用于多波長相干接收器的系統及方法
【專利說明】用于多波長相干接收器的系統及方法
[0001]本申請要求于2014年2月7日提交的題為“System and Method for a Mult1-Wavelength Coherent Receiver(用于多波長相干接收器的系統及方法)”的美國非臨時申請N0.14/175，423的權益，該申請通過引用被合并至本文中。
技術領域
[0002]本發明涉及無線通信領域，并且在【具體實施方式】中，涉及用于提前終止迭代的涉及零空間的奇異值分解(iterat ive nul 1-space directed singular valuedecomposit1n)的系統及方法。
【背景技術】
[0003]由于基于數字信號處理(DigitalSignal Processing，DSP)的光相干接收器能夠恢復所接收的光信號的光場，所以它們已經成為用于100千兆赫(G)以上長距離光傳輸的適當的解決方案。100G相干接收器被設計成接收集中在單波長柵格上的光信號。然而，需要可以同時檢測多個光波長信道例如波分復用(wavelength divis1n multiplexing，WDM)信道的單個相干接收器設計。由于這樣的設計允許在多波長信道(例如，WDM信道)之間共享和簡化電光器件和DSP硬件并且降低實現成本，所以它有利。
【發明內容】
[0004]根據本公開內容的一種實施方式，一種由光接收器執行的用于多波長相干接收的方法包括:接收包括多個波長處的多個信道的光信號，以及根據來自多波長本地振蕩器(multiple wavelength local oscillator，MWL0)的輸入來選擇信道。來自MWLO的輸入將信號同時鎖定至信道的多個波長。然后，該信號被分成多個偏振分量。使用數字信號處理(digital signal processing，DSP)將偏振分量中的信道分離開。該方法還包括:對信道執行色散補償(chromatic dispers1n compensat1n，(DC)，以及對每個信道執行時域均衡。
[0005]根據本公開內容的另一種實施方式，一種用于多波長相干接收的光接收器包括:偏振分集光混合模塊、被耦接至偏振分集光混合模塊的輸入端的MWLO、被耦接至偏振分集光混合模塊的多個PIN 二極管、被親接至PIN 二極管的多個模數轉換器(analog-to-digitalconverter，ADC)以及被親接至ADC的DSP模塊。偏振分集光混合模塊被配置成將光信號分成多個偏振分量，其中，該光信號包括多個波長處的多個信道。MWLO被配置成將光信號同時鎖定至信道的多個波長。PIN 二極管被配置成將偏振分量轉換成對應的電信號。每個PIN 二極管與偏振分量之一對應。ADC被配置成將電信號轉換成數字信號。每個ADC與偏振分量之一對應。DSP被配置成對與偏振分量對應的電信號進行組合并且檢測波長處的信道。
[0006]根據本公開內容的又一種實施方式，一種用于多波長相干接收的光接收器包括:偏振分集光混合模塊、被耦接至偏振分集光混合模塊的輸入端的MWLO、被耦接至偏振分集光混合模塊的多個PIN 二極管、被耦接至PIN 二極管的多個ADC以及被耦接至ADC的用于信道切分和CDC的頻域均衡器(frequency domain equalizer，FDEQ)模塊。偏振分集光混合模塊被配置成將光信號分成多個偏振分量。該光信號包括多個波長處的多個信道。MWLO被配置成將光信號同時鎖定至信道的多個波長。PIN 二極管被配置成將偏振分量轉換成對應的電信號。每個PIN 二極管與偏振分量之一對應。ADC被配置成將電信號轉換成數字信號。每個ADC與偏振分量之一對應。用于信道切分和CDC的FDEQ模塊被配置成對與偏振分量對應的電信號進行組合并且將波長處的信道分開。
[0007]上文相當寬泛地概述了本發明的實施方式的特征，使得可以更好地理解下面對本發明的詳細描述。下文將描述本發明的實施方式的另外的特征和優點，其構成了本發明的權利要求的主題。本領域的技術人員應當理解，所公開的構思和【具體實施方式】易被用作修改或設計用于實現本發明的相同目的的其他結構或過程的基礎。本領域的技術人員還應當認識到，這樣的等同結構沒有偏離在所附權利要求書中闡明的本發明的精神和范圍。
【附圖說明】
[0008]為了更全面地理解本發明及其優點，現在參考結合附圖而進行的以下描述，在附圖中:
[0009]圖1示出了常規相干接收器設計；
[0010]圖2不出了多波長相干接收器(mult1-wavelength coherent receiver，MWCR)的實施方式；
