光。这样，调制有数据的第一子光束与调制有数据的第二子光束的偏振态正交，光纤中能够传输两个偏振态的数据，使得光传输通道的利用率比较高。

可选地，第三处理模块101包括第一DSP、DAC和驱动电路。第一DSP提供数据的数字信号，传输给DAC。DAC用于将数字信号转换为模拟信号，传输给驱动电路。驱动电路用于将模拟信号转换为电信号，传输给第一调制器031。

示例性的，图17提供了第二发送模块20的结构示意图。参见图17，第二发送模块20包括第四处理模块201、第二调制器032和第四PSR202。第四处理模块201向第二调制器032发送数据。第二调制器032接收第四光束，将第四光束分为第三子光束和第四子光束，将数据分别调制到第三子光束和第四子光束上。第二调制器032向第四PSR202输出调制有数据的第三子光束和调制有数据的第四子光束。此处第三子光束与第四子光束的功率可以相等，也可以不相等。

第四PSR202将调制有数据的第三子光束的偏振态旋转为第一偏振态，第一偏振态调制有数据的第四子光束的偏振态正交，合并调整偏振态后的第三子光束和调制有数据的第四子光束为一束，得到第二信号光。这样，调制有数据的第三子光束与调制有数据的第四子光束的偏振态正交，光纤中能够传输两个偏振态的数据，使得光传输通道的利用率比较高。

此处，第一偏振态可以为TM模偏振模式，与第一偏振态正交的偏振态为TE模偏振模式。

可选地，第四处理模块201包括第二DSP、DAC和驱动电路。第二DSP提供数据的数字信号，传输给DAC。DAC用于将数字信号转换为模拟信号，传输给驱动电路。驱动电路用于将模拟信号转换为电信号，传输给第二调制器032。

需要说明的是，第一信号光中调制有数据的第三光束的偏振态正交，第一光束的第一分量用于接收调制有的数据的第三光束的一个偏振态的数据，即第一子光束上调制的数据，第二分量用于接收调制有的数据的第三光束的另一个偏振态的数据，即第二子光束上调制的数据。第二信号光中调制有数据的第四光束的偏振态正交，第二光束的第一分量用于接收调制有的数据的第四光束的一个偏振态的数据，即第三子光束上调制的数据，第二分量用于接收调制有的数据的第四光束的另一个偏振态的数据，即第四子光束上调制的数据。

示例性的，第一偏振控制模块70接收到第一光束后，将第一光束分为两个子光束，对该两个子光束进行调相处理，使得调相处理后的两个子光束的功率差值小于或等于参考数值。

可选地，图18提供了第一偏振控制模块70的结构示意图。参见图18，第一偏振控制模 块70包括第一PSR11和控制单元12，第一PSR11接收第一光束，将第一光束分为两个子光束。控制单元12对两个子光束进行调相处理，即对两个子光束的相位进行调整，从调相处理后的至少一个子光束中提取反馈信息，该反馈信息可以是光功率等，并向第一接收模块90输出调相处理后的两个子光束。控制单元12使用该反馈信息，调整进行调相处理的调相电压，通过调整后的调相电压，控制调相处理后的两个子光束的功率差值小于或等于参考数值。

可选地，控制单元12包括M个调相单元121、反馈提取单元122和第一处理模块123，M大于或等于1。例如，M取值为2。M个调相单元121对第一PSR11输出的两个子光束进行调相处理，向第一接收模块90输出调相处理后的两个子光束。反馈提取单元122从调相处理后的至少一个子光束中提取反馈信息。第一处理模块123使用该反馈信息，确定至少一个调相单元121的调相电压，使用调整后的调相电压控制调相单元121，使得调相处理后的两个子光束的功率差值小于或等于参与数值。

或者，该控制单元12包括第一2×2光耦合器、M个调相单元121、反馈提取单元122和第一处理模块123，M大于或等于1。该第一2×2光耦合器用于接收第一PSR11输出的两个子光束，调整该两个子光束的旋转角，输出两个子光束，该M个调相单元121用于对该2×2光耦合器输出的两个子光束进行调相处理，向第一接收模块90输出调相处理后的两个子光束。反馈提取单元122从调相处理后的至少一个子光束中提取反馈信息。第一处理模块123使用该反馈信息，确定至少一个调相单元121的调相电压，使用调整后的调相电压控制调相单元121，使得调相处理后的两个子光束的功率差值小于或等于参考数值。

