光通信系统、通信网元与光通信校正方法技术方案

本申请实施例提供数据解调还原准确率较高、速率较快的通信网元与光通信系统。光通信系统包括通过光信号交互数据信号的第一、第二通信网元。第一通信网元的第一发射单元通过光纤输出包含有呈正交偏振态的两路光信号，两路光信号分别加载有待传输的数据信号以及不同频率的导频信号。第二通信网元的第二接收单元耦合光纤并接收一接收光信号，接收光信号为发射光信号通过光纤传输并输出的光信号，依据接收光信号获得多个校正信号以及将接收光信号解调还原为对应数据信号的偏振态电信号，依据多个校正信号计算发射光信号传输时的偏振旋转参数，依据偏振旋转参数校正接收光信号并还原为对应数据信号的电信号。本申请实施例还提供一种光通信校正方法。供一种光通信校正方法。供一种光通信校正方法。

【技术实现步骤摘要】
光通信系统、通信网元与光通信校正方法


[0001]本申请涉及光通信
，尤其涉及一种光通信系统、通信网元以及光通信校正方法。

技术介绍

[0002]由于稳定性高且可用带宽大，光纤作为数字数据的传输媒介正变得越来越普及。例如，通过大约几百米的光纤进行短距互连在计算机系统、数据中心和园区网中广泛使用。因此，迫切需要用于长距离传输的高容量光收发器，其中，各种方案间的主要权衡包括性能、成本和功耗。许多长距光收发器以40G比特/秒(gigabit per second，Gb/s)或更高的速率进行操作。
[0003]目前，为了将数据传输比特率提高，可以同时提高信令速率和信道数量，其中一种方式为光纤中的光通道执行偏振复用(Polarization Division Multiplex，PDM)技术，PDM技术是指利用光的偏振维度，同一波长信道中通过光的两个相互正交偏振态同时传输两路独立数据信息达到加倍系统总容量和频谱利用率。
[0004]两个正交偏振态的光信号复用后经过光纤传输，光纤由于生产中的圆不对称性、内应力、使用过程中的压力、弯曲、环境温度变化等因素都会使得光纤中产生双折射效应，使得固定偏振态(State of Polarization，SOP)输入光纤的光在输出时偏振态会发生随机旋转，从而产生光纤的偏振旋转(Rotation of the State of Polarization，RSOP)效应，而RSOP效应包括多个随机变化的RSOP参数，光纤链路的RSOP效应会使得发端的X、Y偏振态与接收端偏振分束旋转器(Polarization Splitter and Rotator PSR)的x、y轴不能对准，导致两个偏振态的光信号出现串扰，导致无法准确解调还原数据信号。

技术实现思路

[0005]为解决前述技术问题，本申请实施例提供一种数据解调还原准确度较高且速率较快的光通信系统以及通信网元。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种光通信系统，包括通过光信号交互数据信号的第一通信网元与第二通信网元，所述第一通信网元包括第一发射单元，所述第二通信网元包括第二接收单元。所述第一发射单元输出发射光信号并通过光纤进行传输，所述发射光信号包含呈正交偏振态的两路光信号，每一个偏振态的光信号加载有待传输的数据信号。所述第一发射单元输出发射光信号并通过光纤进行传输，所述发射光信号包含呈正交偏振态的第一路光信号与第二路光信号，所述第一路光信号加载有待传输的数据信号与第一导频信号，所述第二路光信号为加载有待传输的数据信号与第二导频信号，所述第一导频信号的频率不同于所述第二导频信号的频率。所述第二接收单元耦合所述光纤并自所述光纤接收一接收光信号，所述接收光信号为所述发射光信号通过所述光纤传输并输出的光信号，所述第二接收单元包括校正检测计算单元、校正单元与数据解调单元，所述校正检测计算单元依据所述接收光信号包括的所述两个偏振态的光信号计算所述光信号传输时的偏
