一种接收机的制作方法

文档序号:16169684发布日期:2018-12-07 21:51阅读:259来源:国知局
一种接收机的制作方法

本发明涉及通信领域,尤其涉及一种接收机。



背景技术:

随着网络应用的不断发展,人们对通信容量的要求不断增加,光通信网络的传输速率成倍增长。不论是低成本的直接检测光通信系统还是基于相干接收机的相对高成本的相干检测通信系统,都要求更低的成本实现更大容量的传输。

在现有的直接检测光通信系统中更多的强调系统的成本低廉,用尽量少的成本代价实现尽可能高的传输容量。直接检测光通信系统中的光信号存在信号自身不同频率成分间的拍频干扰,也即信号间的拍频干扰(SSBI,Signal-to-Signal Beat Interference),从而降低了直接检测光通信系统的传输性能。

为了消除SSBI以实现更高的传输容量,在通过数字信号处理(DSP,Digital Signal Processing)技术实现的直接检测光通信系统中,接收机将接收到的光信号送入DSP处理单元,DSP处理单元通过一定的算法计算出光信号中SSBI的大小,根据计算结果从光信号中减去SSBI,从而得到消除SSBI的光信号。

但是,上述通过DSP技术接收光信号并消除SSBI的方法,并不是针对双偏振系统的,无法实现双偏振信号的接收以及双偏振信号中SSBI的消除。



技术实现要素:

本发明实施例中提供了一种接收机,能够实现双偏振信号的接收,且能够消除双偏振信号中的SSBI。

第一方面,提供一种接收机,包括:

信号获取单元,用于接收双偏振信号和本振,分别对所述双偏振信号和本振进行偏振分束处理,得到所述双偏振信号分别在X和Y偏振方向上的信号、以及本振分别在X和Y偏振方向上的信号;

信号分集单元,与所述信号获取单元连接,用于对所述双偏振信号在X偏振方向上的信号和本振在X偏振方向上的信号进行耦合处理,得到具有不同移相的X偏振方向上的耦合信号;还用于对所述双偏振信号在Y偏振方向上的信号和本振在Y偏振方向上的信号进行耦合处理,得到具有不同移相的Y偏振方向上的耦合信号;

信号合并单元,与所述信号分集单元连接,用于将一个在X偏振方向上的耦合信号与一个在Y偏振方向上的耦合信号作为一组进行信号合并,得到合并信号,将所述合并信号转换成电信号;

数字信号获取单元,与所述信号合并单元连接,用于接收信号合并单元输出的电信号,根据接收到的电信号生成双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号以及双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号。

结合第一方面,在第一方面第一种可能的实现方式中,所述信号获取单元包括:

第一偏振分束器PBS,输入端接收双偏振信号,所述第一PBS的第一输出端输出双偏振信号在X偏振方向上的信号,所述第一PBS的第二输出端输出双偏振信号在Y偏振方向上的信号;

第二PBS,输入端接收本振,所述第二PBS的第一输出端输出本振在X偏振方向上的信号,所述第二PBS的第二输出端输出本振在Y偏振方向上的信号。

结合第一方面第一种可能的实现方式,在第一方面第二种可能的实现方式中,所述信号分集单元包括:

第一保偏光耦合器PMOC,第一输入端连接所述第一PBS的第一输出端,接收双偏振信号在X偏振方向上的信号,第二输入端连接所述第二PBS的第一输出端,接收本振在X偏振方向上的信号,第一输出端连接第二PMOC的输入端,向第二PMOC输出第一信号,所述第一信号为第二输出端连接第一衰减器的输入端,向第一衰减器输出第二信号,所述第二信号为第二PMOC的第一输出端输出第一耦合信号,所述第一耦合信号为第二输出端输出第二耦合信号,所述第二耦合信号为第一衰减器的输出端输出第三耦合信号,所述第三耦合信号为

第三PMOC,第一输入端连接所述第一PBS的第二输出端,接收双偏振信号在Y偏振方向上的信号,第二输入端连接所述第二PBS的第二输出端,接收本振在Y偏振方向上的信号,第一输出端连接第二衰减器的输入端,向第二衰减器输出第三信号,所述第三信号为第二输出端连接第四PMOC的输入端,向第四PMOC输出第四信号,所述第四信号为第二衰减器的输出端输出第四耦合信号,所述第四耦合信号为第四PMOC的第一输出端输出第五耦合信号,所述第五耦合信号为第二输出端输出第六耦合信号,所述第六耦合信号为

为双偏振信号在X偏振方向上的信号,为双偏振信号在Y偏振方向上的信号,为本振在X偏振方向上的信号,为本振在Y偏振方向上的信号。

结合第一方面第二种可能的实现方式,在第一方面第三种可能的实现方式中,所述信号合并单元包括:

第一偏振合束器PBC,第一输入端连接第二PMOC的第一输出端,接收第一耦合信号,第二输入端连接第二衰减器的输出端,接收第四耦合信号,输出端连接第一光电探测器PD的输入端,向第一PD输出第一合并信号,所述第一合并信号为所述第一耦合信号和第四耦合信号相加;

第二PBC,第一输入端连接第二PMOC的第二输出端,接收第二耦合信号,第二输入端连接第四PMOC的第一输出端,接收第五耦合信号,输出端连接第二PD的输入端,向第二PD输出第二合并信号,所述第二合并信号为所述第二耦合信号和第五耦合信号相加;

