相位处理方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种相位处理方法及装置，其中，该方法包括：在数据信号上添加预定幅度的相位扰动；根据上述相位扰动控制数据信号和时钟信号进行相位对齐处理，通过本发明，解决了相关技术中存在的由于时钟信号和数据信号未对齐导致传输性能劣化的问题，进而达到了实现时钟信号和数据信号对齐的效果。
【专利说明】
相位处理方法及装置
技术领域
[0001] 本发明设及通信领域，具体而言，设及一种相位处理方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在光传输的时钟调制方式（例如：RZ时钟调制方式）的系统中，为了保持系统最 好的传输性能，RZ时钟要和所要传输的数据信号中屯、对齐。但是，在实际应用中，由于溫 度变化和输出波长在不同波道内切换，RZ时钟信号和数据信号中屯、对齐状态会偏离对准状 态，从而导致传输性能劣化，例如：边沿抖动引起RZ数据信号眼图压缩，发送侧出光功率检 测误差加大。
[0003] 针对相关技术中存在的由于时钟信号和数据信号未对齐导致传输性能劣化的问 题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种相位处理方法及装置，W至少解决相关技术中存在的由于时钟 信号和数据信号未对齐导致传输性能劣化的问题。 阳〇化]根据本发明的一个方面，提供了一种相位处理方法，包括：在数据信号上添加预定 幅度的相位扰动；根据所述相位扰动控制所述数据信号和时钟信号进行相位对齐处理。
[0006] 进一步地，所述相位扰动包括正微扰和/或负微扰。
[0007] 进一步地，根据所述相位扰动控制所述数据信号和时钟信号进行相位对齐处理包 括：在所述相位扰动的周期内，在所述数据信号上添加预定数量的相位偏移；采集对应于 所述相位偏移的光功率的电压；根据采集的所述光功率的电压确定添加到所述数据信号上 的目的相位偏移；利用所述目的相位偏移控制所述数据信号和时钟信号进行相位对齐处 理。
[0008] 进一步地，根据采集的所述光功率的电压确定添加到所述数据信号上的目的相位 偏移包括：选择采集的所述光功率为零或与零相差小于预定阔值时的相位偏移；确定选择 的所述相位偏移为所述目的相位偏移。
[0009] 进一步地，所述数据信号为归零-四相相对相移键控RZ-DQPSK系统中的四相相对 相移键控DQPSK数据。
[0010] 根据本发明的另一方面，提供了一种相位处理装置，包括：添加模块，用于在数据 信号上添加预定幅度的相位扰动；控制模块，用于根据所述相位扰动控制所述数据信号和 时钟信号进行相位对齐处理。
[0011] 进一步地，所述相位扰动包括正微扰和/或负微扰。
[0012] 进一步地，所述控制模块包括：添加单元，用于在所述相位扰动的周期内，在所述 数据信号上添加预定数量的相位偏移；采集单元，用于采集对应于所述相位偏移的光功率 的电压；确定单元，用于根据采集的所述光功率的电压确定添加到所述数据信号上的目的 相位偏移；控制单元，用于利用所述目的相位偏移控制所述数据信号和时钟信号进行相位 对齐处理。
[0013] 进一步地，所述确定单元包括：选择子单元，用于选择采集的所述光功率为零或与 零相差小于预定阔值时的相位偏移；确定子单元，用于确定选择的所述相位偏移为所述目 的相位偏移。
[0014] 进一步地，所述数据信号为归零-四相相对相移键控RZ-DQPSK系统中的四相相对 相移键控DQPSK数据。
[0015] 通过本发明，采用在数据信号上添加预定幅度的相位扰动；根据所述相位扰动控 制所述数据信号和时钟信号进行相位对齐处理，解决了相关技术中存在的由于时钟信号和 数据信号未对齐导致传输性能劣化的问，进而达到了实现时钟信号和数据信号对齐的效 果。
【附图说明】
[0016] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0017] 图1是根据本发明实施例的相位处理方法的流程图；
[001引图2是根据本发明实施例的相位处理装置的结构框图；
[0019] 图3是根据本发明实施例的相位处理装置中控制模块24的结构框图；
[0020] 图4是根据本发明实施例的相位处理装置中确定单元36的结构框图；
[0021] 图5是根据本发明实施例的RZ-DQPSK系统的发送框图；
[0022] 图6是根据本发明实施例的RZ-DQPSK系统的发送的细节框图图；
[0023] 图7是根据本发明实施例的监测点的眼图；
[0024] 图8a是根据本发明实施例的RZ-DQPSK系统中相位失配时的监测点眼图一；