[0011]圖3不出了使用多波長本地振蕩器(multiplewavelength local oscillator,MWLO)進行的WDM信道的同時相干接收的實施方式；
[0012]圖4示出了不相鄰柵格上的WDM信號的多波長相干接收的實施方式；
[0013]圖5示出了用于接收較密集的固定柵格上的多個WDM信道的MWCR的實施方式；
[0014]圖6示出了較密集的固定柵格上的多波長相干接收的實施方式；
[0015]圖7示出了靈活柵格上的WDM信號的多波長相干接收的實施方式；
[0016]圖8示出了MWCRDSP中的數據路徑的實施方式；
[0017]圖9示出了MWCRDSP中的數據路徑的另一種實施方式；
[0018]圖10示出了用于MWCR的方法的實施方式；以及
[0019]圖11是可以用于實現各種實施方式的處理系統的圖。
[0020]除非另有指示，否則在不同附圖中對應的附圖標記通常指代對應的部分。繪制附圖是為了清楚地說明實施方式的相關方面，而不必按比例來繪制附圖。
【具體實施方式】
[0021]下面詳細論述目前優選實施方式的形成和使用。然而，應當理解，本發明提供很多可以在多種具體語境下被體現的可應用的發明構思。所論述的【具體實施方式】僅僅說明形成和使用本發明的具體方式，而不限制本發明的范圍。
[0022]圖1示出了常規相干接收器設計100。該接收器包括偏振分集光混合部件110，其被配置成將輸入光信號分成該信號的4個偏振分量X1、XQ、n和YQ。例如，偏振分集光混合部件可以通過兩個偏振分束器(polarizat1n beam splitter，PBS)和兩個光混合部件來構造。偏振分集光混合部件110還根據來自LO的輸入將輸入信號鎖定至一個指定的波長。然后，每個分量被發送至對應的PIN 二極管120，其將該光信號分量轉換成電信號分量。然后，使用模數轉換器(analog-to-digital converter，ADC) 130將每個電信號分量從模擬形式轉換成數字形式。然后，DSP單元140使用色散補償(chromatic dispers1n compensat1n，Q)C)塊142和時域均衡器(time domain equalizer，TDEQ)塊144對4個轉換的分量進行處理。該常規設計可以檢測集中在單波長柵格上的光信號，但是不能同時檢測多個光波長信道。
[0023]本文提供了能夠同時檢測多個光波長信道例如波分復用(wavelengthdivis1nmultipiexing，WDM)信道的新穎的多波長相干接收器(mult1-wavelength coherentreceiver，MWCR)設計和操作的實施方式。MWCR可以使用與常規相干接收器相同的硬件配置，并且還可以使用可調諧多波長本地振蕩器(mult1-wavelength local oscillator,麗LO)。通過將MWLO內的每個單獨的本地振蕩器(local oscillator，L0)調諧至特定波長，MWCR可以接收并檢測常規固定柵格網絡或靈活柵格網絡兩者中的WDM信號。MWCR還使用新穎的DSP算法對WDM信道進行解復用并且進行⑶C。用于處理每個WDM信道的DSP設計可以類似于常規相干接收器的DSP設計。另外，如果MWLO被鎖頻(frequency locked)，則可以在WDM信道之間共享本地振蕩器頻率偏移(local oscillator frequency offset，L0F0)估計和控制。這意味著多個本地振蕩器(local oscillator，L0)之間的頻率間隔是固定的，防止LO隨時間彼此相離或相向漂移。因此，如果例如使用DSP電路將LO之一鎖定，則其他LO同樣被鎖定。
[0024]圖2示出了MWCR設計200的實施方式。該接收器包括偏振分集光混合部件210，其被配置成將輸入多波長光信號分成該信號的4個偏振分量XI 40、竹和￥0。部件210還被配置成根據來自MffLO的輸入將輸入信號鎖定至多個波長。來自多波長本地振蕩器的輸入提供用于同時選擇輸入光信號的多個信道的多個波長。MWCR設計200還包括與常規接收器的對應部件類似的PIN二極管120和ADC 230 JCWR設計200還包括多波長DSP單元240，其包括用于對4個分量進行處理的CDC和WDM信道切分器塊242以及用于對通過MffLO輸入所選擇的每個波長信道進行處理的TDEQ塊244。
[0025]圖3示出了使用MWLO進行的對WDM信道的同時相干接收操作300的實施方式。該相干接收操作300可以通過MffCR設計200來實現。除了MWLO和如上所述對DSP單元的變化以外，MWCR可以使用與常規相干接收器的硬件配置類似的硬件配置。圖3中的頂部圖