第三PBC,第一输入端连接第一衰减器的输出端,接收第三耦合信号,第二输入端连接第四PMOC的第二输出端,接收第六耦合信号,输出端连接第三PD的输入端,向第三PD输出第三合并信号,所述第三合并信号为第三耦合信号和第六耦合信号相加;

所述第一PD,输出端输出第一合并信号的电信号;

所述第二PD,输出端输出第二合并信号的电信号;

所述第三PD,输出端输出第三合并信号的电信号。

结合第一方面第三种可能的实现方式,在第一方面第四种可能的实现方式中,所述数字信号获取单元包括:

第一转换器,用于将接收到的合并信号的电信号分别转换成合并信号的数字信号;

第一处理器,所述第一处理器连接第一转换器的输出端,用于将第一转换器输出的第一合并信号至第三合并信号的电信号的数字信号依次两两相减,得到双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号和双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号。

结合第一方面第三种可能的实现方式,在第一方面第五种可能的实现方式中,所述信号合并单元还用于:

将第一合并信号的电信号与第二合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上的电信号;将第二合并信号的电信号与第三合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上的电信号;

所述数字信号获取单元包括:

第二转换器,用于将所述双偏振信号在X偏振方向上的电信号和双偏振信号在Y偏振方向上的电信号分别转换成数字信号。

结合第一方面第五种可能的实现方式,在第一方面第六种可能的实现方式中,所述信号合并单元还具体包括:

第一减法器,正输入端连接第一PD的输出端,输入第一合并信号的电信号,负输入端连接第二PD的输出端,输入第二合并信号的电信号,输出端输出双偏振信号在Y偏振方向上的电信号;

第二减法器,正输入端连接第二PD的输出端,输入第二合并信号的电信号,负输入端连接第三PD的输出端,输入第三合并信号的电信号,输出端输出双偏振信号在X偏振方向上的电信号。

结合第一方面第一种可能的实现方式,在第一方面第七种可能的实现方式中,所述信号分集单元包括:

第一光混合器,第一输入端连接所述第一PBS的第一输出端,接收双偏振信号在X偏振方向上的信号,第二输入端连接所述第二PBS的第一输出端,接收本振在X偏振方向上的信号,第一输出端连接第五PMOC的输入端,向第五PMOC输出第五信号,所述第五信号为第二输出端连接第三衰减器的输入端,向第三衰减器输出第六信号,所述第六信号为第三输出端连接第六PMOC的输入端,向第六PMOC输出第七信号,所述第七信号为第四输出端连接第四衰减器的输入端,向第四衰减器输出第八信号,所述第八信号为第五PMOC的第一输出端输出第七耦合信号,所述第七耦合信号为第二输出端输出第八耦合信号,所述第八耦合信号为第三衰减器的输出端输出第九耦合信号,所述第九耦合信号为第六PMOC的第一输出端输出第十耦合信号,所述第十耦合信号为第二输出端输出第十一耦合信号,所述第十一耦合信号为第四衰减器的输出端输出第十二耦合信号,所述第十二耦合信号为

第二光混合器,第一输入端连接所述第一PBS的第二输出端,接收双偏振信号在Y偏振方向上的信号,第二输入端连接所述第二PBS的第二输出端,接收本振在Y偏振方向上的信号,第一输出端连接第五衰减器的输入端,向第五衰减器输出第九信号,所述第九信号为第二输出端连接第七PMOC的输入端,向第七PMOC输出第十信号,所述第十信号为第三输出端连接第六衰减器的输入端,向第六衰减器输出第十一信号,所述第十一信号为第四输出端连接第八PMOC的输入端,向第八PMOC输出第十二信号,所述第十二信号为第五衰减器的输出端输出第十三耦合信号,所述第十三耦合信号为第七PMOC的第一输出端输出第十四耦合信号,所述第十四耦合信号为第二输出端输出第十五耦合信号,所述第十五耦合信号为第六衰减器的输出端输出第十六耦合信号,所述第十六耦合信号为第八PMOC的第一输出端输出第十七耦合信号,所述第十七耦合信号为第二输出端输出第十八耦合信号,所述第十八耦合信号为

为双偏振信号在X偏振方向上的信号,为双偏振信号在Y偏振方向上的信号,为本振在X偏振方向上的信号,为本振在Y偏振方向上的信号。

结合第一方面第七种可能的实现方式,在第一方面第八种可能的实现方式中,所述信号合并单元包括:

第四PBC,第一输入端连接第五PMOC的第一输出端,接收第七耦合信号,第二输入端连接第五衰减器的输出端,接收第十三耦合信号,输出端连接第四PD的输入端,向第四PD输出第四合并信号,所述第四合并信号为所述第七耦合信号和第十三耦合信号相加;

第五PBC,第一输入端连接第五PMOC的第二输出端,接收第八耦合信号,第二输入端连接第七PMOC的第一输出端,接收第十四耦合信号,输出端连接第五PD的输入端,向第五PD输出第五合并信号,所述第五合并信号为所述第八耦合信号和第十四耦合信号相加;

第六PBC,第一输入端连接第三衰减器的输出端,接收第九耦合信号,第二输入端连接第七PMOC的第二输出端,接收第十五耦合信号,输出端连接第六PD的输入端,向第六PD输出第六合并信号,所述第六合并信号为所述第九耦合信号和第十五耦合信号相加;

