專利名稱：偏振加擾光信號(hào)的自適應(yīng)均衡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于偏振加擾光信號(hào)的接收機(jī)，其包括自適應(yīng)均衡器和用于產(chǎn)生用于調(diào)整該均衡器的反饋信號(hào)的反饋信號(hào)發(fā)生裝置，本發(fā)明還涉及一種具有這種接收機(jī)的光纖系統(tǒng)，以及一種用來執(zhí)行自適應(yīng)均衡的方法。
背景技術(shù)：
偏振模色散(PMD)是高速(比特率為10-40Gb/s)長(zhǎng)距離傳輸?shù)闹饕系K之一。由沿色散光纖鏈路分布的擾偏器進(jìn)行快速偏振調(diào)制加上已存在于接收機(jī)中的糾錯(cuò)(FEC(前饋糾錯(cuò)))已經(jīng)作為一種降低波分復(fù)用(WDM)信號(hào)的鏈路PMD的有成本效益的方法而被提出，參見X.Liu等人在ECOC(歐洲光通信會(huì)議)2004的截止期后會(huì)議(post-deadlinesession)中的論文“Experimental Demonstration of Broadband PMDMitigation through Distributed Fast Polarization Scrambling and FEC(對(duì)通過分布式快速偏振加擾和FEC降低寬帶PMD的實(shí)驗(yàn)證明)”。
不僅如此，自適應(yīng)電均衡器或者自適應(yīng)可調(diào)光色散補(bǔ)償器被預(yù)計(jì)用于10Gb/s和接下來的40Gb/s線路卡以提高對(duì)于剩余色散、元件老化的容限，以及降低元件規(guī)格。不幸的是，通過加擾降低PMD與通過自適應(yīng)均衡提高容限是不能共存的，原因是光信號(hào)和由此的反饋信號(hào)采用加擾頻率調(diào)制并且因此是無效的，其中反饋信號(hào)取最大值(或最小值)以將均衡器調(diào)諧到最佳位置。
本中請(qǐng)人提出的歐洲專利申請(qǐng)05290047.9號(hào)公開了一種通過偏振加擾降低PMD的接收機(jī)，它通過對(duì)接收機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)制而將加擾引起的時(shí)間抖動(dòng)考慮在內(nèi)，從而使抖動(dòng)引起的比特脈沖到達(dá)時(shí)間的偏移得到補(bǔ)償。還通過變換接收機(jī)判決門的門限將隨時(shí)間變化的失真考慮在內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的接收機(jī)，它能夠執(zhí)行對(duì)偏振調(diào)制的光信號(hào)的自適應(yīng)均衡；提供一種具有這種接收機(jī)的光纖系統(tǒng)；以及一種利用這種接收機(jī)進(jìn)行自適應(yīng)均衡的方法。
該目的可以由上述類型的接收機(jī)完成，該接收機(jī)還包括一種過濾裝置，該過濾裝置通過選擇在光信號(hào)的擾頻或者不同擾頻的拍頻上的反饋信號(hào)的最大值或最小值來過濾反饋信號(hào)。
根據(jù)不同的實(shí)施類型，反饋信號(hào)可以是在均衡器輸出端測(cè)量的質(zhì)量信號(hào)，例如用眼圖監(jiān)視器測(cè)得的眼圖開度；或者是FEC提供的誤碼率信號(hào)；或者是在判決時(shí)采樣的差錯(cuò)信號(hào)，一般用在諸如前饋均衡器(FFE)和判決反饋均衡器(DFE)之類的均衡器的LMS(最小均方)適應(yīng)方案中。對(duì)于均衡器適應(yīng)來說，適應(yīng)過程中只有對(duì)應(yīng)于周期性出現(xiàn)的信號(hào)最大失真(分別為質(zhì)量信號(hào)的最小值和差錯(cuò)信號(hào)的最大值)的時(shí)間實(shí)例必須得到改善(最大化或者最小化)。過濾裝置適合于選擇在僅有單一加擾頻率的情況下在該加擾頻率(例如20MHZ)上出現(xiàn)的最大值和最小值。在光信號(hào)中有多于一個(gè)加擾頻率的情況下，例如在偏振調(diào)制中使用至少兩個(gè)不同加擾速率的加擾器以及/或者在使用一個(gè)具有多于一個(gè)加擾電極的加擾器的情況下，過濾裝置調(diào)整為過濾在速率的拍頻上出現(xiàn)的最大值和最小值。