需要说明的是，M个调相单元121的介绍参见前文中调相单元121的描述，此处不再赘述。

可选地，图19提供了第一偏振控制模块70的结构示意图。参见图19，反馈提取单元122包括第一1×2分光器1221、第二1×2分光器1222和子提取单元1223。多个调相单元121输出调相处理后的两个子光束，一个子光束输出至第一1×2分光器1221，另一个子光束输出至第二1×2分光器1222。第一1×2分光器1221将接收到的子光束分为第一子光束和第二子光束，分别向第一接收模块90和子提取单元1223输出。第二1×2分光器1222将接收到的子光束分为第三子光束和第四子光束，分别向第一接收模块90和子提取单元1223输出。其中，第一子光束的功率大于第二子光束功率，并且第三子光束的功率大于第四子光束的功率，第一子光束与第二子光束的功率的比值等于第三子光束与第四子光束的功率的比值。

子提取单元1223检测第二子光束的功率，并且检测第四子光束的功率，计算第二子光束和第四子光束的功率差值，向第一处理模块123输出该功率差值。或者子提取单元1223向第一处理模块123输出第二子光束的功率和第四子光束的功率。

第一处理模块123按照以将该功率差值调整为小于或等于参考数值为原则，调整至少一个调相单元121的调相电压。

这样，第一分量和第二分量的功率差值比较小，说明第一分量和第二分量的功率比较接近，能够使得同一波长的两路本振光的功率均衡。

可选地，图20提供了第一偏振控制模块70的另一种结构示意图。参见图20，反馈提取单元122包括第一1×2分光器1221和子提取单元1223。多个调相单元121输出调相处理后的两个子光束，一个子光束输出至第一1×2分光器1221，另一个子光束输出至第一接收模块90。第一1×2分光器1221将接收到的一子光束分为第一子光束和第二子光束，分别向第一接收模块90和子提取单元1223输出。其中，第一子光束的功率大于第二子光束功率。

子提取单元1223接收第二子光束，检测第二子光束的功率，向第一处理模块123输出该 功率。第一处理模块123按照将该功率调整为目标数值的原则，调整至少一个调相单元121的调相电压。其中，目标数值为第一子光束和第二子光束总功率的一半，这样，将第二子光束的功率调整为目标数值，那么第一子光束的功率也接近目标数值。

另外，反馈提取单元122也可以包括第二1×2分光器1222和子提取单元1223，提取第四子光束的功率，具体描述参见图19和图20中的描述。

可选地，子提取单元1223包括光电探测器和ADC，光电探测器检测到功率，ADC将功率转换为模拟信号，向第一处理模块123发送模拟信号。第一处理模块123确定调相电压指示信息，向至少一个调相单元121发送调相电压指示信息，该调相电压指示信息可以以模拟信号的形式发送。

示例性的，调制有数据的第三光束的偏振态为正交偏振态，图21提供了第一接收模块90的结构示意图。参见图21，第一接收模块90包括第二PSR21、第一相干接收单元901和第二处理模块25。第一相干接收单元901包括混频器1、混频器2和光电转换模块C。

第二PSR21接收到第一信号光，将第一信号光分离为第一子信号光和第二子信号光，第一子信号光为接收到的第一信号光中一个偏振态的信号光，第二子信号光为第一信号光中另一个偏振态的信号光，该一个偏振态与该另一个偏振态正交，第一子信号光包括调制有数据的第三光束，第二子信号光包括调制有数据的第三光束。将第一子信号光和第二子信号光分别传输至第一相干接收单元901。第一相干接收单元901将第一光束的第一分量与第一子信号光输入混频器1，进行混频处理，将混频处理后的光信号输出至光电转换模块C，获得第一结果，第一结果为电信号。并且将第一光束的第二分量与第二子信号光输入混频器2，进行混频处理，将混频处理后的光信号输出至光电转换模块C，获得第二结果，第二结果为电信号。第一相干接收单元901向第二处理模块25发送第一结果和第二结果。第二处理模块25使用第一结果和第二结果，获得第三光束上调制的数据。