第七PBC,第一输入端连接第六PMOC的第一输出端,接收第十耦合信号,第二输入端连接第四衰减器的输出端,接收第十六耦合信号,输出端连接第七PD的输入端,向第七PD输出第七合并信号,所述第七合并信号为所述第十耦合信号和第十六耦合信号相加;

第八PBC,第一输入端连接第六PMOC的第二输出端,接收第十一耦合信号,第二输入端连接第八PMOC的第一输出端,接收第十七耦合信号,输出端连接第八PD的输入端,向第八PD输出第八合并信号,所述第八合并信号为所述第十一耦合信号和第十七耦合信号相加;

第九PBC,第一输入端连接第四衰减器的输出端,接收第十二耦合信号,第二输入端连接第八PMOC的第二输出端,接收第十八耦合信号,输出端连接第九PD的输入端,向第九PD输出第九合并信号,所述第九合并信号为所述第十二耦合信号和第十八耦合信号相加;

第四PD,输出端输出第四合并信号的电信号;

第五PD,输出端输出第五合并信号的电信号;

第六PD,输出端输出第六合并信号的电信号;

第七PD,输出端输出第七合并信号的电信号;

第八PD,输出端输出第八合并信号的电信号;

第九PD,输出端输出第九合并信号的电信号。

结合第一方面第八种可能的实现方式,在第一方面第九种可能的实现方式中,数字信号获取单元包括:

第三转换器,用于将接收到的合并信号的电信号分别转换成数字信号;

第二处理器,所述第二处理器连接第三转换器的输出端,用于将第三转换器输出的第四合并信号的电信号的数字信号与第五合并信号的电信号的数字信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上正交分量电信号的数字信号;将第三转换器输出的第五合并信号的电信号的数字信号与第六合并信号的电信号的数字信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上正交分量电信号的数字信号;将第三转换器输出的第七合并信号的电信号的数字信号与第八合并信号的电信号的数字信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上同相分量电信号的数字信号;将第三转换器输出的第八合并信号的电信号的数字信号与第九合并信号的电信号的数字信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上同相分量电信号的数字信号。

结合第一方面第八种可能的实现方式,在第一方面第十种可能的实现方式中,所述信号合并单元还用于:

将第四合并信号的电信号与第五合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上正交分量的电信号;将第五合并信号的电信号与第六合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上正交分量的电信号;

将第七合并信号的电信号与第八合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上同相分量的电信号;将第八合并信号的电信号与第九合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上同相分量的电信号;

所述数字信号获取单元包括:

第四转换器,用于将双偏振信号在Y偏振方向上同相分量的电信号、双偏振信号在X偏振方向上同相分量的电信号、双偏振信号在Y偏振方向上正交分量的电信号和双偏振信号在X偏振方向上正交分量的电信号分别转换成数字信号。

结合第一方面第十种可能的实现方式,在第一方面第十一种可能的实现方式中,所述信号合并单元还具体包括:

第三减法器,正输入端连接第四PD的输出端,输入第四合并信号的电信号,负输入端连接第五PD的输出端,输入第五合并信号的电信号,输出端输出双偏振信号在Y偏振方向上正交分量的电信号;

第四减法器,正输入端连接第五PD的输出端,输入第五合并信号的电信号,负输入端连接第六PD的输出端,输入第六合并信号的电信号,输出端输出双偏振信号在X偏振方向上正交分量的电信号;

第五减法器,正输入端连接第七PD的输出端,输入第七合并信号的电信号,负输入端连接第八PD的输出端,输入第八合并信号的电信号,输出端输出双偏振信号在Y偏振方向上同相分量的电信号;

第六减法器,正输入端连接第八PD的输出端,输入第八合并信号的电信号,负输入端连接第九PD的输出端,输入第九合并信号的电信号,输出端输出双偏振信号在X偏振方向上同相分量的电信号。

结合第一方面,和/或第一方面第一种可能的实现方式,和/或第一方面第二种可能的实现方式,和/或第一方面第三种可能的实现方式,和/或第一方面第四种可能的实现方式,和/或第一方面第五种可能的实现方式,在第一方面第十二种可能的实现方式中,还包括:

第三处理器,用于接收双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号以及双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号,通过以下矩阵对所述X偏振方向上电信号的数字信号以及Y偏振方向上电信号的数字信号进行处理,得到双偏振信号的解调结果:

其中,a为信号偏振坐标与PBS坐标存在的角度差。

第二方面,提供一种接收机,包括:

信号获取单元,用于接收双偏振信号,对所述双偏振信号进行偏振分束处理,得到所述双偏振信号分别在X和Y偏振方向上的信号;

信号转换单元,与所述信号获取单元连接,用于将所述双偏振信号分别在X和Y偏振方向上的信号分别转换为电信号;

数字信号转换单元,与所述信号转换单元连接,用于将所述信号转换单元输出的电信号分别转换成数字信号;

其中,所述双偏振信号中每3帧数据为一个单元,3帧数据的结构依次包括:和和和为双偏振信号在X偏振方向上的信号,为双偏振信号在Y偏振方向上的信号。

结合第二方面,在第二方面第一种可能的实现方式中,所述信号获取单元包括:

所述第三偏振分束器PBS的输入端接收双偏振信号,所述第三PBS的第一输出端输出双偏振信号在X偏振方向上的信号,所述第三PBS的第二输出端输出双偏振信号在Y偏振方向上的信号。

结合第二方面第一种可能的实现方式,在第二方面第二种可能的实现方式中,所述信号转换单元包括:

