专利名称：信号处理方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号处理方法、装置及系统。
背景技术：
无源光网络(Passive Optical Network，简称PON)技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，由局侧的光线路终端(Optical Line Terminal，简称0LT)、用户侧的光网络单元(Optical Network Unit，简称0NU)或者光网络终端(Optical Network Terminal，简称0ΝΤ)以及光分配网络(OpticalDistribution Network，简称0DN)组成。 由于PON系统的ODN由光分路器(Splitter)等无源器件组成，不含有任何有源电子器件及电子电源，因此管理维护的成本较低。在PON系统中，OLT到ONU的数据传输方向为下行方向，采用时分复用(Time Division Multiplex，简称TDM)方式，即OLT连续地将下行数据以广播的方式发送给用户侧的0NU，每个ONU选择属于自己的数据接收；ONU到OLT的数据传输为上行方向，采用时分多址接入(Time DivisionMultiple Access，简称TDMA)方式，即多个ONU通过时分复用的方式共享上行链路将上行数据发送给0LT，每个上行时隙间有避免冲突的保护时间间隔。随着用户对数据的需求量越来越大，需要对PON进行升级以提升数据传输速率， 例如将千兆 PON (Gigabit-Capable Ρ0Ν，简称GP0N)升级到下一代 PON (Next Generation PON,简称NGP0N)，在NGPON中，如果需要进一步提高数据速率，需要采用更高速的激光器器件来替换已有的2. 5G激光器器件。但是随着PON网络的升级硬件成本也随着大幅增加， 不利于PON网络的迅速发展。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种信号处理方法、装置及系统，实现在现有器件的基础上提高PON网络中的数据传输速率。本发明实施例提供一种信号处理方法，包括将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，所述第一电平信号的时钟相位与所述第二电平信号的时钟相位相差180度；利用所述第一电平信号与所述第二电平信号同时驱动激光器，以使所述激光器生成并发送双二进制光信号。本发明实施例提供一种信号处理装置，包括预编码模块，用于将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，所述第一电平信号的时钟相位与所述第二电平信号的时钟相位相差180度；光信号生成模块，用于利用所述第一电平信号与所述第二电平信号同时驱动激光器，以使所述激光器生成并发送双二进制光信号。本发明实施例提供一种信号处理方法，包括将接收到的双二进制光信号转换成电信号；
将所述电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列；将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号。本发明实施例提供一种信号处理装置，包括光电转换模块，用于将接收到的双二进制光信号转换成电信号；比较模块，用于将所述电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列；译码模块，用于将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号。本发明实施例提供一种信号处理系统，包括第一信号处理装置、第二信号处理装置；所述第一信号处理装置，用于将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，利用所述第一电平信号与所述第二电平信号同时驱动激光器，以使所述激光器生成双二进制光信号并将所述双二进制光信号发送给第二信号处理装置，其中所述第一电平信号的时钟相位与所述第二电平信号的时钟相位相差180度；所述第二信号处理装置，用于将从所述第一信号处理装置接收到的双二进制光信号转换成电信号，将所述电信号与电平偏移量进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列，将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号。本发明实施例提供的信号处理方法、装置及系统，通过将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，由于第一电平信号的时钟相位与第二电平信号的时钟相位相差180度，通过将该第一电平信号与第二电平信号驱动激光器，使得激光器生成并输出双二进制光信号，且所述双二进制光信号可使得携带的信息速率提高了一倍，因此实现了在现有激光器器件的基础上提高了 PON网络中的数据传输速率。
