光器件、光模块、光通信设备和光通信方法
文献发布时间:2023-06-19 19:13:14
技术领域
本申请涉及光通信领域,尤其涉及光器件、光模块、光通信设备和光通信方法。
背景技术
在单纤双向光通信系统中,两个通信设备通过一根光纤传输两个方向的光信号,从而可以节约光纤资源。
但是,通信设备可能接收到本端发送的光信号的反射光信号。例如,光通信设备通过光纤向光网络设备发送第一波长的第一光信号。光通信设备通过同一根光纤从光网络设备接收第二波长的第二光信号。光纤和其它光器件的接头处存在反射端面。因此,光通信设备会接收到第一光信号的反射光信号。对于光通信设备而言,反射信号属于干扰光信号。为此,在接收到包括干扰光信号和第二光信号的混合光信号后,光通信设备可以通过滤波器过滤掉干扰光信号,得到第二光信号。在前述示例中,干扰光信号的波长为第一波长,第二光信号的波长为第二波长。在实际应用中,在光通信设备和光网络设备未约定通信波长前,光通信设备无法确定和光网络设备的通信波长。例如,干扰光信号的波长可能为第二波长,第二光信号的波长可能为第一波长。
因此,光通信设备需要花费大量的时间调整滤波器的滤波波长,从而降低了通信效率。
发明内容
本申请提供了一种光器件、光模块、光通信设备和光通信方法,通过两个PD接收滤波器输出的两路光信号,可以降低滤波器的调节时间,从而提高通信效率。
本申请第一方面提供了一种光器件。光器件包括光源、第一滤波器、第二滤波器、输入输出端口、第一光电探测器(photoelectric detector,PD)和第二PD。光源用于生成第一波长的第一光信号。光源用于通过第一滤波器向输入输出端口传输第一光信号。输入输出端口可以通过光纤和光网络设备相连。输入输出端口用于输出第一光信号,接收第二波长的第二光信号。输入输出端口用于向第一滤波器传输第二光信号。第一滤波器用于接收混合光信号,向第二滤波器传输混合光信号。第二滤波器用于将混合光信号分为两个光信号。两个光信号包括第二光信号和第一光信号产生的第一波长的第一干扰光信号。第一PD用于接收两个光信号中的一个光信号。第二PD用于接收两个光信号中的另一个光信号。例如,第二滤波器通过反射功能过滤第二电信号。当第二滤波器的过滤波长是第一波长时,第二滤波器透射第二光信号,第二滤波器反射第一干扰光信号。此时,第一PD用于接收第一干扰光信号,得到第一电信号。第二PD用于接收第二光信号,得到第二电信号。在后续处理中,光通信设备可以解调第二电信号。当第二滤波器的滤波波长是第二波长时,第二滤波器透射第一干扰光信号,第二滤波器反射第二光信号。此时,第一PD用于接收第二光信号,得到第一电信号,第二PD用于接收第一干扰光信号,得到第二电信号。在后续处理中,光通信设备可以解调第一电信号。
在本申请中,不管光器件使用的是第一波长还是第二波长,光器件都可以不需要调整第二滤波器的滤波波长。因此,通过两个PD接收滤波器输出的两路光信号,可以降低滤波器的调节时间,从而提高通信效率。
在第一方面的一种可选方式中,第二滤波器为不可调滤波器。例如不可调滤波器可以是密集波分复用(dense wavelength division multiplexing,DWDM)滤波器或粗波分复用(coarse wavelength division multiplexing,CWDM)滤波器。其中,通过使用不可调滤波器,可以降低光器件的成本。
在第一方面的一种可选方式中,光器件还包括反光片。第二PD用于接收两个光信号中经过反光片的另一个光信号。其中,通过增加反光片,可以改变第二PD的安装位置,进而增加设计的灵活性。
在第一方面的一种可选方式中,光源包括激光器和热电制冷器(thermalelectric cooler,TEC)。TEC用于通过改变温度来调整激光器输出的光信号的波长。其中,通过使用TEC,可以降低光源的成本。
在第一方面的一种可选方式中,光模块还包括第三PD。第三PD用于接收第一光信号在第一滤波器上的反射光信号。其中,光模块需要调整第一滤波器的滤波波长。具体地,第一滤波器透射第一波长的第一光信号。第一滤波器反射第二波长的第二光信号。若第一光信号的反射光信号的能量大于某个阈值,则表明需要继续调整第一滤波器的滤波波长。因此,通过增加第三PD,可以调高调整的滤波波长的准确性,进而提高通信质量。