濾出的信號(hào)作為新的反饋信號(hào)用于均衡器的適應(yīng)控制。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，反饋信號(hào)發(fā)生裝置是眼圖監(jiān)視器，其產(chǎn)生表示要被最大化的光信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量的眼圖開度作為反饋信號(hào)，用于均衡器自適應(yīng)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，反饋信號(hào)發(fā)生裝置是FEC解碼器，其提供由FEC差錯(cuò)計(jì)算得出的要被最小化的誤碼信號(hào)，用于均衡器自適應(yīng)。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，過濾裝置是峰值探測(cè)器，其用于保存反饋信號(hào)的最大值或最小值，它可以在不必從光信號(hào)中提取加擾頻率的情況下探測(cè)這些值。(見下面說明)
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，過濾裝置是由從光信號(hào)中提取加擾頻率或拍頻的選通信號(hào)發(fā)生裝置觸發(fā)的開關(guān)。在這種情況下，其中失真為最大/最小的時(shí)間事件由分別同步于加擾頻率/拍頻的開關(guān)通過使用來自選通信號(hào)發(fā)生裝置的選通控制信號(hào)來進(jìn)行選通。選通信號(hào)生成的可能實(shí)現(xiàn)在前面提到的歐洲專利申請(qǐng)05290047.9號(hào)中有詳細(xì)描述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠理解，還必須執(zhí)行對(duì)出現(xiàn)最大值/最小值的時(shí)間事件的選通的相位調(diào)整。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，光信號(hào)被構(gòu)造為相繼的FEC幀，并且拍頻大于FEC幀的重復(fù)頻率。在存在幾個(gè)拍頻的情況下，過濾裝置優(yōu)選地調(diào)整到大于FEC幀的重復(fù)頻率(例如100kHz)的最低拍頻，因?yàn)镕EC解碼算法能夠?qū)Τ霈F(xiàn)在較低頻率上的差錯(cuò)進(jìn)行糾正。
在本實(shí)施例的優(yōu)選變型中，自適應(yīng)均衡器是電均衡器，特別是最大似然序列估計(jì)器(可用作硬判決裝置的維特比均衡器)、前饋均衡器或者判決反饋均衡器。可選地，也可使用光均衡器，例如實(shí)現(xiàn)為可調(diào)光色散補(bǔ)償器。這種補(bǔ)償器預(yù)計(jì)將來用于10Gb/s和40Gb/s的線路卡中。
本發(fā)明還可以在一種光纖系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，該光纖系統(tǒng)包括光纖線路和前文所述的接收機(jī)，該光纖線路具有至少一個(gè)對(duì)通過光纖線路傳輸?shù)墓庑盘?hào)進(jìn)行偏振調(diào)制的擾偏器。在這種光纖系統(tǒng)中，在不犧牲動(dòng)態(tài)降低其他損傷的益處的情況下非常有效的降低了PMD值。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，光纖線路包括許多相繼設(shè)置的擾偏器，它們同步于公共擾頻，在本申請(qǐng)人的歐洲專利申請(qǐng)05290078.4號(hào)中對(duì)此有詳細(xì)描述，這里通過引用包含其全文。
本發(fā)明還實(shí)現(xiàn)于一種用于在包括自適應(yīng)均衡器的接收機(jī)中對(duì)偏振加擾光信號(hào)執(zhí)行自適應(yīng)均衡的方法，該方法包括以下步驟a)在均衡器中對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行均衡，b)產(chǎn)生代表均衡質(zhì)量的反饋信號(hào)，以及c)將反饋信號(hào)提供給自適應(yīng)均衡器以優(yōu)化均衡，其中，在步驟c)前的步驟b2)中，通過選擇在光信號(hào)的加擾頻率或不同加擾頻率的拍頻上出現(xiàn)的反饋信號(hào)的最小值或最大值來過濾反饋信號(hào)。