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为本发明信号处理方法可适用的无源光网络系统的结构示意图；图2为本发明信号处理方法一个实施例的流程示意图；图3为本发明信号处理方法又一个实施例的流程示意图；图4为本发明信号处理装置一个实施例的结构示意图；图5为本发明信号处理装置又一个实施例的结构示意图；图6为图5所示实施例所适用的电路结构示意图；图7为图6所示实施例的时序示意图；图8为图6所示实施例中激光器输出眼图的示意图9为本发明信号处理方法另一个实施例的流程示意图；图10为本发明信号处理方法再一个实施例的流程示意图；图11为本发明信号处理装置另一个实施例的结构示意图；图12为本发明信号处理装置再一个实施例的结构示意图；图13为图12所示实施例所适用的电路结构示意图；图14为图13所示实施例中阈值重建电路的一个结构示意图；图15为图13所示实施例中阈值重建电路的又一个结构示意图；图16为本发明信号处理系统实施例的结构示意图；图17为本发明实施例限幅放大器的输入信号的时序波形示意图；图18为图17所示时序波形的频谱示意图；图19为本发明实施例限幅放大器的输出信号的时序波形示意图；图20为图19所示时序波形的频谱示意图；图21为本发明实施例一个传输函数的示意图。
具体实施例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做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。为了更清楚地理解本发明实施例，下面对本发明实施例中可能采用的器件及电路进行功能性介绍。本发明实施例中所述的激光器(LD)可以为直调激光器，是发光的器件；将输出光功率随着流过它的电流变化而变化，当调制信号为1比特时，流过它的电流增加，输出光功率变大，调制信号为0比特时，流过它的电流减小，从而输出光功率减小；D触发器作用是输出数据速率随着时钟大小而改变，在时钟信号的上升沿将输入信号状态传给输出端，即状态发生改变是在在时钟的上升沿，输出状态跟随输入状态的变换；激光驱动器(LDD)是将输入信号转换成适合驱动激光器的信号的器件；三极管(Tl、T2)用于将LDD相互电隔离， 避免LDD相互之间的干扰；异或门是将两路信号进行异或处理，即两个输入电平相同输出为低，两个输入电平不同，则输出为高；光电检测器(PD)用于将输入的不同的光信号转换成不同的电信号；跨阻放大器(TIA)是将光电检测器(PD)输出的电流信号转换成电压信号；限幅放大器是将TIA输出的电压信号放大器到一个固定的电平。当输入信号是在“ + ” 引脚端，参考电平是在“_”引脚端，如果输入信号高于参考电平，则限幅放大器输出为高， 相反输出为低，当输入信号是在“_”引脚端，参考电平是在“ + ”引脚端，如果输入信号高于参考电平，则限幅放大器输出为低，相反输出为高；与门是将两路输入信号进行逻辑相乘， 即只有两路输入信号信号为高，输出才为高，其他状态输出为低；突发时钟数据恢复(Burst modeClock and Data Recovery，简称BCDR)是将从输入突发数据恢复出时钟和数据；阈值重建电路(decision abstract)是从上行突发信号得到限幅放大器的两个参考电平。以下将结合各种具体实现方式，详细介绍本发明实施例提供的信号处理方法、装置及系统。
图1为本发明信号处理方法可适用的无源光网络系统的结构示意图，本发明实施例提供的技术方案可以应用在图1所示的无源光网络PON系统中。该PON系统可以包括位于中心局的光线路终端(OLT)I和位于用户侧的多个光网络单元(0NU)2。其中，OLTl和 0NU2通过光分配网络(ODN) 3并以点到多点的方式进行连接。在下行方向，OLTl将下行数据广播至0NU2，使得0NU2可选择属于自己的数据进行接收；而在上行方向，多个0NU2根据 OLTl分配的时隙，采用时分多址TDMA方式共享光传输链路，实现将上行数据发送给OLTl。图2为本发明信号处理方法一个实施例的流程示意图，如图2所示，本实施例的信号处理方法可以应用在ONU中，其可使得所述ONU将上行数据调制成双二进制光信号，以提高数据速率。具体而言，所述信号处理方法可以包括如下步骤步骤101、将原始电平信号进行预编码，形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，其中，第一电平信号的时钟相位与第二电平信号的时钟相位相差180度；步骤102、利用第一电平信号与第二电平信号同时驱动激光器，以使所述激光器生成并发送双二进制光信号。具体可以通过控制激光器的驱动电流对驱动该激光器，从而使所述激光器生成并发送双二进制光信号。