在第一方面的一种可选方式中,光模块还包括隔离器。隔离器在光源和第一滤波器之间。隔离器用于隔离第一光信号产生的第一波长的第二干扰光信号。其中,沿链路反回到光源的第二干扰光信号与光源产生的第一光信号会发生干涉现象,影响光源输出的第一光信号的质量。在本申请中,通过增加隔离器,可以隔离第二干扰光信号,从而提高通信质量。类似地,隔离器也可以用于隔离第二光信号。
本申请第二方面提供了一种光模块。光模块包括解调模块和前述第一方面或第一方面中任意一项可选方式中所述的光器件。解调模块用于从光器件中的第一PD接收第一电信号。解调模块用于从光器件中的第二PD接收第二电信号。解调模块包括比较器和光开关。比较器用于比较第一电信号和第二电信号的大小,得到控制信号。光开关用于接收第一电信号和第二电信号,根据控制信号输出目标电信号。目标电信号为第一电信号和第二电信号中电流或电压较大的电信号。其中,通过增加比较器和光开关,可以减少后续的电子器件的数量,从而降低光模块的成本。
在第二方面的一种可选方式中,解调模块还包括跨阻放大器(trans impedanceamplifier,TIA)单元。比较器用于比较经过TIA单元放大的第一电信号和经过TIA单元放大的第二电信号的大小。其中,通过比较经过TIA放大后的两个电信号,可以增加比较结果的准确性。
本申请第三方面提供了一种光模块。光模块包括解调模块和前述第一方面或第一方面中任意一项可选方式中所述的光器件。解调模块用于从光器件中的第一PD接收第一电信号。解调模块用于从光器件中的第二PD接收第二电信号。解调模块包括加法单元。加法单元用于将第一电信号和第二电信号相加,输出目标电信号。其中,通过加法单元,可以降低电路的复杂度,从而降低光模块的成本。
在第三方面的一种可选方式中,解调模块还包括TIA。TIA用于放大目标电信号。其中,通过TIA放大目标电信号,可以减少TIA的数量,从而降低光模块的成本。
本申请第四方面提供了一种光通信设备。光通信设备包括处理器和前述第二方面、第二方面中任意一项可选方式、前述第三方面或第三方面中任意一项可选方式中所述的光器件。其中,光模块用于发送第一波长的第一光信号。光模块用于接收第二波长的第二光信号。光模块用于根据混合光信号得到目标电信号。混合光信号包括所述第一光信号产生的第一波长的第一干扰光信号和所述第二光信号。光模块用于向处理器发送目标电信号。处理器用于从光模块接收目标电信号,对目标电信号进行数据处理。
本申请第五方面提供了一种光通信方法。光通信方法可以应用于光器件、光模块或光通信设备。下面以光通信方法应用于光通信设备为例,对光通信方法进行描述。光通信方法包括以下步骤:光通信设备发送第一波长的第一光信号。光通信设备接收混合光信号。混合光信号包括第二波长的第二光信号和第一光信号产生的第一波长的第一干扰光信号。光通信设备将混合光信号分为两个光信号。两个光信号包括第二光信号和第一干扰光信号。光通信设备通过第一PD对两个光信号中的一个光信号进行光电转换,得到第一电信号。光通信设备通过第二PD对两个光信号中的另一个光信号进行光电转换,得到第二电信号。
在第五方面的一种可选方式中,光通信设备通过第二滤波器将混合光信号分为两个光信号。其中,第二滤波器为不可调滤波器。
在第五方面的一种可选方式中,光通信方法还包括:光通信设备比较第一电信号和第二电信号的大小,得到控制信号。光通信设备根据控制信号对目标电信号进行数据处理。其中,目标电信号为第一电信号和第二电信号中较大的电信号。
在第五方面的一种可选方式中,光通信设备比较经过TIA单元放大的第一电信号和经过TIA单元放大的第二电信号的大小。
在第五方面的一种可选方式中,光通信方法还包括:光通信设备将第一电信号和第二电信号相加,得到目标电信号。
在第五方面的一种可选方式中,光通信方法还包括:光通信设备通过TIA放大目标电信号。
在第五方面的一种可选方式中,在光通信设备通过第一PD对两个光信号中的另一个光信号进行光电转换之前,光通信方法还包括:光通信设备通过反光片改变另一个光信号的传输方向。
在第五方面的一种可选方式中,光通信方法还包括:光通信设备通过TEC来调整第一光信号的波长。
在第五方面的一种可选方式中,光通信设备通过第一滤波器发送第一波长的第一光信号。光通信方法还包括:光通信设备测量第一光信号在第一滤波器上的反射光信号的功率。
在第五方面的一种可选方式中,光通信方法还包括:光通信设备通过隔离器隔离第一光信号产生的第一波长的第二干扰光信号。