振旋转参数。
[0007]所述校正单元依据所述偏振旋转参数校正所述两个偏振态的光信号消除所述发射光信号在所述光纤中传输时的偏振串扰，所述数据解调单元用于针对校正后的所述发射光信号解调还原为对应数据信号的电信号；或者所述数据解调单元用于针对所述接收光信号包括的两个偏振态的光信号解调还原为对应两个偏振态电信号，所述校正单元依据所述偏振旋转参数校正所述两个偏振态的电信号消除所述两个偏振态的光信号在所述光纤中传输时的偏振串扰。
[0008]直接依据偏振旋转参数来校正所述接收光信号中两路正交偏振态的光信号，或者依据偏振旋转参数校正所述接收光信号对应的两个偏振态的电信号，从而快速校正两个正交偏振态的光信号中的串扰，准确从光信号中还原电信号形式的数据信号。
[0009]在本申请一实施例中，所述第一发射单元包括电信号产生单元、第一激光器、偏振分束器、光调制单元、第一导频加载单元以及第二导频加载单元。所述第一激光器出射激光信号，所述偏振分束器连接于所述第一激光器，用于将所述激光信号分为第一偏振态光信号与第二偏振态光信号，所述第一偏振态光信号与所述第二偏振态光信号呈正交偏振态。所述电信号产生单元用于依据需要传输的数据信号产生对应的第一电信号与第二电信号。所述第一导频加载单元耦合于所述电信号产生单元，用于将所述第一导频信号加载至所述第一电信号，构成第一导频电信号。所述第二导频加载单元耦合于所述电信号产生单元，用于将所述第二导频信号加载至所述第二电信号，构成第二导频电信号。所述光调制单元连接于偏振分束器与电信号产生单元，用于将所述第一导频电信号调制加载至所述第一偏振态光信号获得第一偏振调制信号，以及将所述第二导频电信号调制加载至所述第二偏振态光信号获得第二偏振调制信号。
[0010]在本申请一实施例中，所述第一发射单元还包括偏振合束器，所述偏振合束器连接于所述光调制单元，用于将调制加载有所述第一偏振调制信号与所述第二偏振调制信号合成一束发射光信号。
[0011]在本申请一实施例中，所述光调制单元包括第一偏振态调制单元与第二偏振态调制单元，所述第一偏振态调制单元连接于所述偏振分束器，用于接收所述第一偏振态光信号与所述第一导频电信号，以将所述数据信号中的所述第一电信号与所述第一导频信号调制加载于所述第一偏振态光信号获得所述第一偏振调制信号。所述光调制单元连接于偏振分束器与电信号产生单元，用于将所述第一导频电信号调制加载至所述第一偏振态光信号获得第一偏振调制信号，所述第一偏振调制信号作为所述第一路光信号，以及将所述第二导频电信号调制加载至所述第二偏振态光信号获得第二偏振调制信号，所述第二偏振调制信号作为所述第二路光信号。在本申请一实施例中，所述第一导频信号为具有第一频率的导频信号；所述第二导频信号为具有第二频率的导频信号。
[0012]在本申请一实施例中，所述校正检测计算单元包括校正分束单元、偏振检测单元以及计算单元。所述校正分束单元用于接收自光纤提供的所述调制加载有所述电信号的两个正交偏振态的光信号合成一束光信号，并且将所述一束光信号分为N束子光信号，其中，N大于或者等于3。所述偏振检测单元耦合于所述校正分束单元，所述偏振检测单元将所述N束子光信号转换为N个包含有所述第一导频信号和第二导频信号频率差以及偏振旋转参数的校正信号。所述计算单元耦合所述偏振检测单元，用于接收所述N个校正信号计算所述偏
振旋转参数。所述校正单元为光域校正单元，所述光域校正单元耦合所述光纤以及所述计算单元，并依据所述偏振旋转参数校正所述两个偏振态的光信号消除所述两个偏振态的光信号传输时的偏振串扰。
