具有利用多分支濾波器組結構的色散補償模塊的光接收器的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求于2013年5月31日提交的、美國臨時專利申請No. 61/829, 448的優先 權，該申請的標題為"OPTICALRECEIVERHAVINGACHROMATIC-DISPERSIONCOMPENSATION MODULEWITHAMULTIBRANCHFILTER-BANKSTRUCTURE?,〇
技術領域
[0003] 本公開內容涉及光通信設備，并且更具體地涉及但是不僅限于，被配置為執行色 散（chromatic-dispersion，⑶）補償處理的光接收器。
【背景技術】
[0004] 本部分介紹可能有助于更好的理解所要求保護的（多個）發明的各個方面。因此， 本部分的說明應該根據這一點來閱讀，而不應被理解成承認哪些是現有技術或哪些不是現 有技術。
[0005] 色散（⑶）是光纖傳輸系統中最常見的損耗（impairment)之一。在相干傳輸中， 可以使用數字信號處理器對CD進行補償，例如，數字信號處理器被實現為被定位在光接收 器后端的專用集成電路（ASIC)。相干光接收器的設計者們試圖要解決的技術問題之一在 于，要降低ASIC的（多個）⑶補償模塊的復雜度（并且因此降低與這些⑶補償模塊相關 聯的功耗），同時保持甚至增加其中可以被補償的最大CD量。
【發明內容】
[0006] 本文公開了具有包含兩個并行信號處理分支的電子色散補償模塊的光接收器的 各種實施例，該光接收器被配置為提供比具有可比較的實現復雜度的現有技術設備所能提 供的色散補償的范圍更大的色散補償范圍。在示例實施例中，每個信號處理分支包括相應 的有限沖激響應濾波器組，這些濾波器組根據需要被補償的群延遲的相應不同的近似值 (approximation)進行配置。由濾波器組所使用的這兩個群延遲近似值取決于相應不同的 階梯函數（stepfunction)，每個階梯函數具有相應的多個量化階梯，在一個階梯函數中的 相鄰階梯之間的轉變與另一個階梯函數中的對應階梯的平坦部分在頻譜上對準。濾波器組 可以進一步被配置為應用相應不同的頻率相關的相移和/或幅度縮放概況（profile)，這 些縮放概況被設計用于減少與階梯函數中的相鄰階梯之間的轉變相關聯的信號失真。
[0007] 根據一個實施例，提供了一種裝置，包括：光電轉換器，被配置為將光輸入信號與 光參考信號混合，以生成光輸入信號的多個電數字測量（electricaldigitalmeasure); 以及數字電路，被配置為處理多個電數字測量進行處理，以恢復被編碼在光輸入信號中的 數據。數字電路包括：具有第一多個線性濾波器的第一信號處理分支，每個線性濾波器被配 置為向與光輸入信號對應的第一組頻譜子帶中的相應頻譜子帶應用相應的第一量化延遲， 以生成多個第一延遲頻譜子帶中的相應第一延遲頻譜子帶；以及具有第二多個線性濾波器 的第二信號處理分支，每個線性濾波器被配置為向與光輸入信號對應的第二組頻譜子帶中 的相應頻譜子帶應用相應的第二量化延遲，以生成多個第二延遲頻譜子帶中的相應第二延 遲頻譜子帶。數字電路被配置為將與第一延遲頻譜子帶和第二延遲頻譜子帶對應的數字信 號組合，以生成經處理的數字信號；以及基于經處理的數字信號來恢復數據。
[0008] 根據另一個實施例，提供了一種信號處理方法，包括下列步驟：(A)生成與接收到 的光信號對應的群延遲的第一近似值，所述第一近似值基于第一階梯函數，其中每個階梯 具有固定的幅度；(B)生成群延遲的第二近似值，所述第一近似值基于第二階梯函數，其中 每個階梯具有固定的幅度，所述第二階梯函數與第一階梯函數不同；(C)向與接收到的光 信號對應的第一組頻譜子帶中的相應頻譜子帶應用從第一階梯函數確定的相應第一量化 延遲，以生成多個第一延遲頻譜子帶中的相應第一延遲頻譜子帶；(D)向與接收到的光信 號對應的第二組頻譜子帶中的相應頻譜子帶應用從第二階梯函數確定的相應第二量化延 遲，以生成多個第二延遲頻譜子帶中的相應第二延遲頻譜子帶；以及（E)組合與第一延遲 頻譜子帶和第二延遲頻譜子帶對應的電數字信號，從而以至少部分補償經處理的電數字信 號上與群延遲相關聯的色散效應的方式，生成經處理的電數字信號。