本发明实施例提供的信号处理方法，通过将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，由于第一电平信号的时钟相位与第二电平信号的时钟相位相差180度，通过将该第一电平信号与第二电平信号驱动激光器，以使得所述激光器输出双二进制的光信号，从而使得其携带的信息速率提高了一倍，因此实现了在现有激光器器件的基础上提高了 PON网络中的数据传输速率。图3为本发明信号处理方法又一个实施例的流程示意图，如图3所示，本实施例包括如下步骤步骤201、采用异或门将原始电平信号与所述异或门的前一个输出结果相异或，得到预编码后的电平信号；步骤202、将该预编码后的电平信号送入第一 D触发器，输出第一电平信号，其中， 第一 D触发器的时钟频率为原始电平信号的数据速率的一半；步骤203、将该预编码后的电平信号送入第二 D触发器，输出第二电平信号，其中， 第二 D触发器的时钟频率为原始电平信号的数据速率的一半，所述第二 D触发器采用的时钟与所述第一D触发器采用的时钟之间的相位相差180度，由此，所述第一电平信号的时钟相位与第二电平信号的始终相位相差180度；其中，步骤202与步骤203并无时间上的先后顺序，只要能够通过D触发器得到第一电平信号与第二电平信号即可，在具体实施例中，所述步骤202和步骤203也可以同时执行。步骤204、采用所述第一电平信号和第二电平信号分别控制连接在激光器的阴极的第一三极管和第二三极管的状态，其中所述第一三极管和第二三极管用于实现第一电平信号与第二电平信号的相互电隔离；步骤205、通过电源驱动该激光器的阳极；步骤206、通过所述第一三极管和第二三极管控制所述激光器的驱动电流与所述第一电平信号和第二电平信号相加之和相对应，并使所述激光器根据所述驱动电流生成双二进制的光信号。
本发明实施例提供的信号处理方法，通过将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，由于第一电平信号的时钟相位与第二电平信号的时钟相位相差180度，通过将该第一电平信号与第二电平信号驱动激光器的阴极，使得激光器输出双二进制光信号携带的信息速率提高了一倍，因此实现了在现有激光器器件的基础上提高了 PON网络中的数据传输速率。基于以上信号处理方法，本发明实施例还进一步提供一种信号处理装置。图4为本发明信号处理装置一个实施例的结构示意图，本实施例中的信号处理装置具体可以为0NU，如图4所示，本实施例包括预编码模块31、光信号生成模块32 ；其中，预编码模块31将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，所述第一电平信号的时钟相位与所述第二电平信号的时钟相位相差180 度；光信号生成模块32将所述第一电平信号与所述第二电平信号同时驱动激光器，以使所述激光器生成双二进制的光信号。本发明实施例提供的信号处理装置，通过预编码模块31将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，由于第一电平信号的时钟相位与第二电平信号的时钟相位相差180度，光信号生成模块32进一步将该第一电平信号与第二电平信号驱动激光器，可以使得激光器输出双二进制的光信号，从而使输出的光信号携带的信息速率提高了一倍，因此实现了在现有激光器器件的基础上提高了 PON网络中的数据传输速率。图5为本发明信号处理装置又一个实施例的结构示意图，本实施例中的信号处理装置具体可以为0NU，如图5所示，本实施例包括预编码模块41、光信号生成模块42 ；其中，预编码模块41可以包括预编码单元411、第一处理单元412、第二处理单元 413;其中，预编码单元411可以包括一异或门，其可采用所述异或门将原始电平信号与所述异或门的前一个输出结果相异或，得到预编码后的电平信号；第一处理单元412将所述预编码后的电平信号送入第一 D触发器，输出第一电平信号，所述第一 D触发器的时钟频率为所述原始电平信号的数据速率的一半；第二处理单元413将所述预编码后的电平信号送入第二 D触发器，输出第二电平信号，所述第二 D触发器的时钟频率为所述原始电平信号的数据速率的一半，并且所述第二 D触发器采用的时钟与所述第一 D触发器采用的时钟之间的相位相差180度。进一步地，光信号生成模块42可以包括电隔离驱动单元421、电源驱动单元422、 光信号生成单元423 ；其中，电隔离驱动单元421将所述第一电平信号与所述第二电平信号分别通过第一三极管与第二三极管驱动所述激光器的阴极，使所述第一电平信号与所述第二电平信号的相互电隔离；电源驱动单元422通过电源驱动所述激光器的阳极；光信号生成单元423通过所述激光器输出与所述第一电平信号和第二电平信号相加之和相对应电流信号相对应的光信号。