[0025] 图8b是根据本发明实施例的RZ-DQPSK系统中相位失配时的监测点眼图二；
[0026] 图8c是根据本发明实施例的RZ-DQPSK系统中相位失配时的监测点眼图Ξ ;
[0027] 图9是根据本发明实施例的相移和出光功率的关系图；
[0028] 图10是根据本发明实施例的时钟数据相移控制器原理框图；
[0029] 图11是根据本发明实施例的微扰周期时序图；
[0030] 图12是根据本发明实施例的时钟数据相移控制器的时序图；
[0031] 图13是根据本发明实施例的MUX相位显示查找表LUT控制结构框图。
【具体实施方式】
[0032] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可W相互组合。
[0033] 在本实施例中提供了一种相位处理方法，图1是根据本发明实施例的相位处理方 法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
[0034] 步骤S102,在数据信号上添加预定幅度的相位扰动；
[0035] 步骤S104,根据该相位扰动控制数据信号和时钟信号进行相位对齐处理。
[0036] 通过上述步骤，利用在数据信号中添加相位扰动的方式对数据信号和时钟信号进 行相位对齐处理，从而解决了相关技术中存在的由于时钟信号和数据信号未对齐导致传输 性能劣化的问题，进而达到了实现时钟信号和数据信号对齐的效果。
[0037] 并且，上述相位扰动的类型可W为多种类型，在一个可选的实施例中，在进行相位 扰动的添加时，可W添加正微扰，也可W添加负微扰。
[0038] 在根据相位扰动控制数据信号和时钟信号进行相位对齐处理时可W采用多种方 式，在一个可选的实施例中，可W采用如下方式进行相位对其处理：在相位扰动的周期内， 在数据信号上添加预定数量的相位偏移；采集对应于上述相位偏移的光功率的电压；根据 采集的光功率的电压确定添加到上述数据信号上的目的相位偏移；利用该目的相位偏移控 制数据信号和时钟信号进行相位对齐处理。
[0039] 其中，根据采集的上述光功率的电压确定添加到数据信号上的目的相位偏移可W 采用如下方案：选择采集的光功率为零或与零相差小于预定阔值时的相位偏移；确定选择 的相位偏移为目的相位偏移。目P，当光功率为零或接近零时，说明数据信号和时钟信号的相 位为对齐的，因此，可W利用该特性确定使得数据信号和时钟信号的相位对齐的相位偏移。
[0040] 上述技术方案可W应用于多种系统中，在一个可选的实施例中，上述的技术方案 可W应用于归零-四相相对相移键控RZ-DQPSK系统中，上述数据信号便为该RZ-DQPSK系 统中的四相相对相移键控DQPSK数据。
[0041] 在本实施例中还提供了一种相位处理装置，该装置用于实现上述实施例及优选实 施方式，已经进行过说明的不再寶述。如W下所使用的，术语"模块"可W实现预定功能的 软件和/或硬件的组合。尽管W下实施例所描述的装置较佳地W软件来实现，但是硬件，或 者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0042] 图2是根据本发明实施例的相位处理装置的结构框图，如图2所示，该装置包括添 加模块22和控制模块24,下面对该装置进行说明。
[0043] 添加模块22,用于在数据信号上添加预定幅度的相位扰动；控制模块24,连接至 上述添加模块22,用于根据相位扰动控制上述数据信号和时钟信号进行相位对齐处理。
[0044] 其中，上述相位扰动可W包括正微扰和/或负微扰。
[0045] 图3是根据本发明实施例的相位处理装置中控制模块24的结构框图，如图3所 示，该控制模块24包括添加单元32、采集单元34、确定单元36和控制单元38。下面对该装 置控制模块24进行说明。
[0046] 添加单元32,用于在相位扰动的周期内，在数据信号上添加预定数量的相位偏移； 采集单元34,连接至上述添加单元32,用于采集对应于上述相位偏移的光功率的电压；确 定单元36,连接在上述采集单元34,用于根据采集的光功率的电压确定添加到数据信号上 的目的相位偏移；控制单元38,连接至上述确定单元36,用于利用上述目的相位偏移控制 数据信号和时钟信号进行相位对齐处理。
[0047] 图4是根据本发明实施例的相位处理装置中确定单元36的结构框图，如图4所 示，该确定单元36包括选择子单元42和确定子单元44,下面对该确定单元36进行说明。
[0048] 选择子单元42,用于选择采集的光功率为零或与零相差小于预定阔值时的相位偏 移；确定子单元44,连接至上述选择子单元42,用于确定选择的相位偏移为目的相位偏移。