可选地，参见图21所示的第一接收模块90，第二处理模块25包括TIA、ADC和第三DSP。TIA对电信号进行放大处理。ADC将放大处理后的电信号转换为数字信号。第三DSP根据该数字信号获得第三光束上调制的数据。

需要说明的是，在第二PSR21和第一相干接收单元901通过硅光芯片实现时，第二PSR21将相干发送装置发送的TM模偏振模式的信号光转变为TE模偏振模式的信号光，使得第一信号光能够在硅光芯片传输。

示例性的，第二偏振控制模块80接收到第二光束后，将第二光束分为两个子光束，对该两个子光束进行调相处理，使得调相处理后的两个子光束的功率差值小于或等于参考数值。

可选地，图22提供了第二偏振控制模块80的结构示意图。参见图22，第二偏振控制模块80包括第五PSR801和第一控制单元802，第五PSR801接收第二光束，将第二光束分为两个子光束。第一控制单元802对两个子光束进行调相处理，即对两个子光束的相位进行调整，从调相处理后的至少一个子光束中提取反馈信息，该反馈信息可以是光功率等，并向第二接收模块100输出调相处理后的两个子光束。第一控制单元802使用该反馈信息，调整进行调相处理的调相电压，通过调整后的调相电压，控制调相处理后的两个子光束的功率差值小于或等于参考数值。

可选地，第一控制单元802包括M个调相单元121、反馈提取单元122和第五处理模块8021，M大于或等于1。例如，M取值为2。

M个调相单元121对第五PSR801输出的两个子光束进行调相处理，向第二接收模块100输出调相处理后的两个子光束。反馈提取单元122从调相处理后的至少一个子光束中提取反 馈信息。第五处理模块8021使用该反馈信息，确定至少一个调相单元121的调相电压，使用调整有的调相电压控制调相单元121，使得调相处理后的两个子光束的功率差值小于或等于参与数值。

需要说明的是，M个调相单元121的介绍参见前文中的描述，此处不再赘述。反馈提取单元122的结构与图19和图20所示的反馈提取单元122的结构相同，此处不再赘述。

可选地，该第一控制单元802还可以包括第一2×2光耦合器，第一2×2光耦合器位于M个调相单元121之前，且与M个调相单元121相邻，具体连接关系参见前文中的描述。

示例性的，调制有数据的第四光束的偏振态为正交偏振态，在此种情况下图23提供了第二接收模块100的结构示意图。参见图23，第二接收模块100包括第六PSR1001、第二相干接收单元102和第六处理模块103。第二相干接收单元102包括混频器A、混频器B和光电转换模块D。

第六PSR1001接收到第二信号光，将第二信号光分离为第三子信号光和第四子信号光，第三子信号光为第二信号光中一个偏振态的信号光，第四子信号光为第二信号光中另一个偏振态的信号光，该一个偏振态与该另一个偏振态正交，第三子信号光包括调制有数据的第四光束，第四子信号光包括调制有数据的第四光束。将第三子信号光和第四子信号光分别传输至第二相干接收单元102。第二相干接收单元102将第二光束的第一分量与第三子信号光输入混频器A，进行混频处理，将混频处理后的光信号输出至光电转换模块D，获得第三结果，第三结果为电信号。并且将第二光束的第二分量与第四子信号光输入混频器B，进行混频处理，将混频处理后的光信号输出至光电转换模块，获得第四结果，第四结果为电信号。第二相干接收单元102向第六处理模块103发送第三结果和第四结果。第六处理模块103使用第三结果和第四结果，获得第四光束上调制的数据。

可选地，参见图23所示的第二接收模块100，第六处理模块103包括TIA、ADC和第四DSP。TIA对电信号进行放大处理。ADC将放大处理后的电信号转换为数字信号。第四DSP根据该数字信号获得第四光束上调制的数据。

需要说明的是，在第六PSR1001和第二相干接收单元102通过硅光芯片实现时，第六PSR1001将相干发送装置发送的TM模偏振模式的信号光转变为TE模偏振模式的信号光，使得第二信号光能够在硅光芯片传输。