本发明实施例提供的信号处理装置，通过预编码模块41将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，由于第一电平信号的时钟相位与第二电平信号的时钟相位相差180度，形成了双二进制的电平信号，光信号生成模块42将该第一电平信号与第二电平信号驱动激光器的阴极，使得激光器输出双二进制的光信号而使其携带的信息速率提高了一倍，因此实现了在现有激光器器件的基础上提高了 PON网络中的数据传输速率。图6为图5所示实施例所适用的电路结构示意图，如图6所示，将原始电平信号 (也即需要发射的数据)B[i]作为异或(XOR)门51的输入端，异或门51的输出M[i]分成三路，一路送给D触发器52，D触发器52的时钟信号(Clock)的频率与原始电平信号的频率相同，此时，异或门51的输出M[i] = B[i]X0R M[i-1]，将M[i]通过时钟信号的频率为 M[i]速率一半、相位相差180度的两个时钟信号分别送给第一 D触发器53、第二 D触发器 54,则第一 D触发器53与第二 D触发器M的数据速率为异或门51的输出M[i]的一半，也即第一 D触发器53与第二 D触发器M分别输出的第一电平信号与第二电平信号的数据速率均为M[i]的一半，第一驱动器55通过第一三极管Tl、第二驱动器56通过第二三极管T2 共同驱动激光器57，从而通过激光器57生成与原始电平信号相对应的光信号C[i]。由于第一电平信号与第二电平信号的数据速率均为原始电平信号的数据速率的一半，因此实现了采用低速率的激光驱动器(LDD)和激光器来对高速数字信号进行调制、传输。第一驱动器55与第二驱动器56具体为激光驱动器(LDD)，通过将两个激光驱动器的输出经过分别经过高速三极管的隔离放大后驱动激光器发光，生成与原始电平信号相对应的光信号，避免了第一电平信号与第二电平信号相互之间的干扰。图7为图6所示实施例的时序示意图，图8为图6所示实施例中激光器输出眼图的示意图；如图6所示，第一电平信号、第二电平信号均为0时，激光器的输出光功率为0单位，当第一电平信号与第二电平信号中的一个为1、另一个为0时，则激光器的输出光功率为1单位，当第一电平信号与第二电平信号均为1时，激光器输出功率为2单位，从而实现了编码过程的C[i] =M[i]+M[i-l]，激光器输出眼图如图7所示，通过图7可知，激光器输出共有三种状态0、1、2，而三种状态(0、1、幻与两种状态(0、1)相比，降低了激光器的调制带宽，因此可以采用低速的激光器进行调制，降低了激光器的成本。此外，由于是ONU侧，需要对激光器的开启关断做快速切换。图9为本发明信号处理方法另一个实施例的流程示意图，如图9所示，本实施例的信号处理方法可以应用在OLT中，其可使得所述OLT接收ONU发送的双二进制光信号并对其进行译码，从而恢复出原始的数据信号。具体而言，所述信号处理方法可以包括如下步骤步骤801、接收双二进制光信号，并将接收到的双二进制光信号转换成电信号；步骤802、将电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列；步骤803、将第一二进制序列与第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号。本发明实施例提供的信号处理方法，通过将电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列，将第一二进制序列与第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号，完成了原始数据速率的恢复，因此在现有激光器器件的基础上提高了 PON网络中的数据传输速率。图10为本发明信号处理方法再一个实施例的流程示意图，如图10所示，本发明实施例包括如下步骤步骤901、通过光信号检测器将接收到的光信号转换成电流信号；
步骤902、将该电流信号经过跨阻放大器转换成电压信号；步骤903、将该电压信号通过第一限幅放大器的负极与第一参考电平进行比较，得到第一二进制序列；步骤904、将该电压信号通过第二限幅放大器的正极与第二参考电平进行比较，得到第二二进制序列；步骤905、将第一二进制序列与第二二进制序列经过与门处理后恢复出原始电平信号。本发明实施例提供的信号处理方法，通过将电信号分别与第一参考电平和第二参考电平进行比较后生成第一二进制序列和第二二进制序列，实现了从三电平到二进制信号的转换，完成了数据速率的恢复，因此在现有激光器器件的基础上提高了 PON网络中的数据传输速率。在上述图10所示实施例的基础上，还包括将电压信号通过阈值重建电路获取第一参考电平与第二参考电平，其中，第一参考电平与第一限幅放大器的正极(+)相连接，第二参考电平与第二限幅放大器的负极(_)相连接。基于以上信号处理方法，本发明实施例还进一步提供一种信号处理装置。图11为本发明信号处理装置另一个实施例的结构示意图，如图11所示，本实施例中的信号处理装置具体可以为0LT，本实施例包括光电转换模块11、比较模块12、译码模块13 ；其中，光电转换模块11将接收到的双二进制光信号转换成电信号；比较模块12 将所述电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列；译码模块13将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号。