第十光电探测器PD,输入端与第三PBS的第一输出端连接,接收双偏振信号在X偏振方向上的信号,输出端输出双偏振信号在X偏振方向上的信号的电信号;

第十一PD,输入端与第三PBS的第二输出端连接,接收双偏振信号在Y偏振方向上的信号,输出端输出双偏振信号在Y偏振方向上的信号的电信号。

结合第二方面第二种可能的实现方式,在第二方面第三种可能的实现方式中,所述数字信号转换单元包括:

第十模数转换器ADC,输入端与第十PD的输出端连接,将双偏振信号在X偏振方向上的信号的电信号转换成数字信号;

第十一ADC,输入端与第十一PD的输出端连接,将双偏振信号在Y偏振方向上的信号的电信号转换成数字信号。

应用本发明实施例提供的技术方案,信号获取单元,用于接收双偏振信号和本振,分别对所述双偏振信号和本振进行偏振分束处理,得到所述双偏振信号分别在X和Y偏振方向上的信号、以及本振分别在X和Y偏振方向上的信号;信号分集单元,与所述信号获取单元连接,用于对所述双偏振信号在X偏振方向上的信号和本振在X偏振方向上的信号进行耦合处理,得到具有不同移相的X偏振方向上的耦合信号;还用于对所述双偏振信号在Y偏振方向上的信号和本振在Y偏振方向上的信号进行耦合处理,得到具有不同移相的Y偏振方向上的耦合信号;信号合并单元,与所述信号分集单元连接,用于将一个在X偏振方向上的耦合信号与一个在Y偏振方向上的耦合信号作为一组进行信号合并,得到合并信号,将所述合并信号转换成电信号;数字信号获取单元,与所述信号合并单元130连接,用于接收信号合并单元输出合并信号的电信号,根据接收到的电信号生成双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号以及双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号。从而实现了双偏振信号的接收,且通过信号获取单元、信号分集单元和信号合并单元对双偏振信号和本振的处理,消除了双偏振信号中的SSBI。

附图说明

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它的附图。

图1为本发明实施例接收机的一种实现结构示意图;

图2为本发明实施例接收机的第二种实现结构示意图;

图2A为本发明实施例接收机第三种实现结构示意图;

图3为本发明实施例接收机的第四种实现结构示意图;

图4为本发明实施例接收机的第五种实现结构示意图;

图4A为本发明实施例光混合器一种实现结构示意图;

图4B为本发明实施例接收机的第六种实现结构示意图;

图5为本发明实施例接收机的第七种实现结构示意图;

图6为本发明实施例接收机的第八种实现结构示意图。

具体实施方式

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、完整的描述,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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

参见图1,为本发明实施例接收机的结构示意图,该接收机100包括:

信号获取单元110,用于接收双偏振信号和本振,分别对所述双偏振信号和本振进行偏振分束处理,得到所述双偏振信号分别在X和Y偏振方向上的信号、以及本振分别在X和Y偏振方向上的信号;

信号分集单元120,与所述信号获取单元110连接,用于对所述双偏振信号在X偏振方向上的信号和本振在X偏振方向上的信号进行耦合处理,得到具有不同移相的X偏振方向上的耦合信号;还用于对所述双偏振信号在Y偏振方向上的信号和本振在Y偏振方向上的信号进行耦合处理,得到具有不同移相的Y偏振方向上的耦合信号;

信号合并单元130,与所述信号分集单元120连接,用于将一个在X偏振方向上的耦合信号与一个在Y偏振方向上的耦合信号作为一组进行信号合并,得到合并信号,将所述合并信号转换成电信号;

数字信号获取单元140,与所述信号合并单元130连接,用于接收信号合并单元130输出的合并信号的电信号,根据接收到的电信号生成双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号以及双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号。

本实施例中,信号获取单元,用于接收双偏振信号和本振,分别对所述双偏振信号和本振进行偏振分束处理,得到所述双偏振信号分别在X和Y偏振方向上的信号、以及本振分别在X和Y偏振方向上的信号;信号分集单元,与所述信号获取单元连接,用于对所述双偏振信号在X偏振方向上的信号和本振在X偏振方向上的信号进行耦合处理,得到具有不同移相的X偏振方向上的耦合信号;还用于对所述双偏振信号在Y偏振方向上的信号和本振在Y偏振方向上的信号进行耦合处理,得到具有不同移相的Y偏振方向上的耦合信号;信号合并单元,与所述信号分集单元连接,用于将一个在X偏振方向上的耦合信号与一个在Y偏振方向上的耦合信号作为一组进行信号合并,得到合并信号,将所述合并信号转换成电信号;数字信号获取单元,与所述信号合并单元连接,用于接收信号合并单元输出合并信号的电信号,根据接收到的电信号生成双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号以及双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号。从而实现了双偏振信号的接收,且通过信号获取单元、信号分集单元和信号合并单元对双偏振信号和本振的处理,消除了双偏振信号中的SSBI;而且,接收机通过硬件实现,器件成本不高,且处理速度快,能够满足实时应用。