[0009] 根據又一實施例，提供了一種設備，包括：用于生成與接收到的光信號對應的群延 遲的第一近似值的裝置，所述第一近似值基于第一階梯函數，其中每個階梯具有固定的幅 度；用于生成群延遲的第二近似值的裝置，所述第一近似值基于第二階梯函數，其中每個階 梯具有固定的幅度，所述第二階梯函數與第一階梯函數不同；用于向與接收到的光信號對 應的第一組頻譜子帶中的相應頻譜子帶應用從第一階梯函數確定的相應第一量化延遲、以 生成多個第一延遲頻譜子帶中的相應第一延遲頻譜子帶的裝置；用于向接收到的光信號對 應的第二組頻譜子帶中的相應頻譜子帶應用從第二階梯函數確定的相應第二量化延遲、以 生成多個第二延遲頻譜子帶中的相應第二延遲頻譜子帶的裝置；以及用于組合與第一延遲 頻譜子帶和第二延遲頻譜子帶對應的電數字信號、從而以在至少部分補償經處理的電數字 信號上與群延遲相關聯的色散效應的方式生成經處理的電數字信號的裝置。
【附圖說明】
[0010] 從例如以下詳細描述和附圖，所公開的各種實施例的其它方面、特征和益處將變 得更加充分清楚，在附圖中：
[0011] 圖1示出了在其中可以實踐本公開的各種實施例的光傳輸系統的框圖；
[0012] 圖2示出了根據本公開的一個實施例的可以用在圖1的光傳輸系統中數字電路的 框圖；
[0013] 圖3A-3B示出了根據本公開的一個實施例的可以用在圖2的數字電路中的⑶補 償模塊的框圖；
[0014] 圖4圖示了根據本公開的一個實施例的可以在圖3A-3B的CD補償模塊中實現的 信號處理；
[0015] 圖5圖示了根據本公開的一個實施例的可以用在圖3A-3B的CD補償模塊中的濾 波概況；
[0016] 圖6圖示了根據本公開的一個備選實施例可以用在圖3A-3B的⑶補償模塊中的 濾波概況；
[0017] 圖7示出了根據本公開的一個備選實施例的可以用在圖2的數字電路中的CD補 償模塊的框圖；
[0018] 圖8示出了根據本公開的又一個備選實施例的可以用在圖2的數字電路中的CD 補償模塊的框圖；以及
[0019] 圖9圖示了據本公開的一個備選實施例的在圖3A-3B的CD補償模塊中實現的根 信號處理。
【具體實施方式】
[0020] 圖1示出了在其中可以實踐本公開的各種實施例的光傳輸系統100的框圖。系統 100具有光發射器110,光發射器110被配置為（i)使用星座符號對光進行調制，以及（ii) 將得到的光輸出信號130應用至光傳輸鏈路140。系統100還具有光接收器190,光接收 器190被配置為適當處理經由光傳輸鏈路140而從發射器110接收到的對應的光輸入信號 130'，以恢復對應的原始數據。注意的是，光傳輸鏈路140通過施加各種信號失真將信號 130轉換為了信號130'，這些失真（除了其他之外）包括色散。發射器110和接收器190 都依賴于分別在生成信號130和對信號130'進行解碼的過程中所選擇的同一星座。
[0021] 發射器110接收有效載荷數據的數字（電）輸入流102,并且將其應用于數字信 號處理器（DSP)112。DSP112對輸入流102進行處理以生成數字信號114fll44。這種處 理可以包括例如，前向糾錯（FEC)編碼（其向所傳輸的數據添加冗余）以及各種形式的預 補償處理，這使得光輸入信號130'比起沒有這種預補償處理而言失真更小。在每個信號 間隔（也被稱為與光符號或符號周期對應的時隙）中，信號114dP1142攜帶數字值，這些 數字值分別表示旨在于使用X偏振光進行傳輸的對應星座點的同相（I)分量和正交（Q)分 量。信號1143和1144同樣攜帶數字值，這些數字值分別表示旨在于使用Y偏振光進行傳輸 的對應星座點的I分量和Q分量，其中Y偏振與X偏振正交。