本发明实施例提供的信号处理装置，通过比较模块12将电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列，译码模块13将第一二进制序列与第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号，完成了数据速率的恢复，因此在现有激光器器件的基础上提高了 PON网络中的数据传输速率。图12为本发明信号处理装置再一个实施例的结构示意图，如图12所示，本实施例包括光电转换模块21、比较模块22、译码模块23、获取模块M ；其中，光电转换模块21将接收到的双二进制光信号转换成电信号；比较模块22 将所述电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列；译码模块23将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号；获取模块M将所述电压信号通过阈值重建电路获取第一参考电平与第二参考电平，所述第一参考电平与所述第一限幅放大器的正极相连接，所述第二参考电平与所述第二限幅放大器的负极相连接。进一步地，光电转换模块21还可以包括第一转换单元211、第二转换单元212 ； 其中，第一转换单元211通过光信号检测器将接收到的光信号转换成电流信号；第二转换单元212将所述电流信号经过跨阻放大器转换成电压信号。进一步地，比较模块22还可以包括第一比较单元221、第二比较单元222、处理单元223 ；其中，第一比较单元221将所述电压信号通过第一限幅放大器的负极与所述第一参考电平进行比较，得到第一二进制序列；第二比较单元222将所述电压信号通过第二限幅放大器的正极与所述第二参考电平进行比较，得到第二二进制序列；处理单元223将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列经过与门处理后恢复出原始电平信号。本发明实施例提供的信号处理装置，通过将电信号分别与第一参考电平和第二参考电平进行比较后生成第一二进制序列和第二二进制序列，实现了从三电平到二进制信号的转换，完成了数据速率的恢复，因此在现有激光器器件的基础上提高了 PON网络中的数据传输速率。图13为图12所示实施例所适用的电路结构示意图，如图13所示，光电信号检测器31将接收到的双二进制光信号转换成电流信号，将该电流信号经过跨阻放大器32后转换成电压信号，将该电压信号分别送给第一限幅放大器33的负极(_)、第二限幅放大器34 的正极(+)，由于第一限幅放大器33的正极(+)接由阈值重建电路36根据跨阻放大器32 输出的电压信号生成的第一参考电平，第二限幅放大器34的负极(-)接由阈值重建电路36 根据跨阻放大器32输出的电压信号生成的第二参考电平，当跨阻放大器32的输出信号为 0时，第一限幅放大器33的输出C = 1，第二限幅放大器34的输出D = 0，将C与D经过与门35相与后输出E = 0 ；当跨阻放大器32的输出信号为1时，第一限幅放大器33的输出C =1，第二限幅放大器34的输出D = 1，将C与D经过与门35相与后输出E= 1，当跨阻放大器32的输出为2时，第一限幅放大器33的输出C = 0，第二限幅放大器34的输出D = 1，将C与D经过与门35相与后输出E = 0，即只有当跨阻放大器32的输入信号为1时，与门35的输出为1，跨阻放大器32的输入信号为0和2时与门35的输出均为0，从而实现了从三电平到两电平的转换，将与门35的输出送入时钟数据恢复电路37，时钟数据恢复电路 37在速率加倍的情况下恢复了原始的数据速率。图14为图13所示实施例中阈值重建电路的一个结构示意图，如图14所示，跨阻放大器的输出送给阈值重建电路(decision abstract) 40作为阈值重建电路40的输入信号，阈值重建电路40包括峰值检测电路(TD)41，均值检测电路(AD)42、第一放大器 43(A1)、第二放大器(A》44、第三放大器(A;3)45 ；其中，峰值检测电路(TD)41用于检测输入信号顶部电平的大小，均值检测电路(AD)42用于检测输入信号的平均值。峰值检测电路41检测阈值重建电路40的输入信号，得到该输入信号的顶部电平 Vp，均值检测电路42检测阈值重建电路40的输入信号的平均值，得到该输入信号的平均值Va，将峰值检测电路41的顶部电平Vp与均值检测电路42的平均值Va送给第一放大器 (Al) 43，则第一放大器43输出为两者差值的二分之一，即0. 5 X (Vp-Va)，将该第一放大器 (Al) 43的输出0. 5 X (Vp-Va)和均值检测电路42的输出Va送给第二放大器(A2)44，得到第