從描述和公開的附圖中可以得出更多的優(yōu)點(diǎn)。前面和后面提到的特征可根據(jù)本發(fā)明單獨(dú)或以任意組合的形式共同地使用。所述實(shí)施例不能理解為詳盡的列舉而是具有用于描述本發(fā)明的代表性特征。


本發(fā)明在附圖中示出。
圖1示出了本發(fā)明接收機(jī)的第一實(shí)施例，其包括眼圖監(jiān)視器和峰值探測(cè)器；圖2示出了由圖1中的眼圖監(jiān)視器產(chǎn)生的代表均衡質(zhì)量的反饋信號(hào)隨時(shí)間的變化；圖3示出了本發(fā)明接收機(jī)的第二實(shí)施例，其具有開關(guān)和選通信號(hào)發(fā)生裝置；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的光纖系統(tǒng)，其具有利用FEC解碼器產(chǎn)生反饋信號(hào)的本發(fā)明接收機(jī)的第三實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了接收機(jī)1，它從色散傳輸鏈路(結(jié)合圖4詳細(xì)地示出和表述)上接收偏振加擾光信號(hào)。接收機(jī)1包括光電二極管2作為O/E(光電)轉(zhuǎn)換器，其將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后將該電信號(hào)作為輸入提供給可調(diào)電子均衡器3(例如前饋均衡器)，該均衡器用于隨后在判決門(沒有示出)中完成判決前對(duì)信號(hào)進(jìn)行均衡。收到的光信號(hào)包含與時(shí)間有關(guān)的、由周期加擾引起的周期失真。在均衡器3之后提供眼圖監(jiān)視器4，以產(chǎn)生表示均衡性能的反饋信號(hào)5(見圖2)。在標(biāo)準(zhǔn)的自適應(yīng)均衡器中，這種表示信號(hào)質(zhì)量的反饋信號(hào)被最大化，以將均衡器調(diào)諧至最佳性能。
然而，當(dāng)處理偏振加擾信號(hào)時(shí)，在時(shí)間周期Tscr或時(shí)間周期Tbeat內(nèi)圖2中的反饋信號(hào)5在最小值6和最大值7之間有強(qiáng)調(diào)制和振蕩，僅有一個(gè)這樣的頻率時(shí)，時(shí)間周期Tscr對(duì)應(yīng)于加擾頻率(例如20MHz)，或者在不同加擾器或加擾極的不同加擾頻率情況下，時(shí)間周期Tbeat對(duì)應(yīng)于例如兩個(gè)位于FEC幀速率(例如100khz)之上的擾頻之間的拍頻(不同頻率)。隨后的時(shí)間周期Tscr內(nèi)，最小值6和最大值7處的信號(hào)質(zhì)量是變化的，并且不一定如在圖2中所示的那樣在各周期之間是恒定的。為了適應(yīng)的目的，僅僅對(duì)應(yīng)于最惡劣失真的時(shí)間實(shí)例(即反饋信號(hào)5的最小值6)的信號(hào)質(zhì)量是有關(guān)的。
因此，在峰值探測(cè)器8對(duì)質(zhì)量信號(hào)5進(jìn)行過濾，調(diào)整峰值探測(cè)器8為僅存儲(chǔ)反饋信號(hào)5的最小值6，因此生成的過濾反饋信號(hào)作為輸入提供給均衡器3的適應(yīng)控制9以進(jìn)行性能優(yōu)化。
峰值探測(cè)器8不構(gòu)成用于過濾反饋信號(hào)5來選出最小值6的僅有的可能裝置?？蛇x地，可以使用圖3中示出的接收機(jī)1’，其中峰值探測(cè)器8被開關(guān)11取代，該開關(guān)11由選通信號(hào)發(fā)生裝置10產(chǎn)生的選通信號(hào)觸發(fā)，O/E轉(zhuǎn)換后的信號(hào)在送入接收器3前分出一部分送到該選通信號(hào)發(fā)生裝置10。選通信號(hào)發(fā)生裝置10再現(xiàn)偏振加擾的頻率和相位，在本申請(qǐng)人的歐洲專利申請(qǐng)05290047.9號(hào)中有詳細(xì)描述，這里通過參考引用其全部?jī)?nèi)容。當(dāng)存在幾個(gè)加擾頻率時(shí)，選通信號(hào)發(fā)生裝置10也可用來再現(xiàn)拍頻Tbeat的頻率和相位。選通信號(hào)發(fā)生裝置10用關(guān)于加擾的信息來產(chǎn)生選通信號(hào)，該選通信號(hào)在關(guān)于反饋信號(hào)5的最小值6的短時(shí)間周期TG(見圖2)內(nèi)閉合開關(guān)11，從而這些信號(hào)被選中并用作反饋信號(hào)作為輸入提供給適應(yīng)控制9。