本申请第六方面提供了一种光通信系统。光通信系统包括光网络设备和前述第四方面所述的光通信设备。光网络设备用于向光通信设备发送第二波长的第二光信号。光网络设备用于接收来自光通信设备的第一波长的第一光信号。光通信设备用于接收混合光信号。混合光信号包括第二波长的第二光信号和第一光信号产生的第一波长的第一干扰光信号。光通信设备用于将混合光信号分为两个光信号。两个光信号包括第二光信号和第一干扰光信号。光通信设备用于通过第一PD对两个光信号中的一个光信号进行光电转换,得到第一电信号。光通信设备用于通过第二PD对两个光信号中的另一个光信号进行光电转换,得到第二电信号。
在第六方面的一种可选方式中,光网络设备用于接收目标混合光信号。目标混合光信号包括第一光信号和目标干扰光信号。光网络设备还用于将目标混合光信号分为第一波长的第一光信号和第二光信号产生的第二波长的目标干扰光信号。光网络设备还用于通过第三PD对第一光信号或目标干扰光信号进行光电转换,得到第三电信号。光网络设备还用于通过第四PD对目标干扰光信号或第一光信号进行光电转换,得到第四电信号。其中,第三PD和第四PD接收的是不同的光信号。例如,当第三PD接收第一光信号时,第四PD接收目标干扰光信号。当第三PD接收目标干扰光信号时,第四PD接收第一光信号。
附图说明
图1为本申请中提供的光器件的第一个结构示意图;
图2为本申请中提供的光器件的第二个结构示意图;
图3为本申请中提供的光模块的第一个结构示意图;
图4为本申请中提供的解调模块的第一个结构示意图;
图5为本申请中提供的解调模块的第二个结构示意图;
图6为本申请中提供的光模块的第二个结构示意图;
图7为本申请中提供的解调模块的第三个结构示意图;
图8为本申请中提供的光通信设备的结构示意图;
图9为本申请中提供的光通信方法的流程示意图;
图10为本申请中提供的光通信系统的第一个结构示意图;
图11为本申请中提供的光通信系统的第二个结构示意图。
具体实施方式
本申请提供了一种光器件、光模块、光通信设备和光通信方法,通过两个PD接收滤波器输出的两路光信号,可以降低滤波器的调节时间,从而提高通信效率。
应理解,本申请中使用的“第一”、“第二”、“目标”等仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。另外,为了简明和清楚,本申请多个附图中重复参考编号和/或字母。重复并不表明各种实施例和/或配置之间存在严格的限定关系。
本申请中的光器件应用于光通信领域,具体可以应用于单纤双向光通信系统。在单纤双向光通信系统中,光通信设备和光网络设备通过一根光纤传输两个方向的不同波长的光信号。光通信设备通过滤波器过滤本端产生的第一波长的干扰光信号。但是,在光通信设备和光网络设备未约定通信波长前,光通信设备无法确定和光网络设备的通信波长。例如,干扰光信号的波长既可能是第一波长,也可能是第二波长。因此,光通信设备需要花费大量的时间调整滤波器的滤波波长,从而降低了通信效率。
为此,本申请提供了一种光器件。光通信设备包括该光器件。图1为本申请中提供的光器件的第一个结构示意图。如图1所示,光器件101包括光源102、第一滤波器103、输入输出端口104、第二滤波器105、第一PD 106和第二PD 107。
光源102可以是可调谐激光器。例如分布式反馈(distributed feedback,DFB)激光器、分布式布拉格反射(distributed Bragg reflector,DBR)激光器、外腔激光器等。光源102用于生成第一波长的第一光信号。第一光信号透射过第一滤波器103。第一滤波器103可以是法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,FPI)滤波器。光源102用于通过第一滤波器103向输入输出端口104传输第一光信号。输入输出端口104可以和光纤或光纤适配器相连。光纤的另一端可以和光网络设备相连。输入输出端口104用于输出第一光信号。输入输出端口104还用于接收第二波长的第二光信号。输入输出端口104用于向第一滤波器103传输第二光信号。
由于存在反射端面,例如光纤端面、输入输出端口104的端面等,第一滤波器103可能会接收到第一光信号在反射端面上的反射光信号。反射光信号包括第一波长的干扰光信号。此时,第一滤波器103用于接收混合光信号。混合光信号包括第二光信号和干扰光信号。第一滤波器103的表面反射混合光信号,向第二滤波器105传输混合光信号。第二滤波器105用于将混合光信号分为两个光信号。两个光信号包括第二光信号和第一光信号产生的第一波长的第一干扰光信号。第一干扰光信号可以是干扰光信号的部分光信号。详见后续第二干扰光信号的相关描述。
