光通信系統收發器與光通信系統的製作方法

2023-09-21 20:12:35 1

專利名稱：光通信系統收發器與光通信系統的製作方法
光通信系統收發器與光通信系統
背景技術：
本發明涉及通過擁有至少一個光通道的光通信系統的通信。光通信的傳統收發器是在一個設備上包含一個發射器和一個接收器。特別是在長距離傳輸中，兩個收發器可定義一個雙向鏈路，其中，數據在各自設備中的發射器和接收器之間傳輸。雙向鏈路的兩個光路或光通道不一定要具有相同波長或在相同通道中。為進一步滿足傳輸容量的需要，頻譜效率必須以高階調製格式增長，如QPSK、16QAM甚至是更高的信號星位圖。有一點很明確，高階調製格式比線性和非線性通道失真更加敏感。為了均衡和恢復傳輸數據，將會在相干接收器中應用數位訊號處理(DSP)，以補償或緩和所述的線性和非線性通道失真。考慮到高數據速率，實施高速ASIC可能很難實現 100Gbit/s的PDM-QPSK傳輸。高階調製格式(如16QAM)需要的複雜性更高，以致還未能實現在接收器中執行數字均衡。因此可能會在發射器中執行部分數字均衡。這種方法被稱為預均衡或預失真，它可以補償線性和非線性通道失真。基於發射器的類似預處理可能需要OFDM等調製格式。此外，傳統收發器只能單向傳輸信息，以致發射器無法從接收器獲得信息。為了補償通道失真和恢復傳輸信息，接收器通常會應用複雜的數位訊號處理。參考[I]至[3]提供的方法可用於對將要通過光通道從一個收發器發射到另一個收發器的信號進行預失真或預處理，從而補償線性和非線性通道損失。在參考[I]中描述了使用一種數字處理方法和一個雙驅動馬赫曾德爾調製器通過信號預失真進行的電子色散補償。在參考[2]中，介紹了用於降低光通信系統中通道內非線性電子補償的內存需要的方法。其中，提供一個數字濾波器用於處理要通過光通信系統傳送的電子輸入信號。處理可使用補償功能生成預失真的電子信號，補償功能大體上可以通過光通信系統緩和傳遞到通信信號的通道內非線性。數字濾波器的內存有限，只能存儲用於接近原始值的已減少的狀態集和用於執行補償功能的未減少的數據集。對數字濾波器使用減少的數據集以應用補償功能，從而通過比不使用減少的數據集更長的光通信系統傳輸距離來緩和通道內非線性。在參考[3]中，描述了光通信系統中光色散的電域補償。其中，通過光通信系統傳送的通信信號的光色散可通過調製電域通信信號進行補償。補償功能可大體上緩和色散(CD)。之後，使用補償功能在電域中調製通信信號。可以在通信系統末端的發射器或接收器中實施電域補償。尤其可以在發射器中實施補償，使用查找表和數模轉換器生成電子預失真信號。接著，使用電子預失真信號調製光源，從而生成相應的預失真光信號，通過光通信系統進行傳輸。在參考[4]中，描述了用於監控光通道參數從而進行光性能監控的各種方法。特別介紹了繼光相干解調和模數轉換之後以數字處理結構估算通道參數的方法。