[0049] 其中，上述数据信号可W为归零-四相相对相移键控RZ-DQPSK系统中的四相相对 相移键控DQPSK数据。
[0050] 针对相关技术中存在的由于时钟信号和数据信号未对齐导致传输性能劣化的问 题，在本发明实施例中还提出了一种自动控制RZ时钟和传输数据对齐的方法和实现装置， 下面W RZ-DQPSK系统为例对本发明进行说明。
[0051] 本发明实施例是通过在RZ-DQPSK系统的DQPSK数据中加入一个微小的相位扰动， RZ时钟和传输数据的相位关系可W依据运个微扰产生的变化实现自动对齐的。在运个方案 中，RZ时钟相位是固定的，只给数据信号加相位上的移动，运对RZ光信号的抖动影响很小。
[0052] 图5是根据本发明实施例的RZ-DQPSK系统的发送框图，图6是根据本发明实施例 的RZ-DQPSK系统的发送的细节框图，如图5、6所示，RZ调制器有两个输出端口：相长端、相 消端。相长端输出的是RZ-DQPSK信号，相消端的出光接在背光监测二极管MTO上产生与出 光强度成比例的光电流。其中，在图6所示的结构框图中包括Ξ个相关的光信号检测点A 点、B点和C点，其中，A点用于DQPSK调制器输出DQPSK光信号，B点为DQPSK在RZ调制器 的相长端，C点为RZ调制器的相消端输出。运Ξ个信号在数据时钟对齐点的状态如图7所 示，图7是根据本发明实施例的监测点的眼图。 阳化引图8a是根据本发明实施例的RZ-DQPSK系统中相位失配时的监测点眼图一、图8b 是根据本发明实施例的RZ-DQPSK系统中相位失配时的监测点眼图二、图8c是根据本发明 实施例的RZ-DQPSK系统中相位失配时的监测点眼图Ξ，其中，图8曰、图8b、图8c中最上边 的图是数据时钟对齐状态示意图，中间的图是相长端输出光眼图，最下边的图是相消端输 出眼图。
[0054] RZ时钟和数据对齐W后，相消端平均光功率值是最小的，图9是根据本发明实施 例的相移和出光功率的关系图，在图9中表示的是时钟数据失配和RZ相消端归一化后平均 光功率之间的关系图。能控制数据时钟对齐的装置就是光功率最小点锁定控制器。 阳化5] 在初始化过程中，时钟数据相移控制器中积分器会被设置到校准列表中的初始 值，在运个位置时钟会出在数据的中屯、位置附近。当所有发送侧控制环出在锁定状态时，时 钟数据控制器开始使能，整个控制框图可W如图10所示，该图10是根据本发明实施例的时 钟数据相移控制器原理框图。
[0056] 在图10中，相位dither产生一个光功率微扰，导致MTO输出的Vtz有微小的变化。 Auto-zero环路会把Vtz的稳定直流电信号DC电平消除掉，仅仅放大相位上的微扰信号， Auto-zero环路在微扰信号的时间片内是禁使能的，在正微扰和负微扰之间环路使能，即在 非微扰时间片时是使能的。
[0057] 时钟数据对齐控制器W Ts采样周期采样加上微扰后MTO输出的电压Va，时钟相位 相关检测器将化个正微扰做平均产生平均正微扰P化，将化个负微扰做平均产生平均负微 扰PHn。根据下述的Ξ种不同的电压状态输入，积分器会更新使能输出。时钟相位微扰的步 长由K壯设置。
[0060] 在正微扰的周期内，正向相位偏移会加到数据I、Q的相位偏移器中，即产生一个 IQ数据相对于RZ时钟的正相移。然后设置一个合适的延时，使得图中高增益放大器配置完 毕，采集Va，将P化更新出来，控制环路再去掉正向相位偏移，Auto-zero环路将Va恢复到 零点。
[0061] 在负微扰的周期内，负向相位偏移会加到数据I、Q的相位偏移器中，即产生一个 IQ数据相对于RZ时钟的负相移。然后设置一个合适的延时，使得图中高增益放大器配置完 毕，采集Va，将P化更新出来，控制环路再去掉负向相位偏移，Auto-zero环路将Va恢复到 零点。
[0062] 图11是根据本发明实施例的微扰周期时序图，图12是根据本发明实施例的时钟 数据相移控制器的时序图，如图11、12所示，相关检测器SD对化个正向相位偏移和化个负 向相位偏移采样值进行平均后产生Vdiff的误差信号，然后对误差信号数值进行符号化。 时钟数据相位偏移积分器得到符号化的误差信号后使能输出，将IQ的地ase值同时更新。 阳06引图13是根据本发明实施例的MUX相位显示查找表LUT控制结构框图，如图13所 示，不同的MUX中时钟和数据相位移动的方法也不一样，所W时钟数据偏移控制器执行的 相位移动的方式也不同，在本发明实施了中可W用查找表去把时钟数据相移控制器的输出 转化到IQ的相位变化。 W64] 在初始校准环路时设置化h = 0，将IQ数据的相位偏移设置到变化范围的中屯、点。 关闭RZ时钟，调整I、Q两路数据到最优对齐点，然后使能RZ时钟信号输出，调节RZ时钟信 号对齐都DQPSK数据。 阳0化]通过上述各实施例，有效解决了相关技术中存在的由于时钟信号和数据信号未对 齐导致传输性能劣化的问题，进而实现了时钟信号和数据信号对齐的目的。