(2)相干通信设备

相干通信设备既能使用第一波长和第二波长的光向其他相干通信设备发送数据，也能接收其他通信设备使用第三波长和第四波长的光发送的数据。

图24提供了相干通信设备的结构示意图。参见图24，相干通信设备包括相干发送装置、相干接收装置、第一连接模块30和第二连接模块40。相干发送装置包括光源01、第一发送模块10、第二发送模块20、第一连接模块30和第二连接模块40。相干接收装置包括第三偏振控制模块001、第四偏振控制模块002、第三接收模块003和第四接收模块004。

其中，光源01向第二连接模块40输出第一光束和第二光束，光源01向第一发送模块10输出第三光束，向第二发送模块20输出第四光束。第一光束和第三光束的波长为第一波长，第二光束和第四光束的波长为第二波长。

第二连接模块40分别输出第一光束和第二光束。第一光束和第二光束通过第二连接模块40连接的一根外部光纤输出。

第一发送模块10将数据调制到第三光束上，获得第一信号光，向第一连接模块30输出第一信号光。第二发送模块20将数据调制到第四光束上，获得第二信号光，向第一连接模块 30输出第二信号光。

第一连接模块30分别输出第一信号光和第二信号光。第一本振光和第二信号光通过第一连接模块30连接的一根外部光纤输出。

第二连接模块40接收第二本振光和第三本振光，第二本振光的波长为第三波长，第三本振光的波长为第四波长。第二连接模块40向第三偏振控制模块001发送第二本振光，并且向第四偏振控制模块002发送第三本振光。

第三偏振控制模块001将第二本振光分为第一分量和第二分量，控制第一分量和第二分量的功率差值小于或等于参考数值，参考数值比较小。第一连接模块30接收第三信号光，第三信号光的波长为第三波长。第一连接模块30向第三接收模块003发送第三信号光。第三接收模块003将第三信号光分为两路子信号光，使用第二本振光的第一分量和第二分量分别获取该两路子信号光上调制的数据。

第四偏振控制模块002将第三本振光分为第一分量和第二分量，控制第一分量和第二分量的功率差值小于或等于参考数值，参考数值比较小。第一连接模块30接收第四信号光，第四信号光的波长的第四波长。第一连接模块30向第四接收模块004发送第四信号光。第四接收模块004将第四信号光分为两路子信号光，使用第三本振光的第一分量和第二分量分别获取该两路子信号光上调制的数据。

这样，相干通信设备中相干发送装置使用第一波长和第二波长的光向另一相干通信设备发送数据，并且使用第三波长和第四波长的光接收该另一相干通信设备发送的数据，这四个波长不相等。

在图24中对于相干接收装置与相干发送装置的具体结构在前文中有描述，此处不再赘述。

在图24所示的相干通信设备的基础上，本申请实施例还提供了图25所示的相干通信系统。参见图25，相干通信设备A和相干通信设备B进行通信。相干通信设备A使用第一波长和第二波长的光向相干通信设备B发送数据，相干通信设备B使用相干通信设备A发送的第一波长和第二波长的本振光接收该相干通信设备A发送的数据。相干通信设备B使用第三波长和第四波长的光向该相干通信设备A发送数据，相干通信设备A使用相干通信设备B发送的第三波长和第四波长的本振光接收相干通信设备B发送的数据。

在图25中，相干接收装置与相干发送装置的具体结构在前文中有描述，此处不再赘述。

本申请实施例中，针对双波相长干通信系统，给出了同源相干系统架构的设计以及本振光的跟踪和控制方式。

需要说明的是，上述各个模块，在不违反逻辑的前提下能够任意组合。

本申请中术语“第一”、“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分，应理解，“第一”、“第二”之间不具有逻辑或时序上的依赖关系，也不对数量和执行顺序进行限定。还应理解，尽管以下描述使用术语第一、第二等来描述各种元素，但这些元素不应受术语的限制。这些术语只是用于将一元素与另一元素区别分开。例如，在不脱离各种示例的范围的情况下，第一光束可以被称为第二光束，并且类似地，第二光束可以被称为第一光束。第一光束和第二光束都可以是光束，并且在某些情况下，可以是单独且不同的本振光。

本申请中术语“至少一个”的含义是指一个或多个，本申请中术语“多个”的含义是指两个或两个以上。

以上描述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1. 一种相干接收装置，其特征在于，包括偏振控制模块(1)和数据接收模块(2)；