第一PD 106用于接收两个光信号中的一个光信号。第二PD 107用于接收两个光信号中的另一个光信号。例如,假设第二滤波器105通过反射功能过滤第二电信号。当第二滤波器105的过滤波长是第一波长时,第二滤波器105透射第二光信号,第二滤波器105反射第一干扰光信号。此时,第一PD 106用于接收第一干扰光信号,得到第一电信号。第二PD107用于接收第二光信号,得到第二电信号。当第二滤波器105的滤波波长是第二波长时,第二滤波器105透射第一干扰光信号,第二滤波器105反射第二光信号。此时,第一PD 106用于接收第二光信号,得到第一电信号,第二PD 107用于接收第一干扰光信号,得到第二电信号。
因此,不管第一干扰光信号的波长是第一波长还是第二波长,光器件101都可以不需要调整第二滤波器105的滤波波长。在本申请中,通过两个PD接收第二滤波器105输出的两路光信号,可以降低滤波器的调节时间,从而提高通信效率。并且,为了降低光器件101的成本,第二滤波器可以为不可调滤波器。不可调滤波器也称为不可调谐滤波器。不可调谐滤波器可以是密集波分复用(dense wavelength division multiplexing,DWDM)滤波器或粗波分复用(coarse wavelength division multiplexing,CWDM)滤波器等。
在前述图1的光器件101中,两个PD分别用于接收第二滤波器105输出的透射光信号和反射光信号。为了提高两个PD的位置的灵活性,光器件101还可以包括反光片。第二PD107用于接收两个光信号中经过反光片的另一个光信号。例如,图2为本申请中提供的光器件的第二个结构示意图。图2中相关器件的描述可以参考图1中的相关描述。如图2所示,光器件101还包括反光片201。反光片201用于接收第二滤波器105输出的透射光信号。反光片201用于向第二PD 107传输反射后的透射光信号。
根据前述图1的描述可知,第一滤波器103用于透射第一光信号,反射第二光信号。但是,在光器件和光网络设备未约定通信波长前,第一光信号和第二光信号的通信波长是未知的。因此,光器件需要调整第一滤波器103的滤波波长,使得第一滤波器103用于透射第一光信号,反射第二光信号。在光器件和光网络设备约定通信波长后,光器件101需要校验第一滤波器103的滤波波长。因此,光器件101还可以包括第三PD。如图2所示,第三PD 203用于接收第一光信号在第一滤波器103上的反射光信号。若第三PD 203接收到的反射光信号的能量大于某个阈值,则说明第一光信号在第一滤波器103上的透射率太低。光器件101需要继续调整第一滤波器的滤波波长。若第三PD 203接收到的反射光信号的能量小于或等于该阈值,则说明第一光信号在第一滤波器103上的透射率满足要求。光器件101可以保持第一滤波器103的当前状态。
根据前述图1的描述可知,第一滤波器103用于透射第一光信号,反射第二光信号。因此,当第一滤波器103接收的混合光信号中包括第一波长的干扰光信号时,第一波长的部分干扰光信号可能会透射过第一滤波器103。此时,透射过第一滤波器103的干扰光信号也称为第二干扰光信号。第二干扰光信号会沿着第一光信号的传输路径返回至光源,此时反射至光源的第二干扰光信号会与光源发出的第一光信号产生干涉,从而影响第一光信号的质量。为此,光器件101还可以包括隔离器202。如图2所示,光源102用于通过隔离器202和第一滤波器103向输入输出端口104传输第一光信号。隔离器202用于透射第一光信号。隔离器202还用于隔离第一光信号产生的第一波长的第二干扰光信号。
类似地,部分第二光信号也可能会透射过第一滤波器103。透射过第一滤波器103的第二光信号会沿着第一光信号的传输路径返回至光源。此时,反射至光源的第二光信号会与光源发出的第一光信号产生干涉,从而影响第一光信号的质量。因此,隔离器202也可以用于隔离第二光信号。
根据前面的描述可知,光器件101可以通过光纤和光网络设备相连。为了确认光器件101是否和光网络设备相连,光器件101可以检测第二光信号。具体地,如图2所示,光器件101还包括分光器204和第四PD 205。分光器204用于从输入输出端口104接收第二光信号。分光器204用于从第二光信号中分出部分光信号。部分光信号也称为测量光信号。第四PD205用于接收测量光信号。通过第四PD 205,可以确定光纤是否和光网络设备相连。并且,当第二光信号中携带有调顶信号时,通过第四PD 205可以确定第二光信号的波长。
