[发明专利]基于数字相干接收机的光通信系统及输出信号的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于光通信领域，具体地说是一种基于数字相干接收机的光通信系统及输出信号的处理方法。

背景技术

目前，在光通信领域中，通常利用数字相干接收机作为光采集装置，借助于偏振复用和正交相移键控来恢复数字载波相位，以此用于减少电子的损失，从而实现以太网的高速传输。然而，由于科技不断发展，以太网的传输速率也在不断提高，目前的以太网传输的比特率达到了400Gdps，现有的数字相干接收机不能采用带宽20GHz，采样率为50GHz的电模拟—数字转换器（ADC）。为了解决上述的问题，研究人员提出通过增加每个输出符号的编码比特数来放宽对电模—数字转换器的要求，但是，该方法会显著降低光通信系统对放大自发辐射噪声和非线性损伤的抵制能力。

同时，在相干接收机中，接收的光时分复用信号通过使用脉冲本地振荡器来降低对ADC采样率的要求。为使得相干光多路复用与接收机上脉冲本地振荡器的接收信号精确一致，必须设置光时钟恢复，光时钟恢复的作用是接收由于色散和偏振模色散造成的信号失真，一旦这些色散过大，光时钟恢复就会失效，因此，这些损失必须在时钟恢复执行之前得到补偿。这样，数字相干接收机就无法体现能够缓解电子损失的优势。此外，现有的本地振荡器的脉冲重复率为10MHz，无法满足高速光信号的实时检测，尽管现在提出平行光的采样方法（即利用两个平行光采样的单位延时在它们的抽样瞬间来测量差分相移键控信号的差分相位图），但是，此时的本地振荡器的脉冲重复率仍然是10MHz，无法满足高速光信号的实时检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种基于数字相干接收机的光通信系统，该系统不需要光时钟恢复，且可以使用自由运行的异步本地振荡器，能够在高速长距离的光信号传输时有效减少电子损失；同时，本发明的另外一个目的，是提供一种基于该光通信系统的输出信号的处理方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

①     一种基于数字相干接收机的光通信系统

一种基于数字相干接收机的光通信系统，包括用于发出光的发射装置、用于接收发射器发出光的接收装置，所述发射装置通过光纤链路与接收装置无线连接；

所述发射装置包括激光发射模块、光信号调制延时处理模块、光信号滤波模块，其中激光发射模块发射的激光通过光信号调制延时处理模块连接光信号滤波模块的信号输入端；

所述光纤链路包括两个标准单模光纤、与标准单模光纤数量相等的掺饵光纤放大器。所述掺饵光纤放大器的信号输入端连接光信号滤波模块的信号输出端，相邻的两个掺饵光纤放大器之间连接有一个标准单模光纤。

所述接收装置包括用于对光纤链路传输来的光信号进行处理的光信号处理模块、本地光信号产生模块、以及集成相干机接收模块，所述光信号处理模块的信号输入端连接光纤链路的信号输出端，信号输出端连接集成相干机接收模块的信号输入端，本地光信号产生模块的信号输出端连接集成相干机接收模块的本地信号输入端。

作为对本发明的限定：它还包括对光信号进行显示处理的显示处理装置，所述显示处理装置的信号输入端连接集成相干机接收模块的信号输出端。

作为对本发明的另一种限定：所述激光发射模块采用外腔式激光器；

光信号调制延时处理模块包括电吸收调制器、IQ调制器以及光纤延时多路复用器，所述电吸收调制器的信号输入端接收外腔式激光器发射的光，信号输出端通过IQ调制器连接光纤延时多路复用器的信号输入端；

滤波模块采用光带通滤波器，所述光带通滤波器的信号输入端连接光纤延时多路复用器的信号输出端。

作为对本发明的进一步限定：所述光信号处理模块包括可变光衰减器、前置放大器、接收端光带通滤波器、以及接收端掺饵光纤放大器，所述可变光衰减器的信号输入端连接光纤链路的信号输出端，信号输出端依次通过前置放大器、接收端光带通滤波器连接掺饵光纤放大器的信号输入端；

本地光信号产生模块包括本地激光发射器、本地电吸收调制器、以及本地光带通滤波器，所述本地电吸收调制器的信号输入端接收本地激光发射器发出的光，信号输出端连接本地光带通滤波器的信号输入端；

集成相干机接收模块包括四个90°偏振混合装置，每个90°偏振混合装置的输出端分别通过四个探测器连接线性放大器的输入端。

作为对本发明的更进一步限定：所述显示处理装置包括数字荧光示波器、以及对信号进行脱机处理的脱机处理装置，所述数字荧光示波器的信号输入端连接线性放大器的信号输出端，信号输出端连接脱机处理装置。