圖1和圖2描述的均衡器3不能執(zhí)行硬判決，所以必須與判決裝置一起使用。與此相反，圖4示出的接收機(jī)1”包含的自適應(yīng)均衡器3’是象最大似然序列估計(jì)器(維特比均衡器)一樣的硬判決裝置，其用于將包含在O/E轉(zhuǎn)換的信號(hào)中的比特脈沖轉(zhuǎn)換成包含一系列離散值(例如二進(jìn)制值0或1)的比特流。這種情況下，隨后的FEC解碼器12產(chǎn)生反饋信號(hào)，完成表示硬判決質(zhì)量的差錯(cuò)計(jì)算。反饋控制的適應(yīng)可以通過關(guān)于圖3而描述的一樣的方法實(shí)現(xiàn)，唯一的不同是選通信號(hào)發(fā)生裝置10選擇差錯(cuò)信號(hào)的最大值而不是最小值，這種情況下這些信號(hào)對(duì)應(yīng)于出現(xiàn)最大失真的時(shí)間實(shí)例。
為了在進(jìn)行硬判決后產(chǎn)生表示均衡質(zhì)量的信號(hào)，傳輸前在發(fā)射機(jī)13的FEC編碼器(未示出)內(nèi)通過在待傳送數(shù)據(jù)比特中增加冗余比特來對(duì)光信號(hào)進(jìn)行編碼。利用冗余信息，接收機(jī)1”中的FEC解碼器12能夠檢測(cè)和糾正傳輸信號(hào)中的比特差錯(cuò)。
在光發(fā)射機(jī)13和光接收機(jī)1”之間設(shè)置了以高比特率傳輸光信號(hào)的光纖線路14。在光纖線路14的發(fā)射機(jī)端，設(shè)置多路復(fù)用器15以對(duì)進(jìn)入多路復(fù)用器15的不同波長(zhǎng)光信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用(WDM)，產(chǎn)生的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)通過光纖線路14進(jìn)行傳輸并且在位于光纖線路接收機(jī)端的解復(fù)用器16中進(jìn)行解復(fù)用。
沿光纖線路14相繼地分布著多個(gè)快速擾偏器17。每個(gè)擾偏器17后面都連著光纖鏈路18。擾偏器17的目的是提供加擾信號(hào)，加擾信號(hào)產(chǎn)生周期的偏振變化，從而可以通過接收機(jī)1”中的FEC解碼器12有效地降低由通過光纖線路14傳輸?shù)墓庑盘?hào)的鄰近比特脈沖干擾產(chǎn)生的比特差錯(cuò)。(一般地，這意味著高誤碼的時(shí)期足夠短，以使FEC解碼器12能夠糾正這些差錯(cuò)。)所有的擾偏器17工作在同一偏振調(diào)制頻率(典型值為大約10MHz)并且為此進(jìn)行同步，在前面提到的本申請(qǐng)人的歐洲專利申請(qǐng)05290078.4號(hào)中有更詳細(xì)的描述。
盡管前面連同電信號(hào)和電均衡器一起對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是過濾過程也可針對(duì)光信號(hào)通過適應(yīng)用于信號(hào)均衡的自適應(yīng)可調(diào)光色散補(bǔ)償器來完成。同樣，本發(fā)明不限制在前面所述的過濾裝置和反饋信號(hào)發(fā)生裝置，也可用本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道的適合這些用途的其他裝置來代替。總之，本發(fā)明提供了對(duì)PMD的有效降低，而沒有犧牲動(dòng)態(tài)降低其他損傷的益處。
權(quán)利要求