一参考电压+V。ffsrt = Va+0. 5 X (Vp-Va)，将第一放大器(Al) 43的输出|(Fp 和均值检测
电路的输出Va —起送给第三放大器(Α3)45，得到-Voffset = V-0. 5Χ (Vp-Va)；此外，在时隙结束时，从介质访问控制(Media Access Control，简称MAC)发出用于控制峰值检测电路 41进行复位的控制信号，为获取下一个时隙的第一参考电平与第二参考电平做好准备。图15为图13所示实施例中阈值重建电路的又一个结构示意图，图13所示实施例中的阈值重建电路也可以对阈值重建电路50的输入信号采用顶部检测和底部检测的方法；具体地，峰值检测电路51的顶部电平Vp，谷值检测电路52的谷值电平\，将顶部电平Vp与谷值电平Vb送给第一放大器(Al) 53的输入端，则第一放大器53的输出为顶部电平Vp与谷值电平Vb的差值的四分之一，即0. 25 X (Vp-Vb)，将第一放大器(Al) 53的输出0. 25X (Vp-Vb)和谷值电平Vb送给第二放大器(A2)M得到第一参考电平+V。ffset = Vb+0. 75 X (Vp-Vb)，将第一放大器(Al) 53 的输出 +Voffset = Vb+0. 75 X (Vp-Vb)和谷值电平 Vb 送给第三放大器(A3) 55得到第二参考电平_V。ffset = Vb+0. 25 X (Vp-Vb)；此外，MAC送来的复位信号对峰值检测电路51和谷值检测电路52同时复位，为获取下一个时隙的第一参考电平与第二参考电平做好准备。进一步地，本发明实施例还提供一种信号处理系统，所述信号处理系统可以为PON 系统。图16为本发明信号处理系统实施例的结构示意图，如图16所示，本实施例包括第一信号处理装置61、第二信号处理装置62 ；其中，所述第一信号处理装置61可以为ONU的发射设备，所述第二信号处理装置可以为OLT的接收设备。为便于理解，图16仅是示意性地画出一第一信号处理装置，应当理解，在具体实施PON系统中，所述第一信号处理装置可以为多个，且所述多个第一信号处理装置可以通过光纤网络连接到所述第二信号处理装置。其中，第一信号处理装置61，用于将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，将所述第一电平信号与所述第二电平信号同时驱动激光器， 以使所述激光器生成双二进制光信号，并将所述双二进制光信号发送给第二信号处理装置 62，其中，所述第一电平信号的时钟相位与所述第二电平信号的时钟相位相差180度；第二信号处理装置62将从第一信号处理装置61接收到的双二进制光信号转换成电信号，将所述电信号与电平偏移量进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列， 将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号。本发明实施例提供的信号处理系统，通过第一信号处理装置61将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，形成双二进制的电平信号，由于第一电平信号的时钟相位与第二电平信号的时钟相位相差180度，形成了双二进制的电平信号，通过将该第一电平信号与第二电平信号驱动激光器，使得激光器生成并输出的双二进制光信号携带的信息速率提高了一倍，因此实现了在现有激光器器件的基础上提高了 PON网络中的数据传输速率；通过第二信号处理装置62将电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列，将第一二进制序列与第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号，实现了从三电平到二进制信号的转换，完成了数据速率的恢复。作为本发明实施例的一个应用，所述第一信号处理装置61可以采用图4和图5所示实施例作为ONU的发射设备，所述第一信号处理装置61可以采用图11和图12所述实施例作为OLT的接收设备。为了更清楚的说明本发明实施例如何实现将接收到的光信号恢复出原始数据，下面结合本发明实施例的仿真结果进行示例性说明；图17为本发明实施例限幅放大器的输入信号的时序波形示意图，图18为图17所示时序波形的频谱示意图；图19为本发明实施例限幅放大器的输出信号的时序波形示意图，图20为图19所示时序波形的频谱示意图；如图17所示，限幅放大器的输入信号共有三种状态0、1、2 ；如图18所示，该三种状态对应频谱带宽为2. 5GHz (赫兹)；经过限幅放大器后，如图19所示，限幅放大器的输出信号共有两种状态0、1 ；如图20，该两种状态对应的频谱带宽为5GHz (赫兹)，使得本发明实施例可以采用低速率的激光驱动器(LDD)和激光器来对高速数字信号进行调制、传输；并在接收端将完成数据速率的恢复。