   所述偏振控制模块(1)用于，接收第一本振光，所述第一本振光包括偏振态互为正交的第一光束和第二光束，所述第一光束的波长为第一波长，所述第二光束的波长为第二波长；

   通过控制所述第一本振光的偏振态，将所述第一本振光分为所述第一光束和所述第二光束；

   所述数据接收模块(2)用于，接收第一信号光，所述第一信号光包括调制有数据的第三光束和调制有数据的第四光束，所述第三光束的波长为所述第一波长，所述第四光束的波长为所述第二波长；

   使用所述第一光束获取所述第三光束上调制的数据，使用所述第二光束获取所述第四光束上调制的数据。
2. 根据权利要求1所述的相干接收装置，其特征在于，所述偏振控制模块(1)用于：

   将所述第一本振光分为两个光束；

   对所述两个光束进行调相处理，使得调相处理后的两个光束分别为所述第一光束和所述第二光束。
3. 根据权利要求2所述的相干接收装置，其特征在于，所述偏振控制模块(1)包括第一偏振分束旋转器PSR(11)和控制单元(12)；

   所述第一PSR(11)用于，接收第一本振光，将所述第一本振光分为两个光束；

   所述控制单元(12)用于，对所述两个光束进行调相处理，向所述数据接收模块(2)输出调相处理后的两个光束；

   从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息；

   基于所述反馈信息，调整进行调相处理的调相电压，使得调相处理后的两个光束分别为所述第一光束和所述第二光束。
4. 根据权利要求3所述的相干接收装置，其特征在于，所述控制单元(12)包括N个调相单元(121)、反馈提取单元(122)和第一处理模块(123)，N大于或等于1；

   所述N个调相单元(121)用于，对所述第一PSR(11)输出的两个光束进行调相处理，向所述数据接收模块(2)输出调相处理后的两个光束；

   所述反馈提取单元(122)用于，从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息；

   所述第一处理模块(123)用于，基于所述反馈信息，调整所述N个调相单元(121)中至少一个调相单元(121)的调相电压，使得调相处理后的两个光束分别为所述第一光束和所述第二光束。
5. 根据权利要求4所述的相干接收装置，其特征在于，所述N个调相单元(121)中第1个至第N个调相单元(121)沿着本振光传输方向依次排布，N大于1；

   每个调相单元(121)包括调相器(1211)和2×2光耦合器(1212)；

   第1个调相单元(121)中调相器(1211)的输入端口和输出端口分别与所述第一PSR(11)的一个输出端口、所述第1个调相单元(121)中2×2光耦合器(1212)的第一输入端口连接；所述第1个调相单元(121)中2×2光耦合器(1212)的第二输入端口与所述第一PSR(11)的另一个输出端口连接；

   第i-1个调相单元(121)中2×2光耦合器(1212)的两个输出端口分别与第i个调相单元(121)中调相器(1211)的输入端口、2×2光耦合器(1212)的第一输入端口连接；

   所述第i-1个调相单元(121)中调相器(1211)的输出端口与2×2光耦合器(1212)的第二输入端口连接，i大于1，且小于或等于N；

   所述第N个调相单元(121)中2×2光耦合器(1212)的两个输出端口分别与所述反馈提取单元(122)连接；

   所述第一处理模块(123)，用于基于所述反馈信息，调整所述至少一个调相单元(121)中调相器(1211)的调相电压。
6. 根据权利要求4或5所述的相干接收装置，其特征在于，所述反馈提取单元(122)包括第一1×2分光器(1221)、第二1×2分光器(1222)和子提取单元(1223)；

   所述N个调相单元(121)用于，分别向所述第一1×2分光器(1221)和所述第二1×2分光器(1222)输出调相处理后的两个光束；

   所述第一1×2分光器(1221)用于，将调相处理后的一个光束分为第一子光束和第二子光束，分别向所述数据接收模块(2)和所述子提取单元(1223)输出；

   所述第二1×2分光器(1222)用于，将调相处理后的另一个光束分为第三子光束和第四子光束，分别向所述数据接收模块(2)和所述子提取单元(1223)输出；

   所述子提取单元(1223)用于，确定目标功率，所述目标功率包括所述第二子光束中所述第二波长的光和所述第四子光束中所述第一波长的光的功率之和，或者包括所述第二子光束中所述第二波长的光的功率和所述第四子光束中所述第一波长的光的功率；