[0066] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可W用通用 的计算装置来实现，它们可W集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成 的网络上，可选地，它们可W用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可W将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可W W不同于此处的顺序执行所示 出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或 步骤制作成单个集成电路模块来实现。运样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0067] W上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可W有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种相位处理方法，其特征在于，包括： 在数据信号上添加预定幅度的相位扰动； 根据所述相位扰动控制所述数据信号和时钟信号进行相位对齐处理。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相位扰动包括正微扰和/或负微扰。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述相位扰动控制所述数据信号和 时钟信号进行相位对齐处理包括： 在所述相位扰动的周期内，在所述数据信号上添加预定数量的相位偏移； 采集对应于所述相位偏移的光功率的电压； 根据采集的所述光功率的电压确定添加到所述数据信号上的目的相位偏移； 利用所述目的相位偏移控制所述数据信号和时钟信号进行相位对齐处理。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据采集的所述光功率的电压确定添加 到所述数据信号上的目的相位偏移包括： 选择采集的所述光功率为零或与零相差小于预定阈值时的相位偏移； 确定选择的所述相位偏移为所述目的相位偏移。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述数据信号为归零-四相 相对相移键控RZ-DQPSK系统中的四相相对相移键控DQPSK数据。6. -种相位处理装置，其特征在于，包括： 添加模块，用于在数据信号上添加预定幅度的相位扰动； 控制模块，用于根据所述相位扰动控制所述数据信号和时钟信号进行相位对齐处理。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述相位扰动包括正微扰和/或负微扰。8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括： 添加单元，用于在所述相位扰动的周期内，在所述数据信号上添加预定数量的相位偏 移； 采集单元，用于采集对应于所述相位偏移的光功率的电压； 确定单元，用于根据采集的所述光功率的电压确定添加到所述数据信号上的目的相位 偏移； 控制单元，用于利用所述目的相位偏移控制所述数据信号和时钟信号进行相位对齐处 理。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括： 选择子单元，用于选择采集的所述光功率为零或与零相差小于预定阈值时的相位偏 移； 确定子单元，用于确定选择的所述相位偏移为所述目的相位偏移。10. 根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述数据信号为归零-四 相相对相移键控RZ-DQPSK系统中的四相相对相移键控DQPSK数据。
【文档编号】H04L7/04GK105871533SQ201510027968
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月20日
【发明人】张理维
【申请人】中兴通讯股份有限公司