一种光接收模块、数据传输方法和相关设备与流程

本技术涉及光通信领域，尤其涉及一种光接收模块、数据传输方法和相关设备。

背景技术：

1、在光通信领域，通过光接收模块实现光信号的接收。光接收模块包括光电转换、模数转换等器件。光电转换模块用于实现信号从光信号到电信号的转换，模数转换器用于实现电信号从模拟信号到数字信号的转换。

2、随着光通信技术的发展，光信号的带宽越来越高，对光接收模块的带宽要求则随之增大。但是，当前的光接收模块由于光电转换模块和模数转换器的带宽有限，导致可接收的信号带宽受限，从而限制了光信号的带宽增大。因此，当前亟需一种大带宽的光接收模块。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种光接收模块、数据传输方法和相关设备，用于提升光接收模块的带宽。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种光接收模块。该光接收模块包括：1xn分光器、n个光电转换模块、n个模数转换器adc、处理器，n为正整数，且n≥2；1xn分光器与n个光电转换模块连接，n个光电转换模块与n个adc一一连接，n个adc与处理器连接；分光器，用于将收端宽带光信号(即光接收模块接收的宽带光信号)分为n路光信号分别输入n个光电转换模块；光电转换模块，用于对光信号进行光电转换，得到收端宽带光信号的收端子带电信号，n个收端子带电信号在频率上依次相接，且n个收端子带电信号的标记信号的频率间隔固定为第一频率间隔；adc，用于对收端子带电信号进行模数转换，得到数字信号；处理器，用于基于第一频率间隔对来自n个adc的数字信号进行拼接，获取收端宽带数字信号。

3、在本技术实施例中，通过分光器将收端宽带光信号分为n路，n路光信号基于第一频率间隔进行光电转换，得到不同频段的收端子带电信号。n个光电转换模块的解调频段在对应的子带附近，因此各收端子带电信号的频段解调精度高、引入噪声低。n个收端子带电信号进行模数转换为数字信号后，基于第一频率间隔对n个数字信号进行拼接，使得n个数字信号可以拼接为与收端宽带光信号对应的完整的收端宽带数字信号，从而实现对收端宽带光信号的接收。在该结构中，光电转换模块和adc都是接收带宽覆盖对应子带的器件，只要多个光电转换模块/adc的频段可拼接为完整的宽带光频段/宽带电频段，即可基于多个窄带宽带光电转换模块和adc，实现对收端宽带光信号的接收，从而在光电转换模块和adc的带宽受限的情况下，提升光接收模块的接收光带宽。

4、在一种可选的实现方式中，同步时钟电路与n个adc连接；同步时钟电路用于以固定时间间隔向n个adc发送触发信号，固定时间间隔对应于n个adc与分光器之间的光程差对应的时间差；adc用于在触发信号的触发下对收端子带电信号进行模数转换。

5、在本技术实施例中，“固定时间间隔对应于n个adc与分光器之间的光程差对应的时间差”意为固定时间间隔等于或者近似等于n个adc与分光器之间的光程差对应的时间差。同步时钟电路向n各adc发送的触发信号的间隔是间隔稳定的，且n个adc接收的信号是同一个信号周期。

6、若固定时间间隔等于分光器间的光程差，此时引入噪声最低，解调效果最好。但是因为器件限制或者同步时钟精度问题，固定时间间隔可能无法严格等于分光器间的光程差。此时可以通过处理器补偿a:固定时间间隔和b:经过同步时钟电路锁定后的光程差的残余差值。

7、在本技术实施例中，通过时钟同步电路控制不同通道的adc以固定的时间间隔进行采样，该固定时间间隔对应于不同通道的光程差，从而弥补不同通道的链路时延，保证多个adc对同一收端宽带电信号的不同收端子带信号的同步采样。

8、在一种可选的实现方式中，同步时钟电路的固定时间间隔等于n个adc与分光器之间的光程差对应的时间差。

9、在一种可选的实现方式中，同步时钟电路的固定时间间隔近似等于n个adc与分光器之间的光程差对应的时间差，本技术对此不做限定。

10、在一种可选的实现方式中，分光器还用于接收线性频率调制信号，线性频率调制信号包括n个adc对应频段的子载波；adc用于对对应频段的子载波进行模数转换得到对应频段的数字信号；处理器用于根据来自n个adc的n路数字信号的相位差异和/或频率差异，确定固定时间间隔。

11、在本技术实施例中，通过线性频率调制信号来测定各通道上的链路时延，从而确定各adc的触发时间间隔，可对链路时延完成补偿。

12、在一种可选的实现方式中，收端宽带光信号对应的宽带电信号，包括频率上依次相接的所述n个子带电信号；标记信号的幅度高于宽带电信号的平均幅度；或者，标记信号的幅度低于宽带电信号的平均幅度。

13、在本技术实施例中，通过幅度来区分标记信号与宽带电信号，以便光接收模块检测标记信号。

14、在一种可选的实现方式中，频率上依次相接的n个子带电信号中，任意的相邻子带电信号的标记信号的频率间隔相同。

15、在本技术实施例中，标记信号的频率间隔相同，可以方便处理器识别多个标记信号，提升处理效率。

16、在一种可选的实现方式中，n个子带电信号内的任一子带电信号，均包括至少一个所述标记信号。

17、在本技术实施例中，若每个子带电信号内包括一个标记信号，则信号的接收质量高；若每个子带电信号包括多个标记信号，则可以防止单个标记信号失效，提升鲁棒性。

18、在一种可选的实现方式中，光电转换模块为相干接收机，分光器为功率分光器，光接收模块还包括多频同步光源；功率分光器用于将收端宽带光信号按照功率分为n路分别输入n个相干接收机；多频同步光源用于为n个相干接收机分别提供频率间隔锁定的相干光源，n个相干光源的频率不同但是间隔稳定不变；相干接收机用于基于相干光源对光信号进行相干解调，得到收端宽带光信号的收端子带电信号(收端子带电信号为光接收模块对收端宽带光信号中对应子带电信号的解析结果)。