   所述第一处理模块(123)用于，以将所述目标功率调整为最小值为原则，调整所述至少一个调相单元(121)的调相电压，以使所述第一子光束的波长为所述第一波长，所述第三子光束的波长为所述第二波长。
7. 根据权利要求4所述的相干接收装置，其特征在于，所述反馈提取单元(122)包括第一1×2分光器(1221)和子提取单元(1223)；

   所述N个调相单元(121)用于，分别向所述第一1×2分光器(1221)和所述数据接收模块(2)输出调相处理后的两个光束；

   所述第一1×2分光器(1221)用于，将接收到的光束分为第一子光束和第二子光束，分别向所述数据接收模块(2)和所述子提取单元(1223)输出；

   所述子提取单元(1223)用于，确定所述第二子光束中所述第二波长的光的功率；

   所述第一处理模块(123)用于，以将所述功率调整为最小值为原则，调整所述至少一个调相单元(121)的调相电压，以使所述第一子光束的波长为所述第一波长。
8. 根据权利要求1至7任一项所述的相干接收装置，其特征在于，调制有数据的第三光束的偏振态为正交偏振态，调制有数据的第四光束的偏振态为正交偏振态；

   所述数据接收模块(2)包括第二PSR(21)、第一分波模块(22)、第二分波模块(23)、相干接收单元(24)和第二处理模块(25)；

   所述第二PSR(21)用于，接收所述第一信号光，将所述第一信号光分为第一子信号光和第二子信号光；

   所述第一分波模块(22)用于，将所述第一子信号光分为所述第一波长的信号光和所述第二波长的信号光；

   所述第二分波模块(23)用于，将所述第二子信号光分为所述第一波长的信号光和所述第二波长的信号光；

   所述相干接收单元(24)用于，使用所述第一光束，对所述第一波长的信号光进行相干接收，获得第一结果，并使用所述第二光束，对所述第二波长的信号光进行相干接收，获得 第二结果；

   所述第二处理模块(25)用于，基于所述第一结果和所述第二结果，获得所述第三光束和所述第四光束上调制的数据。
9. 一种相干发送装置，其特征在于，包括光源(01)、偏振改变模块(02)和数据发送模块(03)；

   所述光源(01)用于，输出第一光束、第二光束、第三光束和第四光束，所述第一光束和所述第三光束的波长为第一波长，所述第二光束和所述第四光束的波长为第二波长；

   所述偏振改变模块(02)用于，将所述第一光束和所述第二光束合并为一束偏振态互为正交的第一本振光，输出所述第一本振光；

   所述数据发送模块(03)用于，将数据调制到所述第三光束和所述第四光束上，获得第一信号光，输出所述第一信号光。
10. 根据权利要求9所述的相干发送装置，其特征在于，所述数据发送模块(03)包括处理模块(030)、第一调制器(031)、第二调制器(032)、第一合波模块(033)、第二合波模块(034)和偏振分束旋转器PSR(035)；

    所述处理模块(030)用于，提供所述数据；

    所述第一调制器(031)用于，将所述第三光束分为第一路子光束和第二路子光束，将数据分别调制到所述第一路子光束和所述第二路子光束上；

    所述第二调制器(032)用于，将所述第四光束分为第三路子光束和第四路子光束，将数据分别调制到所述第三路子光束和所述第四路子光束上；

    所述第一合波模块(033)，用于将调制有数据的所述第一路子光束和调制有数据的所述第三路子光束合并为第一子信号光；

    所述第二合波模块(034)，用于将调制有数据的所述第二路子光束和调制有数据的所述第四路子光束合并为第二子信号光；

    所述PSR(035)用于，调整所述第一子信号光的偏振态为与所述第二子信号光的偏振态正交的偏振态，合并调整偏振态后的所述第一子信号光和所述第二子信号光，得到所述第一信号光。
11. 一种相干通信系统，其特征在于，包括通过光纤连接的相干发送装置和相干接收装置，所述相干发送装置包括光源(01)、偏振改变模块(02)和数据发送模块(03)，所述相干接收装置包括偏振控制模块(1)和数据接收模块(2)；