根据前面的描述可知,第一光信号的波长既可能是第一波长,也可能是第二波长。为了降低光源102的成本,光器件可以通过TEC控温的方式调整第一光信号的波长。具体地,光源102包括激光器和热电制冷器(thermal electric cooler,TEC)。TEC用于通过改变温度来调整激光器输出的第一光信号的波长。
应理解,图1和图2中所示的光器件101只是本申请中提供的一个或多个示例。在实际应用中,本领域技术人员可以根据需要对其进行适应性的改变。在进行适应性的改变后,若光器件101通过两个PD接收第二滤波器输出的两路光信号,则应当仍属于本申请中的保护范围。适应性的改变包括但不限于以下任意一项或多项内容。
例如,在图2中,光器件101还包括凸透镜。凸透镜用于对分光器204输出的第二光信号进行聚焦,得到能量更为集中的第二光信号。凸透镜向第一滤波器103传输聚焦后的第二光信号。
例如,在图1和图2中,第一滤波器103用于透射第一光信号,反射第二光信号。在实际应用中,可以将光源102和第二滤波器105的位置互换。此时,第一滤波器103用于反射第一光信号,透射第二光信号。类似地,在图1和图2中,第一PD 106用于接收第二滤波器105的反射光信号。第二PD 107用于接收第二滤波器105的透射光信号。在实际应用中,可以将第一PD 106和第二PD 107的位置互换。此时,第一PD 106用于接收第二滤波器105的透射光信号。第二PD 107用于接收第二滤波器105的反射光信号。
例如,在图2中,反光片201用于反射第二滤波器105的透射光信号。在实际应用中,反光片201可以用于反射第二滤波器105的反射光信号。
前面对本申请中的光器件进行描述。下面对本申请中的光模块进行描述。图3为本申请中提供的光模块的第一个结构示意图。如图3所示,光模块301包括光器件101和解调模块302。光器件101的描述请参考前述图1和图2中的相关描述。光器件101包括第一PD 106和第二PD 107。第一PD 106用于输出第一电信号。第二PD 107用于输出第二电信号。解调模块302包括比较器303和光开关304。比较器303用于从第一PD 106接收第一电信号。比较器303用于从第二PD 107接收第二电信号。比较器303用于比较第一电信号和第二电信号的大小,得到控制信号。光开关304用于接收第一电信号和第二电信号,根据控制信号输出目标电信号。目标电信号为第一电信号和第二电信号中电流或电压较大的电信号。例如,控制信号可以是高电平或低电平。当控制信号是高电平时,光开关304输出第一电信号。当控制信号是低电平时,光开关304输出第二电信号。第一PD 106和第二PD 107得到的电信号的电流较小。当比较器303比较两个较小的电流时,可能会得到错误的结果。为了提高比较的准确性,解调模块302还可以包括跨阻放大器(trans impedance amplifier,TIA)单元。TIA单元用于放大第一电信号和第二电信号。比较器303用于比较经过TIA单元放大后的第一电信号和第二电信号。为了方便理解本申请中的解调模块302。下面提供两个解调模块302的结构示意图。
图4为本申请中提供的解调模块的第一个结构示意图。如图4所示,解调模块302包括TIA单元、比较器303、光开关304和R1~R4。其中,TIA单元包括TIA 401和TIA 402。TIA401的输入端和第一PD 106(图中未示出)相连。TIA 401用于从第一PD 106接收第一电信号。TIA 401用于对第一电信号进行放大。TIA 401的输出端分别和比较器303、光开关304相连。TIA 402的输入端和第二PD 107(图中未示出)相连。TIA 402用于从第二PD 107接收第二电信号。TIA 402用于对第二电信号进行放大。TIA 402的输出端分别和比较器303、光开关304相连。比较器303用于比较经过放大后的第一电信号和第二电信号,得到控制信号。比较器303的输出端和光开关304相连。光开关304用于接收第一电信号和第二电信号,根据控制信号输出目标电信号。目标电信号为第一电信号和第二电信号中较大的电信号。