图21为本发明实施例一个传输函数的示意图，如图21所示，本发明实施例所采用的双限幅放大器(第一限幅放大器、第二限幅放大器)、双门限(第一参考电平、第二参考电平)、三电平输入(0、1、幻对应的传输函数相当于一个整流器与平方律检波电路，并且经过限幅放大器之后，输出信号的频谱带宽恢复到了 5GHZ (赫兹)。进一步地，上述本发明实施例，将要发射的高速信号经过预编码后分成两路速率减半的信号(即第一电平信号与第二电平信号)，将这两路信号同时去驱动调制同一个激光器，因此使得从激光器发射出去的光信号的带宽减半；本发明实施例，通过利用低速的激光器和驱动器，完成了高速信号的调制、传输；在接收端可采用低速的光电检测器件(例如雪崩光电二极管(Avalanche Wiotodetector，简称APD)或者PIN管)将光信号转换成电信号，经过跨阻放大器(TIA)将由光电检测器件产生的电流信号转换成电压信号后送给第一限幅放大器与第二限幅放大器进行限幅放大，两个参考电平进行限幅放大，完成了数据速率的恢复，使得限幅放大后的带宽是限幅前的两倍。此外，由于光物理层成本主要由光器件价格决定，并且光通信设备中的光器件成本对数据传输速率很敏感，现有的IOG的激光器器件价格是IG的激光器器件价格的30倍左右，而电芯片价格对数据传输速率并不敏感，因此通过采用本发明实施例的技术方案，在基于双二进制编码的基础上将数据传输速率提升一倍，但光器件的成本保持不变。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、 设备、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。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程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种信号处理方法，其特征在于，包括将原始电平信号进行预编码，形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，所述第一电平信号的时钟相位与所述第二电平信号的时钟相位相差180度；利用所述第一电平信号与所述第二电平信号同时驱动激光器，以使所述激光器生成并发送双二进制光信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号包括采用异或门将原始电平信号与所述异或门的前一个输出结果相异或，得到预编码后的电平信号；将所述预编码后的电平信号送入第一 D触发器，输出第一电平信号，所述第一 D触发器的时钟频率为所述原始电平信号的数据速率的一半；将所述预编码后的电平信号送入第二 D触发器，输出第二电平信号，所述第二 D触发器的时钟频率为所述原始电平信号的数据速率的一半，且，所述第二 D触发器采用的时钟与所述第一 D触发器采用的时钟之间的相位相差180度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用所述第一电平信号与所述第二电平信号同时驱动激光器包括采用所述第一电平信号和第二电平信号分别控制连接在激光器的阴极的第一三极管和第二三极管的状态，以驱动所述激光器的阴极，且所述第一三极管与第二三极管用于使所述第一电平信号和第二电平信号相互电隔离。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述生成双二进制光信号包括通过电源驱动所述激光器的阳极；通过所述第一三极管和第二三极管控制所述激光器的驱动电流与所述第一电平信号和第二电平信号相加之和相对应，并使所述激光器根据所述驱动电流生成双二进制的光信号。
5.一种信号处理装置，其特征在于，包括预编码模块，用于将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，所述第一电平信号的时钟相位与所述第二电平信号的时钟相位相差180度；光信号生成模块，用于利用所述第一电平信号与所述第二电平信号同时驱动激光器， 以使所述激光器生成双二进制光信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预编码模块包括预编码单元，用于采用异或门将原始电平信号与所述异或门的前一个输出结果相异或，得到预编码后的电平信号；第一处理单元，用于将所述预编码后的电平信号送入第一 D触发器，输出第一电平信号，所述第一D触发器的时钟频率为所述原始电平信号的数据速率的一半；第二处理单元，用于将所述预编码后的电平信号送入第二 D触发器，输出第二电平信号，所述第二 D触发器的时钟频率为所述原始电平信号的数据速率的一半，其中所述第二 D 触发器采用的时钟与所述第一 D触发器采用的时钟之间的相位相差180度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述光信号生成模块包括电隔离驱动单元，用于将所述第一电平信号与所述第二电平信号分别通过第一三极管与第二三极管同时驱动所述激光器的阴极，使所述第一电平信号与所述第二电平信号的相互电隔离；电源驱动单元，用于通过电源驱动所述激光器的阳极；光信号生成单元，用于通过所述激光器输出与所述第一电平信号和第二电平信号相加之和相对应电流信号相对应的光信号。
