專利名稱：相干接收機裝置及色散補償方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，特別涉及一種相干接收機裝置及色散補償方法。
背景技術：
大容量業(yè)務的出現，使得光通信系統(tǒng)從10(ib/S向40(ib/S，100(ib/S及以上速率演進的趨勢。然而，隨著速率的提升，脈沖周期縮小，色散(⑶，chromatic dispersion)的影響呈平方關系增加。為了實現高的傳輸速率，相干光通信技術被引入高速光傳輸。在相干光通信系統(tǒng)中，色散可以采用電色散補償技術進行有效的補償。采用偏振復用結合相干接收技術，可以實現100(ib/S以上長距離傳輸。典型的偏振復用相干接收機如圖1所示，參考圖1所示，接收的光信號通過偏振分束器101分為X和 y路信號分別送入90°混頻器103X和103y，通過光電檢測器104(圖1中所示PD)，模數轉換模塊105(圖1中所示A/D)，得到N倍采樣(N通常為2)的數字信號Ix，Qx，Iy，Qy。分別輸入χ和y路色散補償模塊106x和106y，完成色散補償。色散補償后信號輸入由2 蝶形濾波器組成的偏振補償模塊107完成偏振解復用和均衡。均衡后信號分別輸入相位恢復模塊108x和108y，解碼模塊10 和109y，恢復原始比特流。為了跟蹤快速的信道變化，107 通常會采用自適應濾波器。系數更新模塊110用來實時更新107濾波器系數。而色散補償模塊在進行色散補償時，需要預知色散值以確定補償用傳遞函數，而當色散值未知時，現有的架構需要在電層掃描各種可能的色散值，尋找能夠使某指針(如BER/Q)最優(yōu)的色散值， 以對此色散值進行補償。通過上述的描述可知，現有技術由于在進行色散補償時需要在電層掃描各種可能的色散值，其操作流程復雜，降低補償算法的速度。

發(fā)明內容
鑒于此，本發(fā)明提供一種相干接收機裝置及一種色散補償方法，本發(fā)明可在光層進行色散監(jiān)測，提高了色散補償的速度。具體的，本發(fā)明實施例提供的一種相干接收機裝置，包括偏振分束器、色散補償模塊，其特征在于，在所述偏振分束器之前設有一分光器，在所述分光器與所述色散補償模塊之間連接一色散監(jiān)測模塊；所述分光器用于將所述相干接收機裝置接收的調制光信號進行分路后發(fā)送到所述色散監(jiān)測模塊和所述偏振分束器；所述色散監(jiān)測模塊用于對所述分光器發(fā)送的調制光信號進行色散監(jiān)測以確定所述相干接收機裝置所接收的調制光信號的色散范圍，并使所述色散補償模塊在所述色散監(jiān)測模塊監(jiān)測出的色散范圍內進行色散補償。而本發(fā)明實施例提供的一種色散補償方法，包括從分光器處接收所述分光器將相干接收機裝置接收的調制光信號進行分路后的其中一路調制光信號；對所述接收的一路調制光信號進行色散監(jiān)測以確定所述相干接收機裝置所接收的調制光信號的色散范圍；基于所述確定出的色散范圍使色散補償模塊在所述色散范圍內進行色散補償。上述技術方案中，通過分光器從即將進行相干接收的調制光信號中分出一部分調制光信號作為色散監(jiān)測初始數據，并在所述分光器后方設置以色散監(jiān)測模塊，對分出的調制光信號進行色散監(jiān)測，確定出色散的一個范圍，以使后續(xù)的色散補償模塊可在所述確定出的色散范圍內進行色散補償，這樣縮小了色散補償的搜索范圍，提高了色散補償的速度， 能使色散補償模塊在有限的范圍內，尋找更精確的色散補償值。