[0013]在本申请一实施例中，所述校正分束单元包括校正偏振分束旋转器、第一解调功率分束器、第二解调功率分束器、第一校正功率分束器以及第二校正功率分束器。所述校正偏振分束旋转器包括第一偏振态信号输出端与第二偏振态信号输出端，所述校正偏振分束旋转器将所述发射光信号转换为第一解调偏振态光信号并自所述第一偏振态信号输出端输出，以及将所述发射光信号转换为第二解调偏振态光信号且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光通信系统，包括通过光信号交互数据信号的第一通信网元与第二通信网元，所述第一通信网元包括第一发射单元，所述第二通信网元包括第二接收单元，其特征在于，所述第一发射单元输出发射光信号并通过光纤进行传输，所述发射光信号包含呈正交偏振态的两路光信号，每一个偏振态的光信号加载有待传输的数据信号；所述第一发射单元输出发射光信号并通过光纤进行传输，所述发射光信号包含呈正交偏振态的第一路光信号与第二路光信号，所述第一路光信号加载有待传输的数据信号与第一导频信号，所述第二路光信号为加载有待传输的数据信号与第二导频信号，所述第一导频信号的频率不同于所述第二导频信号的频率；所述第二接收单元耦合所述光纤并自所述光纤接收一接收光信号，所述接收光信号为所述发射光信号通过所述光纤传输并输出的光信号，所述第二接收单元包括校正检测计算单元、校正单元与数据解调单元，所述校正检测计算单元依据所述接收光信号包括的所述两个偏振态的光信号计算所述光信号传输时的偏振旋转参数，所述校正单元依据所述偏振旋转参数校正所述两个偏振态的光信号消除所述发射光信号在所述光纤中传输时的偏振串扰，所述数据解调单元用于针对校正后的所述发射光信号解调还原为对应数据信号的电信号；或者所述数据解调单元用于针对所述接收光信号包括的两个偏振态的光信号解调还原为对应两个偏振态电信号，所述校正单元依据所述偏振旋转参数校正所述两个偏振态的电信号消除所述两个偏振态的光信号在所述光纤中传输时的偏振串扰。2.根据权利要求1所述的光通信系统，其特征在于，所述第一发射单元包括电信号产生单元、第一激光器、偏振分束器、光调制单元、第一导频加载单元以及第二导频加载单元，其中，所述第一激光器出射激光信号，所述偏振分束器连接于所述第一激光器，用于将所述激光信号分为第一偏振态光信号与第二偏振态光信号，所述第一偏振态光信号与所述第二偏振态光信号呈正交偏振态；所述电信号产生单元用于依据需要传输的数据信号产生对应的第一电信号与第二电信号；所述第一导频加载单元耦合于所述电信号产生单元，用于将所述第一导频信号加载至所述第一电信号，构成第一导频电信号；所述第二导频加载单元耦合于所述电信号产生单元，用于将所述第二导频信号加载至所述第二电信号，构成第二导频电信号；所述光调制单元连接于偏振分束器与电信号产生单元，用于将所述第一导频电信号调制加载至所述第一偏振态光信号获得第一偏振调制信号，所述第一偏振调制信号作为所述第一路光信号，以及将所述第二导频电信号调制加载至所述第二偏振态光信号获得第二偏振调制信号，所述第二偏振调制信号作为所述第二路光信号。3.根据权利要求2所述的光通信系统，其特征在于，所述第一发射单元还包括偏振合束器，所述偏振合束器连接于所述光调制单元，用于将调制加载有所述第一偏振调制信号与所述第二偏振调制信号合成一束发射光信号。4.根据权利要求2或者3所述的光通信系统，其特征在于，所述光调制单元包括第一偏
振态调制单元与第二偏振态调制单元，所述第一偏振态调制单元连接于所述偏振分束器，用于接收所述第一偏振态光信号与所述第一导频电信号，以将所述数据信号中的所述第一电信号与所述第一导频信号调制加载于所述第一偏振态光信号获得所述第一偏振调制信号；所述第二偏振态调制单元连接于所述偏振分束器，用于接收所述第二偏振态光信号与所述第二导频电信号，以将所述数据信号中的第二电信号与所述第二导频信号调制加载于所述第二偏振态光信号获得所述第二偏振调制信号。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的光通信系统，其特征在于，所述第一导频信号为具有第一频率的导频信号；所述第二导频信号为具有第二频率的导频信号。6.根据权利要求1