其中,R1的第一端和TIA 401的输入端相连。R1的第二端和TIA 401的输出端相连。R1用于限制电压类似地,R2的第一端和TIA 402的输入端相连。R2的第二端和TIA 402的输出端相连。R2用于限制电压。R3的第一端和TIA 401的输出端相连。R3的第二端和比较器303的第一输入端相连。R3用于转换第一电信号的输出电平。类似地,R4的第一端和TIA 402的输出端相连。R4的第二端和比较器303的第二输入端相连。R4用于转换第二电信号的输出电平。
图5为本申请中提供的解调模块的第二个结构示意图。如图5所示,解调模块302包括TIA单元、比较器303、光开关304和R1~R7。其中,TIA单元包括TIA 501和TIA 502。TIA501的第一输入端和第一PD 106(图中未示出)相连。TIA 501的第二输入端接地。TIA 501用于从第一PD 106接收第一电信号。TIA501用于对第一电信号进行放大。TIA 501的输出端和比较器303相连。TIA 502的第一输入端和第二PD 107(图中未示出)相连。TIA 501的第二输入端接地。TIA 502用于从第二PD 107接收第二电信号。TIA 502用于对第二电信号进行放大。TIA 501的输出端和比较器303相连。比较器303用于比较放大后的第一电信号和第二电信号,得到控制信号。光开关304的第一输入端和第一PD 106相连。光开关304的第二输入端和第二PD 107相连。光开关304的控制输入端和比较器303的输出端相连。光开关304用于接收第一电信号和第二电信号,根据控制信号输出目标电信号。目标电信号为第一电信号和第二电信号中较大的电信号。
其中,R1的第一端和TIA 501的输入端相连。R1的第二端和TIA 501的输出端相连。R1用于限制电压类似地,R2的第一端和TIA 502的输入端相连。R2的第二端和TIA 502的输出端相连。R2用于限制电压。R3的第一端和TIA 501的输出端相连。R3的第二端和比较器303的第一输入端相连。R3用于将第一电信号产生的电流信号转换为电压信号。类似地,R4的第一端和TIA 502的输出端相连。R4的第二端和比较器303的第二输入端相连。R4用于将第二电信号产生的电流信号转换为电压信号。比较器303还包括高压端和低压端。比较器303的低压端接地。比较器303的高压端接电源Vcc。R7的第一端和比较器303的输出端相连。R7的第二端和比较器303的高压端相连。R7用于对VCC输入的电压进行分压。R5的第一端和TIA501的输入端相连。R5的第二端和光开关304的第一输入端相连。R5用于对第一电信号产生的电流进行分流。类似地,R6的第一端和TIA 502的输入端相连。R6的第二端和光开关304的第二输入端相连。R6用于对第二电信号产生的电流进行分流。
上面对包括光开关和比较器的光模块进行描述。下面对包括加法单元的光模块进行描述。图6为本申请中提供的光模块的第二个结构示意图。如图6所示,光模块601包括光器件101和解调模块602。光器件101的描述请参考前述图1和图2中的相关描述。光器件101包括第一PD 106和第二PD 107。第一PD 106用于输出第一电信号。第二PD 107用于输出第二电信号。解调模块602包括加法单元603。加法单元603用于从第一PD 106接收第一电信号。加法单元603用于从第二PD 107接收第二电信号。加法单元603用于将第一电信号和第二电信号相加,输出目标电信号。其中,与图3中的解调模块302相比,解调模块602的结构更为简单。因此,通过加法单元可以降低光模块的成本。
在实际应用中,解调模块602还可以包括TIA。TIA用于放大加法单元603输出的目标电信号。其中,通过放大加法单元603输出的目标电信号,可以减少TIA的数量,从而降低光模块的成本。为了方便理解本申请中的解调模块602。下面提供一个解调模块602的结构示意图。
图7为本申请中提供的解调模块的第三个结构示意图。如图7所示,解调模块602包括TIA 701、加法单元603和R1~R4。其中,加法单元603可以是运算放大器(operationalamplifier,OPA)。加法单元603的第一输入端和第一PD 106(图中未示出)相连。加法单元603用于从第一PD 106接收第一电信号。加法单元603的第二输入端和第二PD107(图中未示出)相连。加法单元603用于从第二PD 107接收第二电信号。加法单元603用于将第一电信号和第二电信号相加,得到目标电信号。加法单元603的输出端和TIA 701的输入端相连。TIA 701用于从加法单元603接收目标电信号。TIA 701用于放大目标电信号。