19、在本技术实施例中，相干接收机具有高灵敏度、抗色散/非线性、灵活频谱效率、支持长距离传输等的优势，可以对偏振复用、长距离传输的复杂调制的大容量通信信号进行接收处理。

20、可选的，相干接收机可以包括光混频器和光电转换模块。

21、在一种可选的实现方式中，n个相干光源的频率间隔固定为第一频率间隔。

22、在本技术实施例中，使得n个相干光源的频率间隔与第一频率间隔相同，处理器不需要对检测到的信号进行移频，可以简化处理器的信号处理，信号处理简单高效。

23、在一种可选的实现方式中，n个相干光源的频率间隔固定为与第一频率间隔近似的第二频率间隔，处理器用于对收发的频率差异进行标定并补偿。

24、在本技术实施例中，不限定n个相干光源的频率间隔与第一频率间隔相同，对信号的限制比较小，相干光源的选择更灵活。

25、在一种可选的实现方式中，多频同步光源包括依次连接的激光器、马赫曾德调制器mzm和n个注入锁定激光器；激光器作为种子光源，用于发出光源信号；mzm用于基于光源信号生成梳状光信号，梳状光信号的频率间隔为第一频率间隔；注入锁定激光器用于基于梳状光信号，生成与自身谐振频率匹配的单频激光，n个注入锁定激光器的单频激光的频率间隔，为第一频率间隔。

26、在一种可选的实现方式中，多频同步光源包括光频梳器件和频率分光器；光频梳器件用于生成梳状光信号；频率分光器用于连接n个相干接收机，并将梳状光信号以第一频率间隔分为n路光信号，并将n路光信号分别输入对应的相干接收机。

27、可选的，光频梳器件的组成可以包括激光器+微型谐振腔，或者包括激光器+光纤法布里珀罗(fabry–pérot)环路，或者包括激光器+级联调制器。

28、在一种可选的实现方式中，收端宽带光信号包括i路光信号和q路光信号；相干接收机，用于将两个独立的分量光信号i和q进行相干解调，得到收端宽带光信号的子带i路电信号和子带q路电信号。

29、在本技术实施例中，通过对i路光信号和q路光信号的相干解调，实现i路光信号和q路光信号的复用，从而提升信道容量和光纤链路的利用率。

30、在一种可选的实现方式中，还包括n个偏振控制器，n个偏振控制器位于1xn分光器与n个相干接收机之间；偏振控制器用于对来自1xn分光器的光信号进行偏振态调整。

31、在一种可选的实现方式中，还包括偏振控制器，偏振控制器位于1xn分光器之前；偏振控制器用于对收端宽带光信号进行偏振态调整，并将调整偏振态后的收端宽带光信号输入1xn分光器。

32、在一种可选的实现方式中，光电转换模块为光电探测器pd，所述分光器为功率分光器；模块还包括n个滤波器和n个移频器，n个滤波器的频率间隔与第一频率间隔一致，功率分光器与n个滤波器连接，n个滤波器与n个移频器一一连接，n个移频器与n个pd一一连接；功率分光器用于将收端宽带光信号按照功率分为n路收端宽带光信号，并将n路收端宽带光信号分别输入n个滤波器；滤波器用于对收端宽带光信号进行滤波，得到对应频段的收端子带光信号；光移频器用于将来自滤波器的收端子带光信号移频至pd的检测范围内；pd用于对移频后的收端子带光信号进行光电转换，得到对应频段的收端子带电信号。

33、在本技术实施例中，光电探测器pd具有结构简单、兼容性强、的优势，可以对短距离、低复杂度的通信信号或其他简单宽带信号进行直接接收。

34、在一种可选的实现方式中，n个子带光信号，包括中心频段的第一子带光信号和至少一对第二子带光信号，每对第二子带光信号的频率相对于第一子带光信号中心对称；并且第二子带光信号移频后的光信号，位于pd的检测范围内。

35、在一种可选的实现方式中，收端宽带光信号包括x路偏振分量光信号和y路偏振分量光信号；偏振分束器用于将偏振复用的信号进行分束，得到收端宽带光信号的子带x路电信号和子带y路电信号。

36、在本技术实施例中，通过对x偏振和y偏振的复用，可以提升信道容量和光纤链路的利用率。

37、第二方面，本技术实施例提供了一种数据传输方法。该数据传输方法包括：发送发端宽带光信号，所述发端宽带光信号对应的宽带电信号，包括频率上依次相接的所述n个子带电信号，所述n个子带电信号的标记信号的频率间隔固定为第一频率间隔；所述标记信号的幅度高于所述宽带电信号的平均幅度；或者，所述标记信号的幅度低于所述宽带电信号的平均幅度。

38、在本技术实施例中，发端宽带光信号传输至光接收模块，即成为收端宽带光信号。

39、在一种可选的实现方式中，频率上依次相接的所述n个子带电信号中，任意的相邻子带电信号的频率间隔相同。

40、第三方面，本技术实施例提供了一种检测装置，该检测装置包括第一方面所述的光接收模块。

41、第四方面，本技术实施例提供了一种光通信网络，该光通信网络包括光发送模块和光接收模块，光接收模块为第一方面所述的光接收模块。

42、第二方面至第四方面的有益效果参见第一方面，此处不再赘述。