参见图2,为本发明实施例接收机的一种实现结构示意图,该接收机200中,由第一偏振分束器(PBS,Polarization Beam Splitter)211和第二PBS212构成信号获取单元,由第一保偏光耦合器(PMOC,Polarization Maintaining Optical Coupler)221~第四PMOC224、第一衰减器231以及第二衰减器232构成信号分集单元,由第一偏振合束器(PBC,Polarization Beam Combiner)241~第三PBC243、第一光电探测器(PD,Photoelectric Detector)251~第三PD253、第一减法器261和第二减法器262构成信号合并单元,第一模数转换器(ADC,Analog-to-Digital Converter)271和第二ADC272构成数字信号获取单元;其中,

第一PBS211的输入端接收双偏振信号,对双偏振信号进行偏振分束处理,第一PBS211的第一输出端连接第一PMOC221的第一输入端,向第一PMOC221输出双偏振信号在X偏振方向上的信号,第一PBS211的第二输出端连接第三PMOC223的第一输入端,向第三PMOC223输出双偏振信号在Y偏振方向上的信号;

第二PBS212的输入端接收本振,对本振进行偏振分束处理,第二PBS212的第一输出端连接第一PMOC221的第二输入端,向第一PMOC221输出本振在X偏振方向上的信号,第二PBS212的第二输出端连接第三PMOC223的第二输入端,向第三PMOC223输出本振在Y偏振方向上的信号;

第一PMOC221用于对输入的双偏振信号在X偏振方向上的信号和本振在X偏振方向上的信号进行耦合处理,第一PMOC221的第一输出端连接第二PMOC222的输入端,向第二PMOC222输出第一信号,所述第一信号为第一PMOC221的第二输出端连接第一衰减器231的输入端,向第一衰减器231输出第二信号,所述第二信号为为双偏振信号在X偏振方向上的信号,为本振在X偏振方向上的信号;

第二PMOC222用于对输入的第一信号进行耦合处理,第二PMOC222的第一输出端连接第一PBC241的第一输入端,向第一PBC241输出第一耦合信号,所述第一耦合信号为第二输出端连接第二PBC242的第一输入端,向第二PBC242输出第二耦合信号,所述第二耦合信号为第一衰减器231用于对输入的第二信号进行功率衰减处理,第一衰减器231的输出端连接第三PBC243的第一输入端,向第三PBC243输出第三耦合信号,所述第三耦合信号为

第三PMOC223用于对输入的双偏振信号在Y偏振方向上的信号和本振在Y偏振方向上的信号进行耦合处理,第三PMOC223的第一输出端连接第二衰减器232的输入端,向第二衰减器232输出第三信号,所述第三信号为第三PMOC223的第二输出端连接第四PMOC224的输入端,向第四PMOC224输出第四信号,所述第四信号为为双偏振信号在Y偏振方向上的信号,为本振在Y偏振方向上的信号;

第二衰减器232用于对输入的第三信号进行功率衰减处理,第二衰减器232的输出端连接第一PBC241的第二输入端,向第一PBC241输出第四耦合信号,所述第四耦合信号为第四PMOC224用于对第四信号进行耦合处理,第四PMOC224的第一输出端连接第二PBC242的第二输入端,向第二PBC242输出第五耦合信号,所述第五耦合信号为第四PMOC224的第二输出端连接第三PBC243的第二输入端,向第三PBC243输出第六耦合信号,所述第六耦合信号为

第一PBC241用于对第一耦合信号和第四耦合信号进行偏振合束处理,第一PBC241的输出端连接第一PD251的输入端,向第一PD251输出第一合并信号,所述第一合并信号为所述第一耦合信号和第四耦合信号相加,具体的,第一合并信号;

第二PBC242用于对第二耦合信号和第五耦合信号进行偏振合束处理,第二PBC242的输出端连接第二PD252的输入端,向第二PD252输出第二合并信号,所述第二合并信号为所述第二耦合信号和第五耦合信号相加,具体的,第二合并信号

第三PBC243用于对第三耦合信号和第六耦合信号进行偏振合束处理,第三PBC243的输出端连接第三PD253的输入端,向第三PD253输出第三合并信号,所述第三合并信号为第三耦合信号和第六耦合信号相加,具体的,第三合并信号

第一PD251用于将第一合并信号转换成电信号,输出端与第一减法器261的正输入端连接,向第一减法器261输出第一合并信号的电信号;具体的,第一合并信号的电信号Re表示取实部;

第二PD252用于将第二合并信号转换成电信号,输出端分别与第一减法器261的负输入端和第二减法器262的正输入端连接,向第一减法器261和第二减法器262输出第二合并信号的电信号;具体的,第二合并信号的电信号

第三PD253用于将第三合并信号转换成电信号,输出端与第二减法器262的负输入端连接,向第二减法器262输出第三合并信号的电信号。具体的,第三合并信号的电信号

第一减法器261用于将第一合并信号和第二合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上的电信号,输出端连接第一ADC271的输入端,向第一ADC271输出所述双偏振信号在Y偏振方向上的电信号;具体的,双偏振信号在Y偏振方向上的电信号Im表示取虚部;

第二减法器262用于将第二合并信号和第三合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上的电信号,输出端连接第二ADC272的输入端,向第二ADC272输出所述双偏振信号在X偏振方向上的电信号;具体的,双偏振信号在X偏振方向上的电信号

第一ADC271用于将双偏振信号在Y偏振方向上的电信号转换成数字信号,得到双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号;

第二ADC272用于将双偏振信号在X偏振方向上的电信号转换成数字信号,得到双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号。