[0022] 發射器110的電光（E/0)轉換器（有時也被稱作前端電路）116將數字信號 lll-llt轉換成經調制的光輸出信號130。更具體地，數模轉換器（DAC)118JP1182將數 字信號111和114 2轉換成模擬形式，以分別生成驅動信號IQx。然后以常規方式來使 用驅動信號I#PQx來驅動Ι-Q調制器124x。基于驅動信號I#PQx，Ι-Q調制器124x對由 激光源120x供應的光的X偏振束122 ：(進行調制，從而生成經調制的光信號126 x。
[0023] DAC1183和118 4類似地將數字信號114 3和114 4轉換成模擬形式，以分別生成驅 動信號IY和QY。根據驅動信號IY和QY，Ι-Q調制器124γ對由激光源120γ供應的光的Y偏 振束122,進行調制，從而生成經調制的光信號126 γ。
[0024] 在備選實施例中，激光源12Ο0Ρ120γ可以由耦合到分光器的單個激光源替代，使 得（i)該分光器的輸出X偏振光的輸出端口被配置為提供X偏振束122χ，以及（ii)該分光 器的輸出Y偏振光的輸出端口被配置為提供Y偏振束122γ。
[0025] 偏振束組合器128將經調制的光信號126#Ρ126 ,進行組合，以生成光輸出信號 130〇
[0026] 光輸出信號130可以被應用到可選的光分插復用器（add-dropmultiplexer， OADM) 136,該光分插復用器136被配置為，如本領域已知的，將該信號插入（add)到正在經 由光傳輸鏈路140傳輸的其它光信號。
[0027] 鏈路140被圖示為具有多個光放大器144的放大鏈路，這些放大器144被配置為 對正在通過該鏈路傳輸的光信號進行放大，例如，以便對抗信號衰減。注意的是，備選地，也 可以使用僅具有一個光放大器或不具有光放大器的光鏈路。在所需要的長度的鏈路140上 傳播之后，光信號130變成了光信號130'，該光信號130'經由另一個可選的光分插復用 器OADM146從該鏈路中分離（drop)，并且被引導至接收器190以供處理。
[0028] 接收器190具有前端電路172,該前端電路172包含光電（0/E)轉換器160、四個 模數轉換器（400166^1664和光學本地振蕩器（opticallocaloscillator，0L0) 156。0/ E轉換器160具有⑴標記為S和R的兩個輸入端口以及（ii)標記為1至4的四個輸出 端口。輸入端口S接收光信號13(V。輸入端口R接收由0L0 156生成的光參考信號158。 參考信號158具有與信號130'的光載頻（波長）足夠接近的光載頻（波長），從而實現對 信號 130'的內差檢測（intradynedetection)和零差檢測（homodynedetection)。例 如，可以使用相對穩定的可調諧激光器來生成參考信號158,該可調諧激光器的輸出波長與 輸入信號130'的載波波長大致相同。
[0029] 0/E轉換器160進行操作，以混合輸入信號130'和參考信號158,從而生成八個經 混合的光信號（在圖1中未被明確示出）。0/E轉換器160然后將這八個經混合的光信號 轉換成四個電信號162fl624，這些電信號指不與信號130'的兩個正交偏振分量對應的復 數值。例如，電信號162JP162 2可以分別是與信號130'的X偏振分量對應的模擬同相信 號和模擬正交信號。類似地，電信號1623和162 4可以分別是與信號130'的Y偏振分量對 應的模擬同相信號和模擬正交信號。
[0030] 在一個實施例中，0/E轉換器160是偏振分集90度光混合器（po