1.一種用于光信號(hào)的接收機(jī)(1；1’；1”)，所述光信號(hào)包含由周期偏振加擾引起的與時(shí)間有關(guān)的周期失真，所述接收機(jī)包括自適應(yīng)均衡器(3；3’)和用于生成用以調(diào)整自適應(yīng)均衡器(3；3’)的反饋信號(hào)(5)的反饋信號(hào)發(fā)生裝置(4’；12)，其特征在于過濾裝置(8；11)通過選擇在所述光信號(hào)的加擾頻率1/Tscr或不同加擾頻率的拍頻1/Tbeat上的反饋信號(hào)(5)的最小值(6)或最大值(7)來過濾反饋信號(hào)(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述反饋信號(hào)發(fā)生裝置是眼圖監(jiān)視器(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述反饋信號(hào)發(fā)生裝置是FEC解碼器(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述過濾裝置是峰值探測(cè)器(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述過濾裝置是開關(guān)(11)，所述開關(guān)(11)由從所述光信號(hào)中提取所述加擾頻率1/Tscr或所述拍頻1/Tbeat的選通信號(hào)發(fā)生裝置(10)來觸發(fā)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述光信號(hào)被構(gòu)造為相繼的FEC幀，并且所述拍頻1/Tbeat大于所述FEC幀的重復(fù)頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述自適應(yīng)均衡器是電均衡器，特別是最大似然序列估計(jì)器(3’)、前饋均衡器(3)或判決反饋均衡器。
8.一種光纖系統(tǒng)，其包括光纖線路(14)和根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)(1；1’；1”)，所述光纖線路(14)具有至少一個(gè)用來對(duì)通過所述光纖線路(14)傳輸?shù)墓庑盘?hào)進(jìn)行偏振調(diào)制的擾偏器(17)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖系統(tǒng)，其特征在于所述光纖線路(14)包括多個(gè)相繼設(shè)置的同步于共同加擾頻率1/Tscr的擾偏器(17)。
10.一種用于對(duì)光信號(hào)執(zhí)行自適應(yīng)均衡的方法，所述光信號(hào)包含與時(shí)間有關(guān)的周期失真，所述周期失真是由包括自適應(yīng)均衡器(3；3’)的接收機(jī)(1；1’；1”)中的周期偏振加擾引起的，所述方法包括以下步驟a)在所述均衡器(3；3’)中對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行均衡；b)生成指示所述均衡質(zhì)量的反饋信號(hào)(5)；以及c)將所述反饋信號(hào)(5)提供給所述自適應(yīng)均衡器(3；3’)以優(yōu)化所述均衡，其特征在于步驟b2)通過選擇出現(xiàn)在所述光信號(hào)的加擾頻率1/Tscr或不同加擾頻率的拍頻1/Tbeat上的所述反饋信號(hào)(5)的最小值(6)或最大值(7)來過濾所述反饋信號(hào)(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于偏振加擾光信號(hào)的接收機(jī)(1”)，其包括自適應(yīng)均衡器(3’)和用于生成用于調(diào)整自適應(yīng)均衡器(3’)的反饋信號(hào)的反饋信號(hào)發(fā)生裝置(12)，其特征在于過濾裝置(11)通過選擇在光信號(hào)的加擾頻率或者不同加擾頻率的拍頻上的反饋信號(hào)的最小值或最大值來對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行過濾。本發(fā)明還公開了一種光纖系統(tǒng)以及一種用于執(zhí)行自適應(yīng)均衡的方法，該光纖系統(tǒng)包括光纖線路(14)，光纖線路(14)具有至少一個(gè)用來對(duì)通過具有這種接收機(jī)(1”)的光纖線路(14)傳輸?shù)墓庑盘?hào)進(jìn)行偏振調(diào)制的擾偏器(17)。
文檔編號(hào)H04B10/2507GK1956362SQ200610142709
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者亨寧·比洛 申請(qǐng)人:阿爾卡特公司