在图2所示的接收机中,第二PD252需要分别输出第二合并信号的电信号至第一减法器261和第二减法器262,由于器件本身对于电信号的功率损耗,在实际应用中,第二PD252输出至第一减法器261和第二减法器262的第二合并信号的电信号其功率往往小于第一PD251输出至第一减法器261的第一合并信号的电信号以及第三PD253输出至第二减法器262的第三合并信号的电信号,而实际上输入减法器两输入端的电信号一般需要功率相同,为此,在实际应用中可以在第二PD252的输出端与第一减法器261和第二减法器262的输入端之间设置功率均衡单元,参见图2A所示,以便增加第二PD252输出的第二合并信号的电信号的功率,使得第一减法器261和第二减法器262两个输入端接收到的是功率相同的信号。具体的,所述功率均衡单元可以通过功率放大器等实现。

参见图3,为本发明实施例接收机的另一种实现结构示意图,相对于图2所示的接收机结构,图3所示的接收机300的结构中,信号合并单元中不包括第一减法器261和第二减法器262,且数字信号获取单元包括第三ADC273~第五ADC275构成的第一转换器以及第一处理器281;

本实施例中对各个PBS、PMOC、衰减器、PBC以及PD的连接关系以及功能不再赘述,可参考图2中的相关说明,以下仅对数字信号获取单元包括的第三ADC273~第五ADC275以及第一处理器281进行说明,其中,

第一转换器用于将接收到的合并信号的电信号分别转换成数字信号;具体的,第三ADC273的输入端连接第一PD251的输出端,接收第一合并信号的电信号,将第一合并信号的电信号转换成数字信号通过输出端输出至第一处理器281;第四ADC274的输入端连接第二PD252的输出端,接收第二合并信号的电信号,将第二合并信号的电信号转换成数字信号通过输出端输出至第一处理器281;第五ADC275的输入端连接第三PD253的输出端,接收第三合并信号的电信号,将第三合并信号的电信号转换成数字信号通过输出端输出至第一处理器281;

第一处理器281用于将第一合并信号至第三合并信号的电信号的数字信号依次两两相减,得到双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号和双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号。

其中,所述第一处理器281可以通过DSP实现。

图3所示的接收机结构相对于图2所示的接收机结构,减少了2个减法器,从而降低了接收机的实现难度,且通过第一处理器281实现数字信号的相减处理,实现简单,算法复杂度极低。

对于图2和图3所示的接收机结构,其还可以进一步包括:

第三处理器,所述第三处理器与数字信号获取单元连接,用于接收数字信号获取单元输出的双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号以及双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号,通过以下矩阵对所述X偏振方向上电信号的数字信号以及Y偏振方向上电信号的数字信号进行处理,得到双偏振信号的解调结果:

其中,a为信号偏振坐标与PBS坐标存在的角度差。

通过第三处理器的处理,本发明实施例接收机可以实现双偏振信号的解调,即双偏振信号以任意角度的合偏振态进入PBS都要能实现信号的偏振解调。现对实现原理分析如下:

假定信号不存在偏振混叠,则本发明实施例接收机的系统传输矩阵H可以等效成一个常数和一个单位阵的乘积

然后,考虑主要由信号偏振坐标与PBS的坐标存在的角度差a引起的偏振混叠,则接收机的系统琼斯矩阵表达式为:

其中,Ex,out为接收机中数字信号获取单元得到的双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号,Ey,out为接收机中数字信号获取单元得到的双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号,Ex,in为接收机接收到的双偏振信号在X偏振方向上电信号的数字信号,Ex,in为接收机接收到的双偏振信号在Y偏振方向上电信号的数字信号。

因此,解偏振的琼斯矩阵为

参见图4,为本发明实施例接收机另一种实现结构示意图,在该接收机400中,信号获取单元的实现结构与图2和图3相同,这里不赘述;信号分集单元由第一光混合器421、第二光混合器422、第五PMOC431~第八PMOC434、第三衰减器441~第六衰减器444构成,信号合并单元由第四PBC451~第九PBC456、第四PD461~第九PD466、第三减法器471~第六减法器474构成,数字信号获取单元由第六ADC481~第九ADC484构成;

此时,所述信号合并单元还用于:将第四合并信号的电信号与第五合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上正交分量的电信号;将第五合并信号的电信号与第六合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上正交分量的电信号;将第七合并信号的电信号与第八合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上同相分量的电信号;将第八合并信号的电信号与第九合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上同相分量的电信号;

所述数字信号获取单元包括:

第四转换器,用于将双偏振信号在Y偏振方向上同相分量的电信号、双偏振信号在X偏振方向上同相分量的电信号、双偏振信号在在Y偏振方向上正交分量的电信号和双偏振信号在X偏振方向上正交分量的电信号分别转换成数字信号。所述第四转换器通过第六ADC481~第九ADC484构成。

参见图4,接收机的具体结构包括:

第一光混合器421的第一输入端接收双偏振信号在X偏振方向上的信号和本振在X偏振方向上的信号,对接收到的信号进行耦合移相处理,第一光混合器421的第一输出端连接第五PMOC431的输入端,向第五PMOC431输出第五信号第二输出端连接第三衰减器441的输入端,向第三衰减器441输出第六信号第三输出端连接第六PMOC432的输入端,向第六PMOC432输出第七信号第四输出端连接第四衰减器442的输入端,向第四衰减器442输出第八信号