其中,R1的第一端和第一PD 106(图中未示出)相连。R1的第二端和加法单元603的第一输入端相连。R1用于将第一电信号产生的电流信号转换为电压信号。类似地,R2的第一端和第二PD 107(图中未示出)相连。R2的第二端和加法单元603的第二输入端相连。R2用于将第二电信号产生的电流信号转换为电压信号。R3的第一端和加法单元603的第一输入端相连。R3的第二端和加法单元603输出端相连。R3用于分压。R4的第一端和加法单元603的第二输入端相连。R4的第二端接地。R4用于分压。
应理解,当加法单元603的第一输入端和第二输入端的电流符号相反时,加法单元603用于将两个符号相反的电压相加。此时,加法单元603用于将第一电信号和第二电信号相减。因此,加法单元603也可以称为减法单元。
前面对本申请中光模块进行描述。下面对本申请中的光通信设备进行描述。图8为本申请中提供的光通信设备的结构示意图。如图8所示,光通信设备801包括光模块802和处理器803。光模块802的描述可以参考前述图3或图6中的相关描述。光模块802用于发送第一波长的第一光信号。光模块802用于接收第二波长的第二光信号。光模块802用于根据混合光信号得到目标电信号。混合光信号包括第二光信号和第一光信号产生的第一波长的第一干扰光信号。
光模块802用于向处理器803发送目标电信号。处理器803可以是中央处理器(central processing unit,CPU),网络处理器(network processor,NP)或者CPU和NP的组合。处理器803还可以进一步包括硬件芯片或其他通用处理器。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC),可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)或其组合。处理器803用于从光模块802接收目标电信号,对目标电信号进行数据处理。
在其它实施例中,光通信设备还可以包括存储器。存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory,ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyEPROM,EEPROM)或闪存。
本申请还提供一种数字处理芯片。该数字处理芯片中集成了用于实现上述处理器803的功能的电路和一个或者多个接口。当该数字处理芯片中集成了存储器时,该数字处理芯片可以完成前述实施例中光通信设备实现的功能。当该数字处理芯片中未集成存储器时,可以通过接口与外置的存储器连接。该数字处理芯片根据外置的存储器中存储的程序代码来实现前述光通信设备实现的功能。
前面对本申请中的光通信设备进行描述,下面对本申请中的光通信方法进行描述。图9为本申请中提供的光通信方法的流程示意图。如图9所示,光通信方法包括以下步骤。
在步骤901中,光通信设备发送第一波长的第一光信号。
在步骤902中,光通信设备接收混合光信号。混合光信号包括第一光信号产生的第一波长的第一干扰光信号和第二波长的第二光信号。第一光信号的传输路径中的反射端面会反射第一光信号,形成第一波长的第一干扰光信号。当第一光信号和第二光信号的传输路径重叠时,例如通过一根光纤传输两个方向的第一光信号和第二光信号,第一干扰光信号和第二光信号会混合,得到混合光信号。
在步骤903中,光通信设备将混合光信号分为两个光信号。两个光信号包括第二光信号和第一干扰光信号。对于光通信设备而言,第一干扰光信号为干扰信号。由于第一干扰光信号和第二光信号的波长不同,光通信设备可以通过第二滤波器将混合光信号分为第二光信号和第一干扰光信号。
在步骤904中,光通信设备通过第一PD对两个光信号中的一个光信号进行光电转换,得到第一电信号。
在步骤905中,光通信设备通过第二PD对两个光信号中的另一个光信号进行光电转换,得到第二电信号。应理解,步骤904和步骤905之间没有严格的时序限定。