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5任意一项所述的光通信系统，其特征在于，所述校正检测计算单元包括校正分束单元、偏振检测单元以及计算单元，所述校正分束单元用于接收自光纤提供的所述调制加载有所述电信号的两个正交偏振态的光信号合成一束光信号，并且将所述一束光信号分为N束子光信号，其中，N大于或者等于3；所述偏振检测单元耦合于所述校正分束单元，所述偏振检测单元将所述N束子光信号转换为N个包含有所述第一导频信号和第二导频信号频率差以及偏振旋转参数的校正信号；所述计算单元耦合所述偏振检测单元，用于接收所述N个校正信号计算所述偏振旋转参数；所述校正单元为光域校正单元，所述光域校正单元耦合所述光纤以及所述计算单元，并依据所述偏振旋转参数校正所述两个偏振态的光信号消除所述两个偏振态的光信号传输时的偏振串扰。7.根据权利要求6所述的光通信系统，其特征在于，所述校正分束单元包括校正偏振分束旋转器、第一解调功率分束器、第二解调功率分束器、第一校正功率分束器以及第二校正功率分束器，其中，所述校正偏振分束旋转器包括第一偏振态信号输出端与第二偏振态信号输出端，所述校正偏振分束旋转器将所述发射光信号转换为第一解调偏振态光信号并自所述第一偏振态信号输出端输出，以及将所述发射光信号转换为第二解调偏振态光信号且自所述第二偏振态信号输出端输出，所述第一解调偏振态光信号与所述第二解调偏振态光信号呈平行偏振态；所述第一解调功率分束器耦合所述第一偏振态光信号输出端，用于自第一偏振态光信号输出端接收第一偏振态光信号，并且将所述第一偏振态光信号分为第一偏振态分光解调信号与第一偏振态分光校正信号，所述第一偏振态分光解调信号用于提供至所述数据解调单元执行数据解调还原；所述第二解调功率分束器耦合所述第二偏振态信号输出端，用于自所述第二偏振态光信号输出端接收第二偏振态光信号，并且将第二偏振态光信号分为第二偏振态分光解调信号与第二偏振态分光校正信号，所述第二偏振态分光解调信号用于提供至所述数据解调单元执行数据解调还原；
所述第一校正功率分束器耦合所述第一解调功率分束器以接收所述第一偏振态分光校正信号，并且将所述第一偏振态分光校正信号分为第一偏振参考光信号与第一混光偏振检测光信号；所述第二校正功率分束器耦合所述第二解调功率分束器以接收所述第二偏振态分光校正信号，并且将所述第二偏振态分光校正信号分为第二偏振参考光信号与第二混光偏振检测光信号。8.根据权利要求7所述的光通信系统，其特征在于，所述校正分束单元包括校正偏振分束旋转器、第一校正功率分束器以及第二校正功率分束器，其中，所述校正偏振分束旋转器包括第一偏振态信号输出端与第二偏振态信号输出端，所述校正偏振分束旋转器将所述发射光信号转换为第一解调偏振态光信号并自所述第一偏振态信号输出端输出，以及将所述发射光信号转换为第二解调偏振态光信号且自所述第二偏振态信号输出端输出，所述第一解调偏振态光信号与所述第二解调偏振态光信号呈平行偏振态；所述第一校正功率分束器耦合所述第一偏振态信号输出端以接收所述第一解调偏振态光信号，并且将所述第一解调偏振态光信号分为第一偏振参考光信号与第一混光偏振检测光信号；所述第二校正功率分束器耦合所述第二偏振态信号输出端以接收所述第二解调偏振态光信号，并且将第二解调偏振态光信号分为第二偏振参考光信号与第二混光偏振检测光信号。9.