第二光混合器422,接收双偏振信号在Y偏振方向上的信号和本振在Y偏振方向上的信号,对接收到的信号进行耦合移相处理,第二光混合器422的第一输出端连接第五衰减器443的输入端,向第五衰减器443输出第九信号第二输出端连接第七PMOC433的输入端,向第七PMOC433输出第十信号第三输出端连接第六衰减器444的输入端,向第六衰减器444输出第十一信号第四输出端连接第八PMOC434的输入端,向第八PMOC434输出第十二信号

第五PMOC431用于对第五信号进行耦合处理,第一输出端连接第四PBC451的第一输入端,向第四PBC451输出第七耦合信号,所述第七耦合信号为第二输出端连接第五PBC452的第一输入端,向第五PBC452输出第八耦合信号,所述第八耦合信号为

第三衰减器441用于对第六信号进行功率衰减处理,第三衰减器441的输出端连接第六PBC453的第一输入端,向第六PBC453输出第九耦合信号,所述第九耦合信号为

第六PMOC432用于对第七信号进行耦合处理,第一输出端连接第七PBC454的第一输入端,向第七PBC454输出第十耦合信号,所述第十耦合信号为第二输出端连接第八PBC455的第一输入端,向第八PBC455输出第十一耦合信号,所述第十一耦合信号为

第四衰减器442用于对第八信号进行功率衰减处理,第四衰减器442的输出端连接第九PBC456的第一输入端,向第九PBC456输出第十二耦合信号,所述第十二耦合信号为

第五衰减器443用于对第九信号进行功率衰减处理,第五衰减器443的输出端连接第四PBC451的第二输入端,向第四PBC451输出第十三耦合信号,所述第十三耦合信号为

第七PMOC433用于对第十信号进行耦合处理,第一输出端连接第五PBC452的第二输入端,向第五PBC452输出第十四耦合信号,所述第十四耦合信号为第二输出端连接第六PBC453的第二输入端,向第六PBC453输出第十五耦合信号,所述第十五耦合信号为

第六衰减器444用于对第十一信号进行功率衰减处理,第六衰减器444的输出端连接第七PBC454的第二输入端,向第七PBC454输出第十六耦合信号,所述第十六耦合信号为

第八PMOC434用于对第十二信号进行耦合处理,第一输出端连接第八PBC455的第二输入端,向第八PBC455输出第十七耦合信号,所述第十七耦合信号为第二输出端连接第九PBC456的第二输入端,向第九PBC456输出第十八耦合信号,所述第十八耦合信号为

第四PBC451用于对第七耦合信号和第十三耦合信号进行偏振合束处理,输出端连接第四PD461的输入端,向第四PD461输出第四合并信号,所述第四合并信号为所述第七耦合信号和第十三耦合信号相加,具体的,第四合并信号

第五PBC452用于对第八耦合信号和第十四耦合信号进行偏振合束处理,输出端连接第五PD462的输入端,向第五PD462输出第五合并信号,所述第五合并信号为所述第八耦合信号和第十四耦合信号相加;具体的,第五合并信号

第六PBC453用于对第九耦合信号和第十五耦合信号进行偏振合束处理,输出端连接第六PD463的输入端,向第六PD463输出第六合并信号,所述第六合并信号为所述第九耦合信号和第十五耦合信号相加;具体的,第六合并信号

第七PBC454用于对第十耦合信号和第十六耦合信号进行偏振合束处理,输出端连接第七PD464的输入端,向第七PD464输出第七合并信号,所述第七合并信号为所述第十耦合信号和第十六耦合信号相加;具体的,第七合并信号

第八PBC455用于对第十一耦合信号和第十七耦合信号进行偏振合束处理,输出端连接第八PD465的输入端,向第八PD465输出第八合并信号,所述第八合并信号为所述第十一耦合信号和第十七耦合信号相加;具体的,第八合并信号

第九PBC456用于对第十二耦合信号和第十八耦合信号进行偏振合束处理,输出端连接第九PD466的输入端,向第九PD466输出第九合并信号,所述第九合并信号为所述第十二耦合信号和第十八耦合信号相加;具体的,第九合并信号

第四PD461用于将第四合并信号转换成电信号,输出端连接第三减法器471的正输入端,输出第四合并信号的电信号;具体的,第四合并信号的电信号

第五PD462用于将第五合并信号转换成电信号,输出端分别连接第四减法器472的正输入端和第三减法器471的负输入端,输出第五合并信号的电信号;具体的,第五合并信号的电信号

第六PD463用于将第六合并信号转换成电信号,输出端连接第四减法器472的负输入端,输出第六合并信号的电信号;具体的,第六合并信号的电信号

第七PD464用于将第七合并信号转换成电信号,输出端连接第五减法器473的正输入端,输出第七合并信号的电信号;具体的,第七合并信号的电信号

第八PD465用于将第八合并信号转换成电信号,输出端分别连接第五减法器473的负输入端和第六减法器474的正输入端,输出第八合并信号的电信号;具体的,第八合并信号的电信号

第九PD466用于将第九合并信号转换成电信号,输出端连接第六减法器474的负输入端,输出第九合并信号的电信号;具体的,第九合并信号的电信号

第三减法器471用于将第四合并信号和第五合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上正交分量的电信号,通过输出端将双偏振信号在Y偏振方向上正交分量的电信号输出至第六ADC481;具体的,双偏振信号在Y偏振方向上正交分量的电信号

第四减法器472用于将第五合并信号和第六合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上正交分量的电信号,通过输出端将双偏振信号在X偏振方向上正交分量的电信号输出至第七ADC482;具体的,双偏振信号在X偏振方向上正交分量的电信号