8.一种信号处理方法，其特征在于，包括将接收到的双二进制光信号转换成电信号；将所述电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列；将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将接收到的双二进制光信号转换成电信号包括通过光信号检测器将接收到的双二进制光信号转换成电流信号；将所述电流信号经过跨阻放大器转换成电压信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，两个参考电平为第一参考电平与第二参考电平，所述将所述电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列包括将所述电压信号通过第一限幅放大器的负极与所述第一参考电平进行比较，得到第一二进制序列；将所述电压信号通过第二限幅放大器的正极与所述第二参考电平进行比较，得到第二二进制序列；将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列经过与门处理后恢复出原始电平信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将所述电压信号通过阈值重建电路获取第一参考电平与第二参考电平，所述第一参考电平与所述第一限幅放大器的正极相连接，所述第二参考电平与所述第二限幅放大器的负极相连接。
12.—种信号处理装置，其特征在于，包括光电转换模块，用于将接收到的双二进制光信号转换成电信号；比较模块，用于将所述电信号与两个参考电平分别进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列；译码模块，用于将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述光电转换模块包括第一转换单元，用于通过光信号检测器将接收到的双二进制光信号转换成电流信号；第二转换单元，用于将所述电流信号经过跨阻放大器转换成电压信号。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，两个参考电平为第一参考电平与第二参考电平，所述比较模块包括第一比较单元，用于将所述电压信号通过第一限幅放大器的负极与所述第一参考电平进行比较，得到第一二进制序列；第二比较单元，用于将所述电压信号通过第二限幅放大器的正极与所述第二参考电平进行比较，得到第二二进制序列；处理单元，用于将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列经过与门处理后恢复出原始电平信号。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括获取模块，用于将所述电压信号通过阈值重建电路获取第一参考电平与第二参考电平，所述第一参考电平与所述第一限幅放大器的正极相连接，所述第二参考电平与所述第二限幅放大器的负极相连接。
16.一种信号处理系统，其特征在于，包括第一信号处理装置、第二信号处理装置； 所述第一信号处理装置，用于将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，利用所述第一电平信号与所述第二电平信号驱动激光器，以使所述激光器生成双二进制光信号，并将所述双二进制光信号发送给第二信号处理装置，其中所述第一电平信号的时钟相位与所述第二电平信号的时钟相位相差180度；所述第二信号处理装置，用于将从所述第一信号处理装置接收到的双二进制光信号转换成电信号，将所述电信号与电平偏移量进行比较后生成第一二进制序列与第二二进制序列，将所述第一二进制序列与所述第二二进制序列通过与门相与恢复出原始电平信号。
全文摘要
本发明实施例涉及一种信号处理方法、装置及系统，其中方法包括将原始电平信号进行预编码形成速率减半的第一电平信号和第二电平信号，所述第一电平信号的时钟相位与所述第二电平信号的时钟相位相差180度；利用所述第一电平信号与所述第二电平信号同时驱动激光器，以使所述激光器生成并发送双二进制光信号。采用本发明实施例可以使得激光器输出双二进制光信号，从而使其携带的信息速率提高了一倍，因此实现了在现有激光器器件的基础上提高了PON网络中的数据传输速率。
文档编号H04L1/00GK102202245SQ20101013582
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年3月23日
发明者弗兰克·J·埃芬博格, 李泽彬 申请人:华为技术有限公司