    所述光源(01)用于，输出第一光束、第二光束、第三光束和第四光束，所述第一光束和所述第三光束的波长为第一波长，所述第二光束和所述第四光束的波长为第二波长；

    偏振改变模块(02)用于，将所述第一光束和所述第二光束合并为一束偏振态互为正交的第一本振光，输出所述第一本振光；

    所述数据发送模块(03)用于，将数据调制到所述第三光束和所述第四光束上，获得第一信号光，输出所述第一信号光；

    所述偏振控制模块(1)用于，接收所述第一本振光；通过控制所述第一本振光的偏振态，将所述第一本振光分为所述第一光束和所述第二光束；

    所述数据接收模块(2)用于，接收所述第四光束；使用所述第一光束获取所述第三光束上调制的数据，使用所述第二光束获取所述第四光束上调制的数据。
12. 根据权利要求11所述的相干通信系统，其特征在于，所述偏振控制模块(1)用于：

    将所述第一本振光分为两个光束；

    对所述两个光束进行调相处理，使得调相处理后的两个光束分别为所述第一光束和所述第二光束。
13. 根据权利要求12所述的相干通信系统，其特征在于，所述偏振控制模块(1)包括第一偏振分束旋转器PSR(11)和控制单元(12)；

    所述第一PSR(11)用于，接收第一本振光，将所述第一本振光分为两个光束；

    所述控制单元(12)用于，对所述两个光束进行调相处理，向所述数据接收模块(2)输出调相处理后的两个光束；

    从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息；

    基于所述反馈信息，调整进行调相处理的调相电压，使得调相处理后的两个光束分别为所述第一光束和所述第二光束。
14. 根据权利要求13所述的相干通信系统，其特征在于，所述控制单元(12)包括N个调相单元(121)、反馈提取单元(122)和第一处理模块(123)，N大于或等于1；

    所述N个调相单元(121)用于，对所述第一PSR(11)输出的两个光束进行调相处理，向所述数据接收模块(2)输出调相处理后的两个光束；

    所述反馈提取单元(122)用于，从调相处理后的至少一个光束中提取反馈信息；

    所述第一处理模块(123)用于，基于所述反馈信息，调整所述N个调相单元(121)中至少一个调相单元(121)的调相电压，使得调相处理后的两个光束分别为所述第一光束和所述第二光束。
15. 根据权利要求14所述的相干通信系统，其特征在于，所述反馈提取单元(122)包括第一1×2分光器(1221)、第二1×2分光器(1222)和子提取单元(1223)；

    所述N个调相单元(121)用于，分别向所述第一1×2分光器(1221)和所述第二1×2分光器(1222)输出调相处理后的两个光束；

    所述第一1×2分光器(1221)用于，将调相处理后的一个光束分为第一子光束和第二子光束，分别向所述数据接收模块(2)和所述子提取单元(1223)输出；

    所述第二1×2分光器(1222)用于，将调相处理后的另一个光束分为第三子光束和第四子光束，分别向所述数据接收模块(2)和所述子提取单元(1223)输出；

    所述子提取单元(1223)用于，确定目标功率，所述目标功率包括所述第二子光束中所述第二波长的光和所述第四子光束中所述第一波长的光的功率之和，或者包括所述第二子光束中所述第二波长的光的功率和所述第四子光束中所述第一波长的光的功率；

    所述第一处理模块(123)用于，以将所述目标功率调整为最小值为原则，调整所述至少一个调相单元(121)的调相电压，以使所述第一子光束的波长为所述第一波长，所述第三子光束的波长为所述第二波长。
16. 根据权利要求14所述的相干通信系统，其特征在于，所述反馈提取单元(122)包括第一1×2分光器(1221)和子提取单元(1223)；

    所述N个调相单元(121)用于，分别向所述第一1×2分光器(1221)和所述数据接收模块(2)输出调相处理后的两个光束；

    所述第一1×2分光器(1221)用于，将接收到的光束分为第一子光束和第二子光束，分别向所述数据接收模块(2)和所述子提取单元(1223)输出；

    所述子提取单元(1223)用于，确定所述第二子光束中所述第二波长的光的功率；

    所述第一处理模块(123)用于，以将所述功率调整为最小值为原则，调整所述至少一个调相单元(121)的调相电压，以使所述第一子光束的波长为所述第一波长。