第五减法器473用于将第七合并信号和第八合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上同相分量的电信号,通过输出端将双偏振信号在Y偏振方向上同相分量的电信号输出至第八ADC483;具体的,双偏振信号在Y偏振方向上同相分量的电信号

第六减法器474用于将第八合并信号和第九合并信号的电信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上同相分量的电信号,通过输出端将双偏振信号在X偏振方向上同相分量的电信号输出至第九ADC484;具体的,双偏振信号在X偏振方向上同相分量的电信号

第六ADC481用于将双偏振信号在Y偏振方向上正交分量的电信号转换成数字信号;

第七ADC482用于将双偏振信号在X偏振方向上正交分量的电信号转换成数字信号;

第八ADC483用于将双偏振信号在Y偏振方向上同相分量的电信号转换成数字信号;

第九ADC484用于将双偏振信号在X偏振方向上同相分量的电信号转换成数字信号。

其中,参见图4A,第一光混合器和第二光混合器均可以通过以下结构实现:

光混合器的第一输入端分别连接第九PMOC4211和第十PMOC4212的第一输入端,光混合器的第二输入端分别连接第九PMOC4211的第二输入端和移相器4221的输入端,移相器4221的输出端连接第十PMOC4212的第二输入端;第九PMOC4211的第一输出端连接光混合器的第一输出端,第九PMOC4211的第二输出端连接光混合器的第二输出端,第十PMOC4212的第一输出端连接光混合器的第三输出端,第十PMOC4213的第二输出端连接光混合器的第四输出端。

其中,与图2所示的接收机类似的,基于使得第三减法器471~第六减法器474中每个减法器的两个输入端所接收到的信号功率相同的目的,在实际应用中,图4所示的接收机结构中,第五PD462的输出端与第三减法器471和第四减法器472的输入端之间可以设置功率均衡单元,以便增加第五PD462输出至第三减法器471和第四减法器472的输入端的第五合并信号的电信号的功率;第八PD465的输出端与第五减法器473和第六减法器474的输入端之间也可以设置功率均衡单元,以便增加第八PD465输出至第五减法器473和第六减法器474的输入端的第八合并信号的电信号的功率。所述功率均衡单元可以通过功率放大器等实现。

其中,图4所示接收机结构中,信号合并单元也可以不包括减法器,且数字信号获取单元由6个ADC和第二处理器构成,参见图4B所示,其中,

由6个ADC构成的第三转换器,用于将接收到的合并信号的电信号分别转换成合并信号的数字信号;以及

第二处理器,所述第二处理器连接第三转换器的输出端,用于将第三转换器输出的第四合并信号的电信号的数字信号与第五合并信号的电信号的数字信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上正交分量电信号的数字信号;将第三转换器输出的第五合并信号的电信号的数字信号与第六合并信号的电信号的数字信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上正交分量电信号的数字信号;将第三转换器输出的第七合并信号的电信号的数字信号与第八合并信号的电信号的数字信号相减,得到双偏振信号在Y偏振方向上同相分量电信号的数字信号;将第三转换器输出的第八合并信号的电信号的数字信号与第九合并信号的电信号的数字信号相减,得到双偏振信号在X偏振方向上同相分量电信号的数字信号。

其中ADC的具体功能以及接收机的实现原理可以根据图3所示交换机实施例进行合理变形得到,这里不赘述。

参见图5,为本发明实施例交换机的另一种结构示意图,该交换机500包括:

信号获取单元510,用于接收双偏振信号,对所述双偏振信号进行偏振分束处理,得到所述双偏振信号分别在X和Y偏振方向上的信号;

信号转换单元520,与所述信号获取单元510连接,用于将所述双偏振信号分别在X和Y偏振方向上的信号分别转换为电信号;

数字信号转换单元530,与所述信号转换单元520连接,用于将所述信号转换单元520输出的电信号分别转换成数字信号;

其中,所述双偏振信号中每3帧数据为一个单元,3帧数据的结构依次包括:和和和为双偏振信号在X偏振方向上的信号,为双偏振信号在Y偏振方向上的信号,也即在第一帧中发送和在第二帧中发送和反向后的在第三帧中发送反向后的和反向后的

参见图6所示,所述信号获取单元可以包括:

所述第三PBS611的输入端接收双偏振信号,所述第三PBS611的第一输出端输出双偏振信号在X偏振方向上的信号,所述第三PBS611的第二输出端输出双偏振信号在Y偏振方向上的信号。

所述信号转换单元可以包括:

第十PD621,输入端与第三PBS611的第一输出端连接,接收双偏振信号在X偏振方向上的信号,输出端输出双偏振信号在X偏振方向上的信号的电信号;

第十一PD622,输入端与第三PBS611的第二输出端连接,接收双偏振信号在Y偏振方向上的信号,输出端输出双偏振信号在Y偏振方向上的信号的电信号。

数字信号转换单元530可以包括:

第十ADC631,输入端与第十PD621的输出端连接,将双偏振信号在X偏振方向上的信号的电信号转换成数字信号;

第十一ADC632,输入端与第十一PD622的输出端连接,将双偏振信号在Y偏振方向上的信号的电信号转换成数字信号。

本实施例中,由于接收机接收到的双偏振信号具有特定结构,因此,在实现了双偏振信号的接收的同时,也能够消除双偏振信号中的SSBI。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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