圖1是現有技術的相干接收機裝置的結構框體示意圖；圖2是本發(fā)明的相干接收機裝置的一個實施例的結構框圖示意圖；圖3是圖2中的色散監(jiān)測模塊的一個實施例的結構框圖示意圖；圖4是圖2中的色散監(jiān)測模塊的另一個實施例的結構框圖示意圖；圖5是本發(fā)明的相干接收機裝置的色散補償方法的一個實施例的流程示意圖；圖6是本發(fā)明的相干接收機裝置的色散補償方法的另一個實施例的流程示意圖。
具體實施例由于目前的相干接收機裝置需要在電層掃描各種可能的色散值，以使相干接收機裝置能基于所述掃描的色散值進行色散補償，這樣做增加了色散補償的操作難度，降低了補償算法的速度，為此，本發(fā)明實施例提出如下技術方案在光層進行色散值的監(jiān)測，確定出進行色散補償的一個較小色散范圍，然后在電層進行色散補償，這樣縮小了色散補償的搜索范圍，提高了色散補償的速度，能在有限的范圍內，尋找更精確的色散補償值。下面結合圖2至圖6來具體說明本發(fā)明實施例提供的技術方案。圖2是本發(fā)明的相干接收機裝置的一個實施例的結構框圖示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的相干接收機裝置包括現有技術中的相干接收機裝置所包括的偏振分束器101、混頻器103X和103y、光電檢測器104、模數轉換模塊105、色散補償模塊106x和106y、2M蝶形濾波器組成的偏振補償模塊107、相位恢復模塊108x和108y、解碼模塊10 和109y以及系數更新模塊110，除此之外，如圖2所示，本發(fā)明的相干接收機裝置還包括分光器100和色散監(jiān)測模塊111，所述分光器100設置在所述偏振分束器101之前，所述色散監(jiān)測模塊111 設置在所述分光器100和所述色散補償模塊106x和106y之間，所述分光器100用于將所述相干接收機裝置接收的調制光信號進行分路后發(fā)送到所述色散監(jiān)測模塊111和所述偏振分束器101 ；所述色散監(jiān)測模塊111用于對所述分光器100發(fā)送的調制光信號進行色散監(jiān)測以確定所述相干接收機裝置所接收的調制光信號的色散范圍，并使所述色散補償模塊 106x和106y在所述色散監(jiān)測模塊111監(jiān)測出的色散范圍內進行色散補償。本發(fā)明在相干接收機裝置的最前端用分光器分出一小部分調制光信號，然后利用色散監(jiān)測模塊對分出的該小部分調制光信號進行色散監(jiān)測，以確定出色散的大致范圍，并將色散監(jiān)測模塊的監(jiān)測結果提供給色散補償模塊進行色散補償，這樣做的好處在于，可在
5縮小的色散范圍內尋找最合適的色散值進行色散補償，降低了色散補償算法的復雜度，提高了色散補償的速度。比如，具有+/-30000pS/nm監(jiān)測范圍和+/-2000pS/nm的監(jiān)測精度的色散監(jiān)測模塊，可以將計算時間縮短到原來的1/16。如果監(jiān)測精度進一步提高，則計算時間可進一步縮短。并且，具體實現中，色散監(jiān)測模塊111可采用相位比較法、射頻功率探測法、非線性檢測法等方法來實現色散監(jiān)測，圖3和圖4分別示出了相位比較法中的殘余邊帶 (VSB)時鐘相移檢測法進行色散監(jiān)測和射頻功率探測法的具體實施方式