根据权利要求6所述的光通信系统，其特征在于，所述偏振检测单元包括校正光学混频器、第一校正信号分取单元及第二校正信号分取单元，所述校正光学混频器耦合所述第一校正功率分束器及所述第二校正功率分束器，用于将所述第一混光偏振检测光信号和所述第二混光偏振检测光信号执行光学混频获得相对相位差为90度的四路光混频信号；所述第一校正信号分取单元耦合所述校正光学混频器的用于接收四路光混频信号经分离转换处理输出I路校正信号与Q路校正信号；所述第二校正信号分取单元耦合所述第一校正功率分束器与第二校正功率分束器，并且将所述第一偏振参考光信号与所述第二偏振参考光信号作为两路输入信号执行转换处理后输出第三路参考电信号；所述I路校正信号、Q路校正信号与所述第三路参考电信号包含有所述第一导频信号和第二导频信号频率差以及偏振旋转参数且作为所述校正信号。10.根据权利要求9所述的光通信系统，其特征在于，第一校正信号分取单元包括第一平衡光电探测器与第二平衡光电探测器，所述第一平衡光电探测器将两路所述光混频信号作为输入信号，并分离出I路校正信号；所述第二平衡光电探测器将两路所述光混频信号作为输入信号，并分离出Q路校正信号。
11.根据权利要求9所述的光通信系统，其特征在于，所述第二校正信号分取单元包括平衡光电探测器，所述平衡光电探测器将所述第一偏振参考光信号与所述第二偏振参考光信号作为两路输入信号并分离出所述第三路参考电信号。12.根据权利要求9所述的光通信系统，其特征在于，所述第二校正信号分取单元包括两个光探测器，所述两个光探测器分别耦合所述第一校正功率分束器及所述第二校正功率分束器，用于接收所述第一偏振参考光信号和所述第二偏振参考光信号，并分别将所述第一偏振参考光信号转换为第一偏振参考电信号，将所述第二偏振参考光信号转换为第二偏振参考电信号。13.根据权利要求8所述的光通信系统，其特征在于，所述校正分束单元包括校正偏振分束旋转器、第一解调功率分束器、第二解调功率分束器、校正光衰减器以及第二校正功率分束器，其中，所述校正偏振分束旋转器包括第一偏振态信号输出端与第二偏振态信号输出端，所述校正偏振分束旋转器将所述光信号转换为第一解调偏振态光信号并自所述第一偏振态信号输出端输出，以及将所述光信号转换为第二解调偏振态光信号且自所述第二偏振态信号输出端输出，所述第一解调偏振态光信号与所述第二解调偏振态光信号呈平行偏振态；所述第一解调功率分束器耦合所述第一偏振态光信号输出端，用于自所述第一偏振态光信号输出端接收第一偏振态光信号，并且将第一偏振态光信号分为两路第一偏振态分光校正信号；所述第二解调功率分束器耦合所述第二偏振态光信号输出端，用于自所述第二偏振态光信号输出端接收第二偏振态光信号，并且将第二偏振态光信号分为两路第二偏振态分光校正信号；所述第二校正功率分束器耦合所述第二解调功率分束器以接收所述第二偏振态分光校正信号，并且将所述第二偏振态分光校正信号分为两路第二偏振参考光信号并提供至所述偏振检测单元；校正光衰减器耦合于所述第一解调功率分束器与所述偏振检测单元之间，用于接收所述第一偏振态分光校正信号，并且将所述第一偏振态分光校正信号执行预设功率的衰减后作为所述第一偏振参考光信号提供至所述偏振检测单元。14.根据权利要求13所述的光通信系统，其特征在于，所述偏振检测单元包括校正光学混频器、第一校正信号分取单元及第二校正信号分取单元，所述校正光学混频器耦合所述第一校正功率分束器及所述第二校正功率分束器，用于将所述第一混光偏振检测光信号和所述第二混光偏振检测光信号执行光学混频获得相对相位差为90度的四路光混频信号；所述第一校正信号分取单元耦合所述校正光学混频器的用于接收四路光混频信号经分离转换处理输出I路校正信号与Q路校正信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张森，范林生，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：