第二滤波器可以通过透射功能或反射功能过滤第二电信号。假设第二滤波器通过反射功能过滤第二电信号。当第二滤波器的过滤波长是第一波长时,第二滤波器透射第二光信号,第二滤波器反射第一干扰光信号。此时,第一PD用于接收第一干扰光信号,得到第一电信号。第二PD用于接收第二光信号,得到第二电信号。在后续处理中,光通信设备可以解调第二电信号。当第二滤波器的滤波波长是第二波长时,第二滤波器透射第一干扰光信号,第二滤波器反射第二光信号。此时,第一PD用于接收第二光信号,得到第一电信号,第二PD用于接收第一干扰光信号,得到第二电信号。在后续处理中,光通信设备可以解调第一电信号。因此,不管第一光信号的波长是第一波长还是第二波长,光通信设备都可以不需要调整第二滤波器的滤波波长。因此,本申请可以降低滤波器的调节时间,从而提高通信效率。
应理解,关于光通信方法中的描述,可以参考前述光器件、光模块和光通信设备中的相关描述。例如,第二滤波器为不可调滤波器。例如,光通信设备通过比较器比较第一电信号和第二电信号的大小,得到控制信号。光通信设备根据控制信号在第一电信号和第二电信号选择目标电信号。目标电信号为第一电信号和第二电信号中电压或电流较大的电信号。例如,光通信设备将第一电信号和第二电信号相加,得到目标电信号。光通信设备对目标电信号进行数据处理。
前面对本申请中的光通信方法进行描述,下面对本申请中的光通信系统进行描述。图10为本申请中提供的光通信系统的第一个结构示意图。如图10所示,光通信系统包括光通信设备1001和光网络设备1002。
光通信设备1001的描述可以参考前述图8中光通信设备的相关描述。光通信设备1001用于向光网络设备1002发送第一波长的第一光信号。光通信设备1001用于接收混合光信号。混合光信号包括第一光信号产生的第一波长的第一干扰光信号和第二波长的第二光信号。光通信设备1001用于将混合光信号分为两个光信号。两个光信号包括第二光信号和第一干扰光信号。光通信设备1001用于通过第一PD对两个光信号中的一个光信号进行光电转换,得到第一电信号。光通信设备1001用于通过第二PD对两个光信号中的另一个光信号进行光电转换,得到第二电信号。
光网络设备1002用于向光通信设备1001发送第二波长的第二光信号。光网络设备1002的描述也可以参考前述图8中光通信设备的相关描述。例如,光网络设备用于接收目标混合光信号。光网络设备还用于将目标混合光信号分为第一波长的第一光信号和第二光信号产生的第二波长的目标干扰光信号。光网络设备还用于通过第三PD对第一光信号或目标干扰光信号进行光电转换,得到第三电信号。光网络设备还用于通过第四PD对目标干扰光信号或第一光信号进行光电转换,得到第四电信号。其中,第三PD和第四PD接收的是不同的光信号。
图11为本申请中提供的光通信系统的第二个结构示意图。如图11所示,光通信系统包括分波/合波器1101、分波/合波器1102、N个光通信设备和N个光网络设备。光通信设备和光网络设备的描述可以参考前述图10中的相关描述。N个光通信设备用于向N个光网络设备发送N个不同波长的第一光信号。具体地,N个光通信设备用于向分波/合波器1101发送N个不同波长的第一光信号。N个光通信设备和N个不同波长的第一光信号一一对应。分波/合波器1101用于对N个不同波长的第一光信号进行合波,得到合波后的第一光信号。分波/合波器1101用于向分波/合波器1102发送合波后的第一光信号。分波/合波器1102用于对合波后的第一光信号进行分波,得到N个不同波长的第一光信号。分波/合波器1102用于向N个光网络设备发送N个不同波长的第一光信号。N个不同波长的第一光信号和N个光网络设备一一对应。相反地,N个光网络设备用于向N个光通信设备发送N个不同波长的第二光信号。N个不同波长的第二光信号和N个光通信设备一一对应。第二光信号和第一光信号的波长不同。
对于任意一个光通信设备,光通信设备可以接收到混合光信号。混合光信号包括一个第二光信号和本身发送的第一光信号的反射光信号。反射光信号也称为第一干扰光信号。光通信设备用于将混合光信号分为两个光信号。两个光信号包括第二光信号和第一干扰光信号。光通信设备用于通过第一PD对两个光信号中的一个光信号进行光电转换,得到第一电信号。光通信设备用于通过第二PD对两个光信号中的另一个光信号进行光电转换,得到第二电信号。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。
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