。如圖3所示，當相干接收機裝置接收的調制光信號具體為雙邊帶調制光信號時， 色散監(jiān)測模塊111可通過殘余邊帶(VSB)時鐘相移檢測法進行色散監(jiān)測，在此基礎上，色散監(jiān)測模塊111可包括第一可調光濾波器(對應圖3中的T0F1)、第二可調光濾波器(對應圖3中的T0F2)、第一光電二極管(對應圖3中的PIN1)、第二光電二極管(對應圖3中的 PIN2)、第一時鐘恢復電路(對應圖3中的⑶Rl)、第二時鐘恢復電路(對應圖3中的⑶R2) 以及相位比較器(對應圖3中IC1，)，其中所述第一可調光濾波器和所述第二可調光濾波器分別用于將所述分光器發(fā)送的所述雙邊帶調制光信號的上下兩個邊帶濾出；，具體實現中不一定非得采用可調光的濾波器，只要能對分光器發(fā)送的雙邊帶調制光信號進行邊帶濾出的濾波器均可。所述第一光電二極管和所述第二光電二極管分別用于將所述第一可調光濾波器和所述第二可調光濾波器輸出的信號進行光電轉換；具體實現中，可用其他光電探測器來替代本實施例中的第一光電二極管和第二光電二極管；所述第一時鐘恢復電路和所述第二時鐘恢復電路分別用于將所述第一光電二極管和所述第二光電二極管進行光電轉換后的數據中恢復出時鐘信號；所述相位比較器用于比較所述第一時鐘恢復電路和所述第二時鐘恢復電路輸出的時鐘信號的相位差，以此得到色散監(jiān)測結果。具體實現中，所述相位比較器可為矢量相位儀。上述實施例中，通過調節(jié)兩個可調光濾波器T0F，直接將基帶數據信號的上下兩個邊帶分別濾出，光電二極管PIN完成光電轉換后，從接收到的兩個殘余邊帶數據中分別恢復出時鐘信號，最后比較兩個時鐘信號間的相位差即可實現色散監(jiān)測。而如圖4所示，當采用射頻功率探測法時，色散監(jiān)測模塊111可以通過測量一些預設頻率(該預設頻率可由用戶設定)上的RF功率來進行監(jiān)測。在此基礎上，色散監(jiān)測模塊 111可包括相位調節(jié)器、光電二極管(對應圖4中的PIN； )以及射頻功率探測器，其中所述相位調節(jié)器，用于調節(jié)所述分光器發(fā)送的調制光信號的相位，使所述調制光信號的射頻功率發(fā)生變化；所述光電二極管用于對所述相位調節(jié)器輸出的調制光信號進行光電轉換； 所述射頻功率探測器用于探測所述光電二極管輸出的數據在預設頻率的射頻功率的變化， 以此得到色散監(jiān)測結果。具體實現中，所述相位調節(jié)器可為馬赫-曾德爾干涉儀或高雙折射光纖干涉儀。所述光電二極管可用其他光電探測器進行替換。上述實施例中，通過測量一些預設頻率上的射頻功率來進行監(jiān)測。比如說，在監(jiān)測點增加馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)或高雙折射光纖干涉儀，可以通過直接測量基帶數據信號在某固定頻率的射頻功率大小來監(jiān)測色散。該固定頻率取決于MZI的延時或高雙折射光纖的長度。圖5是本發(fā)明的色散補償方法的一個實施例的流程示意圖，參考圖5所示，本實施例的方法通過相位比較法進行色散監(jiān)測，具體的本實施例的方法包括步驟S510，從分光器處接收所述分光器將相干接收機裝置接收的調制光信號進行分路后的其中一路調制光信號。具體實現中，步驟S510可由圖3所示實施例中的TOFl和 T0F2來完成。步驟S511，將所述分光器發(fā)送的所述雙邊帶調制光信號的上下兩個邊帶分別濾出。具體實現中，步驟S511可由圖3中的TOFl和T0F2來完成。步驟S512，將所述濾出的上下兩邊帶信號分別進行光電轉換。具體實現中，步驟 S512可由圖3中的Pim和PIN2來完成。步驟S513，從進行光電轉換后得到的兩路信號中各恢復出一路時鐘信號。具體實現中，步驟S513可由圖3中的⑶Rl和⑶R2來完成。步驟S514，比較恢復出的兩路時鐘信號的相位差，以此得到色散監(jiān)測結果。具體實現中，步驟S514可由圖3中的ICl來完成。步驟S515，基于所述確定出的色散范圍使色散補償模塊在所述色散范圍內進行色散補償。具體實現中，步驟S515可基于圖3中的ICl輸出的比較相位差來完成。