[发明专利]在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法及装置

说明书

本发明公开了一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法及装置，涉及相干光通信领域，该方法包括在发送端对光信号进行差分编码，在接收端对光信号进行解调得到电域复信号；基于模拟均衡器对解调得到的电域复信号进行均衡，得到均衡后的电域复信号；对均衡后的电域复信号进行延迟相干处理，得到差分相干信号；检测差分相干信号并纠正残余相偏，得到NRZ信号并接收。本发明能够绕开光锁相环或电信号锁相环，并且可以保证信号光电转换的线性特点，便于进行色散补偿。

技术领域

本发明涉及相干光通信领域，具体涉及一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法及装置。

背景技术

大规模商用的相干光通信技术实际是相干光通信与数字信号处理(DigitalSignal Process，简称DSP)的结合体。而数字信号处理一般由以下部分组成：色散补偿-时钟采样误差提取-自适应均衡(完成偏振解复用与偏振模色散补偿)-载波恢复(频差估计与补偿)-载波恢复(相位噪声估计与补偿)-码元判决-差分解码。上述数字相干光通信技术广泛用于100G、400G、800G光通信系统，在长途网、城域网建设中取得了统治地位。

随着互联网企业的兴起，数据中心间的数据通信成指数增长，而现有的数字相干光通信技术成本过高，且功耗大，带来了巨大的电费消耗成本以及散热要求。同时，由于数据中心间距离较近，所以广泛采用传统直调直检技术互联。但对于80km或超80km的数据中心互联要求，要求使用相干光通信技术。

现有相干光通信主要的能耗来自于模数转换和数字信号处理，所以将数字信号处理部分变为模拟信号处理或光信号处理可以大幅度降低光模块的功耗，满足发展绿色经济的需要。

传统的模拟相干光通信采用的一种是锁相环技术，光锁相环技术如图1所示，信号经本征光解调后，对解调信号的相位进行检测，并反馈调节本征激光频率使本征激光与接收光信号相位一致，光信号被解调为NRZ电信号，然后用电信号接收器接收NRZ(Non ReturnZero Code，不归零编码)信号；第二种是电锁相环技术，如图2所示，即让本征激光器工作在自由振荡状态，用可调的电频率源对解调电信号进行锁定。上述两种技术，存在的共同问题是，由于相位检测、环路滤波以及电路走线带来的延迟，锁相环带宽较窄，难以跟踪收发端激光器的快速频差变化。

第三种是延迟差分检测，如图3所示，即延迟信号光一码元，两个相邻信号光码元相干，此种方法由于前后码元都由一个光源发出，不受激光源频差影响，但是，此种相干检测方法无法使用本征激光的放大作用，对未经放大的信号光检测灵敏度很低，而且，此种延迟相干检测相当于前后信号共轭相乘，所以光域到电域(模拟域)的转换是非线性的，导致难以有效补偿色散。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法及装置，能够绕开光锁相环或电信号锁相环，并且可以保证信号光电转换的线性特点，便于进行色散补偿。

为达到以上目的，本发明提供一种在电域实现差分检测的模拟相干光通信接收方法，具体包括以下步骤：

在发送端对光信号进行差分编码，在接收端对光信号进行解调得到电域复信号；

基于模拟均衡器对解调得到的电域复信号进行均衡，得到均衡后的电域复信号；

对均衡后的电域复信号进行延迟相干处理，得到差分相干信号；

检测差分相干信号并纠正残余相偏，得到NRZ信号并接收。

在上述技术方案的基础上，所述在接收端对光信号进行解调得到电域复信号，具体为：在接收端采用自由振荡状态的本征激光器对光信号进行解调，得到电域复信号。

在上述技术方案的基础上，所述在发送端对光信号进行差分编码，其中，对发送端调制数据信号的差分编码方法为：