基于双通道正交导频光信号的直接检测方法、系统及装置

摘要

本发明公开了一种基于双通道正交导频光信号的直接检测方法、系统及装置，涉及光信号调制与直接检测领域，该方法包括以下步骤：发射端将复数形式的调制信号调制到两路光载波上，生成两路光信号；将第一光载波和移相90度的第二光载波耦合，其中的第一光载波为第一光导频，移相90度的第二光载波为第二光导频；将两路光信号分别与两路光导频耦合，生成双通道正交导频光信号并发送；接收端对接收的信号进行波分解复用，得到两路接收信号，经两个光电探测器检测，通过数字信号处理算法进行信号恢复，得到完整的信号幅度和相位信息。本发明能同时检测出传输信号的幅度和相位信息，实现大于100公里的传输距离。

主权项

一种基于双通道正交导频光信号的直接检测方法，其特征在于，包括以下步骤：A、发射端有两路信号：第一路信号仅包含第一光载波，第二路信号仅包含第二光载波，第一光载波与第二光载波的频率不同；将第一光载波和第二光载波耦合，产生第一路合波信号，第一路合波信号包含第一光载波和第二光载波；将复数形式的调制信号同时调制到第一路合波信号的第一光载波和第二光载波上，生成第一光信号和第二光信号，第一光信号和第二光信号所含的调制信号属于相同信号源，故第一光信号和第二光信号所含信息的幅度和相位完全一致；将第二光载波移相90度，再将第一光载波和移相90度后的第二光载波耦合，产生第二路合波信号，第二路合波信号包含第一光载波和移相90度后的第二光载波；将第二路合波信号中的第一光载波定义为第一光导频，将第二路合波信号中移相90度后的第二光载波定义为第二光导频，第一光导频和第二光导频的幅度一致；将第一光信号与第一光导频耦合，将第二光信号与第二光导频耦合，生成双通道正交导频光信号，并发送出去；所述双通道正交导频光信号的频谱包括第一通道和第二通道，第一通道中包含第一光信号和第一光导频，第二通道中包含第二光信号和第二光导频；B、在接收端，对接收的双通道正交导频光信号进行波分解复用，分别得到第一路接收信号和第二路接收信号，第一路接收信号由第一光信号和第一光导频组成，第二路接收信号由第二光信号和第二光导频组成，第一路接收信号经过第一光电探测器，第一光电探测器检测到第一路光电流I₁，并输出第一路光电流I₁：I₁＝|E_c+E_s|²＝|E_c|²+|E_s|²+2Re{E_c·E_s}；第二路接收信号经过第二光电探测器，第二光电探测器检测到第二路光电流I₂，并输出第二路光电流I₂：I₂＝|E_c*j+E_s|²＝|E_c|²+|E_s|²+2Im{E_c·E_s}；其中，E_c为第一光导频的复包络，E_c*j为第二光导频的复包络，E_s为第一光信号和第二光信号的复包络，Re表示复数的实部，Im表示复数的虚部；将上述两个公式组合，得到：I₁+j*I₂＝(1+j)|E_c|²+(1+j)|E_s|²+2·E_c·E_s，上述结果包含三部分：直流分量、信号的自拍频分量和信号分量，其中，信号的自拍频分量与信号分量的频谱是重叠的；通过现有的数字信号处理算法进行信号的恢复，得到完整的信号幅度和相位信息。