上述實施例中，通過調節(jié)兩個可調光濾波器T0F，直接將基帶數據信號的上下兩個邊帶分別濾出，光電二極管PIN完成光電轉換后，從接收到的兩個殘余邊帶信號中分別恢復出時鐘信號，最后比較兩個時鐘信號間的相位差即可實現色散監(jiān)測。后續(xù)色散補償模塊則基于所述監(jiān)測出的色散范圍進行色散補償。圖6是本發(fā)明的相干接收機裝置的色散補償方法的另一個實施例的流程示意圖， 參考圖6所示，本實施例的方法通過射頻功率探測法進行色散監(jiān)測，具體的本實施例的方法包括步驟S610，從分光器處接收所述分光器將相干接收裝置接收的調制光信號進行分路后的其中一路光信號。具體實現中，步驟S610可由圖4所示實施例中的相位調節(jié)器來完成。步驟S611，調節(jié)所述分光器發(fā)送的所述一路調制光信號的相位，使所述調制光信號的射頻功率發(fā)生變化。具體實現中，步驟S611可由圖4所示實施例中的相位調節(jié)器來完成。步驟S612，對相位調節(jié)后的調制光信號進行光電轉換。具體實現中，步驟S612可由圖4所示實施例中的PIN3來完成。步驟S613，探測所述光電轉換后輸出的處于預設頻率的信號的射頻功率的變化， 以此得到色散監(jiān)測結果。具體實現中，步驟S612可由圖4所示實施例中的射頻功率探測器
來完成。步驟S614，基于所述確定出的色散范圍使色散補償模塊在所述色散范圍內進行色散補償。具體實現中，步驟S614可基于圖4中的ICl輸出的比較相位差來完成。上述實施例中，通過測量一些特定頻率上的射頻功率來進行監(jiān)測。比如說，在監(jiān)測點增加馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)或高雙折射光纖干涉儀，可以通過直接測量基帶數據信號在某固定頻率的射頻功率大小來監(jiān)測色散。該固定頻率取決于MZI的延時或高雙折射光纖的長度。本發(fā)明的技術方案，通過分光器從即將進行相干接收的調制光信號中分出一部分調制光信號作為色散監(jiān)測初始數據，并在所述分光器后方設置以色散監(jiān)測模塊，對分出的調制光信號進行色散監(jiān)測，確定出色散的一個范圍，以使后續(xù)的色散補償模塊可在所述確定出的色散范圍內進行色散補償，這樣縮小了色散補償的搜索范圍，提高了色散補償的速度，能使色散補償模塊在有限的范圍內，尋找更精確的色散補償值。
顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種相干接收機裝置，包括偏振分束器、色散補償模塊，其特征在于，在所述偏振分束器之前設有一分光器，在所述分光器與所述色散補償模塊之間連接一色散監(jiān)測模塊；所述分光器用于將所述相干接收機裝置接收的調制光信號進行分路后發(fā)送到所述色散監(jiān)測模塊和所述偏振分束器；所述色散監(jiān)測模塊用于對所述分光器發(fā)送的調制光信號進行色散監(jiān)測以確定所述相干接收機裝置所接收的調制光信號的色散范圍，并使所述色散補償模塊在所述色散監(jiān)測模塊監(jiān)測出的色散范圍內進行色散補償。
2.如權利要求1所述的相干接收機裝置，其特征在于，所述分光器發(fā)送給所述色散監(jiān)測模塊的調制光信號具體為雙邊帶調制光信號時，所述色散監(jiān)測模塊進一步包括第一濾波器、第二濾波器、第一光電探測器、第二光電探測器、第一時鐘恢復電路、第二時鐘恢復電路以及相位比較器，其中所述第一濾波器和所述第二濾波器分別用于將所述分光器發(fā)送的所述雙邊帶調制光信號的上下兩個邊帶濾出；所述第一光電探測器和所述第二光電探測器分別用于將所述第一濾波器和所述第二濾波器輸出的信號進行光電轉換；所述第一時鐘恢復電路和所述第二時鐘恢復電路分別用于從所述第一光電探測器和所述第二光電探測器進行光電轉換后的數據中恢復出時鐘信號；所述相位比較器用于比較所述第一時鐘恢復電路和所述第二時鐘恢復電路輸出的時鐘信號的相位差，以此得到色散監(jiān)測結果。
3.如權利要求2所述的相干接收機裝置，其特征在于，所述第一時鐘恢復電路和所述第二時鐘恢復電路為時鐘與數據恢復電路CDR ； 所述相位比較器為矢量電位儀。
4.如權利要求1所述的相干接收機裝置，其特征在于，所述色散監(jiān)測模塊進一步包括 相位調節(jié)器、光電探測器以及射頻功率探測器，其中所述相位調節(jié)器，用于調節(jié)所述分光器發(fā)送的調制光信號的相位，使所述調制光信號的射頻功率發(fā)生變化；所述光電探測器用于對所述相位調節(jié)器輸出的調制光信號進行光電轉換； 所述射頻功率探測器用于探測所述光電探測器輸出的處于預設頻率的信號的射頻功率的變化，以此得到色散監(jiān)測結果。
5.如權利要求4所述的相干接收機裝置，其特征在于，所述相位調節(jié)器為馬赫-曾德爾干涉儀或高雙折射光纖干涉儀。
6.一種色散補償方法，其特征在于，包括從分光器處接收所述分光器將相干接收機裝置接收的調制光信號進行分路后的其中一路調制光信號；對所述接收的一路調制光信號進行色散監(jiān)測以確定所述相干接收機裝置所接收的調制光信號的色散范圍；基于所述確定出的色散范圍使色散補償模塊在所述色散范圍內進行色散補償。
7.如權利要求6所述的相干接收機裝置的色散補償方法，其特征在于，所述接收的一路調制光信號為雙邊帶調制光信號，所述對所述接收的一路調制光信號進行色散監(jiān)測以確定所述相干接收機裝置的色散范圍，進一步包括將所述分光器發(fā)送的所述雙邊帶調制光信號的上下兩個邊帶分別濾出； 將所述濾出的上下兩個邊帶信號分別進行光電轉換； 從進行光電轉換得到的兩路信號中各恢復出一路時鐘信號； 比較恢復出的兩路時鐘信號的相位差，以此得到色散監(jiān)測結果。
8.如權利要求6所述的相干接收機裝置的色散補償方法，其特征在于，所述對所述接收的一路光信號進行色散監(jiān)測以確定所述相干接收機裝置所接收的調制光信號的色散范圍，進一步包括調節(jié)所述分光器發(fā)送的所述一路調制光信號的相位，使所述調制光信號的射頻功率發(fā)生變化；對相位調節(jié)后的調制光信號進行光電轉換；探測所述光電轉換后輸出的處于預設頻率的信號的射頻功率的變化，以此得到色散監(jiān)測結果。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信領域，特別涉及一種相干接收機裝置及色散補償方法，其中所述裝置包括偏振分束器、色散補償模塊，在所述偏振分束器之前設有一分光器，在所述分光器與所述色散補償模塊之間連接一色散監(jiān)測模塊；所述分光器用于將所述相干接收機裝置接收的調制光信號進行分路后發(fā)送到所述色散監(jiān)測模塊和所述偏振分束器；所述色散監(jiān)測模塊用于對所述分光器發(fā)送的調制光信號進行色散監(jiān)測以確定所述相干接收機裝置所接收的調制光信號的色散范圍，并使所述色散補償模塊在所述色散監(jiān)測模塊監(jiān)測出的色散范圍內進行色散補償。本發(fā)明可在光層進行色散監(jiān)測，提高了色散補償的速度。
文檔編號H04B10/61GK102326344SQ201180001753
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權日2011年8月1日
發(fā)明者劉寧 申請人:華為技術有限公司