發明內容
本發明要實現的目標是，通過使用描述收發器用於向收發器另一個收發器通信的光通道的反饋通道參數，控制或調整所述光通信系統的收發器。根據某些實施例，提供一種反饋通道，在所述光通信系統中點對點傳輸鏈路的第一收發器的接收器與第二收發器的發射器之間實現通信。特別是，該反饋通道可在物理層中定義。反饋信息通道可用於聯合優化發射器和接收器的參數設置，從而實現點對點傳輸鏈路的全局優化。根據某些實施例，預均衡器或預失真的自適應調整是指根據所述光通道的時變通道失真而使用所述收發器。根據某些實施例，使用基於接收器的監控功能和物理層反饋通道。 根據某些實施例，可以實現色度失真的全補償以及通道內非線性的補償。甚至可以補償時變偏振效應，如偏振狀態旋轉與偏振模色散。根據某些實施例，通過基本的補償可以解決設備缺陷，如發射器側傾斜、I/Q不平衡、直流偏移、X/Y傾斜或X/Y不平衡。這同樣可以解決接收器側面設備的類似缺陷。根據第一個方面，提供一種光通信系統的收發器，所述收發器在下文中稱為第一收發器。所述第一收發器通過至少一個光通道與第二收發器進行通信。所述第一收發器包含一個具有監測器的第一接收器和一個第一發射器。所述第一接收器配置為通過所述光通道接收所述第二收發器的第二發射器發送的第一信號。所述監測器配置為依賴接收的第一信號提供至少一個描述所述光通道的第一通道參數。所述第一發射器配置為將所述至少一個通道參數發射到所述第二收發器，從而調整所述第二收發器的預均衡器。 各收發器可能置於一個線路板中。各接收器可以採用任何接收方式。各發射器也可以採用任何發射方式。此外，各監測器也可以採用任何監測方式。接收器、發射器以及監測器採用的各種方式可以在硬體或軟體中實施。如果所述方式在硬體中實施，則它可能體現為一種設備，例如，計算機、處理器或系統的一部分。如果所述方式在軟體中實施，則它可能體現為一種電腦程式產品、功能、程序、程序代碼或可執行對象。根據第一方面的第一種實施形式，所述第一發射器具有一個第一預均衡器，對要發射到所述第二收發器的第二接收器的第二信號進行預均衡處理，所述第二信號包含所述的至少一個第一通道參數。根據第一方面的第二種實施形式，所述第一發射器具有一個第一預均衡器，對要通過第二光通道發射到所述第二收發器的第二接收器的第二信號進行預均衡處理。所述第二信號包含所述的至少一個第一通道參數。所述第一收發器還具有一個第一調整器，該調整器配置為根據至少一個第二通道參數調整所述的第一預均衡器，第二通道參數可根據所述第二接收器接收的所述第二信號生成。根據第一方面的第三種實施形式，所述第一發射器具有一個第一預均衡器，對要通過第二光通道發射到所述收發器另一個收發器的第二接收器的第二信號進行預均衡處理。所述第二信號包含至少一個通道參數。所述收發器還具有一個第一調整器，該調整器配置為根據至少一個第二通道參數調整所述的第一預均衡器，第二通道參數可根據所述第二接收器接收的所述第二信號生成。所述第一調整器配置為調整至少一個驅動電壓、某些發射器分量參數、偏振方向、脈衝成形、信號調製和/或預均衡的過濾係數。根據第一方面的第四種實施形式，所述第一發射器可配置為在物理層向所述第二收發器發送所述的至少一個第一通道參數。根據所述第一方面的第五種實施形式，所述第一發射器具有一個第一預均衡器，對要發射到所述第二收發器的第二接收器的第二信號進行預均衡處理，所述第二信號包含所述的至少一個第一通道參數，其中，所述第一信號和所述第二信號均通過第一光通道發射，且所述第二信號通過第二光通道發射，其中所述第一和第二光通道通過一條光纖提供。根據所述第一方面的第六種實施形式，所述第一發射器具有一個第一預均衡器，對要發射到所述第二收發器的第二接收器的第二信號進行預均衡處理，所述第二信號包含 所述的至少一個第一通道參數，其中，所述第一信號和所述第二信號均通過第一光通道發射，且所述第二信號通過第二光通道發射，其中所述第一和第二光通道通過兩條不同的光纖提供。根據第一方面的第七種實施形式，第一收發器具有一個復用器，該復用器配置為復用所述至少一個要作為所述第二信號通過第二光通道發射的第一通道參數以及第一用戶數據。特別是，所述復用器可將代表所述至少一個通道參數的二進位信息數據添加到所述第一通信數據。此外，所述二進位信息可代表不同的培訓數據或任何其它編碼信息。因此，光通道中用於發送所述至少一個通道參數的各個通道可按不同的方式用於不同階段(培訓階段和操作階段)。根據第一方面的第八種實施形式，第一收發器可能進一步包含一個編碼器和一個復用器，所述編碼器配置為對所述至少一個第一通道參數進行編碼，從而提供至少一個已編碼的第一通道參數，且所述第二復用器配置為復用要作為第二信號通過第二光通道發送的所述至少一個已編碼的第一通道參數以及第一用戶數據。特別是，所述收發器可能具有一個解碼器，用於對復用的已編碼通道參數進行解碼。根據第一方面的第九種實施形式，第一收發器進一步具有一個復用器，該復用器配置為復用所述至少一個第一通道參數，從而在操作階段中通過第二光通道的至少一個通道傳輸，其中，所述至少一個通道可用於在培訓階段傳輸培訓數據。根據第一方面的第十種實施形式，第一收發器進一步具有一個去復用器，該去復用器配置為對所述至少一個已復用的通道參數進行去復用。因此，去復用器可以接收所述第二信號，並分離所述至少一個已編碼的第一通道參數以及所述第一用戶數據。根據第一方面的第十一種實施形式，所述光通道可以通過長距離光傳送線路、特別可以通過超長距離高容量光傳送線路體現出來。尤其是，所述的一對收發器可以與所述的雙向通道連接。每個數據流的通路可能相等或不同。根據第二方面，推薦一種用於光通信系統的收發器，所述收發器包含一個第一發射器、一個第一接收器以及一個調整器。所述發射器可配置為通過光通道將第一信號發送至第二收發器的第二接收器，所述第一發射器具有一個預均衡器，用於對所述第一信號進行預均衡處理。所述第一接收器可配置為接收由所述第二收發器的第二發射器發送的第二信號，所述第二信號包含至少一個描述所述光通道且根據所述第一信號生成的通道參數所述調整器可配置為根據所述的已接收的至少一個通道參數調整所述的預均衡器。根據第三方面，推薦一種光通信系統，包含至少兩個上述收發器以及至少一個耦合所述收發器的光通道。 根據第四方面，推薦一種用於調整光通信系統中的預均衡器的方法，所述方法包含以下步驟在第一收發器上接收第一信號，所述第一信號由第二收發器通過第一光通道發送；根據所述第一收發器的所述已接收第一信號提供至少一個描述所述第一光通道的通道參數；向所述第二收發器發送所提供的至少一個通道參數，並根據發送的至少一個通道參數調整所述第二收發器的預均衡器。根據某些實施例，提供一種用於雙向光傳輸的物理層反饋控制通道。根據某些實施例，提供從第一收發器的接收器到第二收發器的發射器的反饋通道，從而交換關於信號參數和信號質量的信息。監測功能或監測塊可在接收器上提取信息。這些提取的信號信息會進行編碼，並發送返回接收器。特別是，已編碼的信號信息可能會復用到置於同一收發器內的反向發射器的數據流中。在發射器上，此信息會進行去復用和解碼，從而使來自接收器的監測信號信息在發射器上可用。特別是，將在所述光通信系統中提供從接收器轉換到發射器的此信息反饋通道。根據某些實施例，通過優化發射器(特別是通過優化其預均衡器)可大幅度提高傳輸性能。根據某些實施例，由於線路速率的提高在幾個百分點範圍內可以忽略不計，因此用戶或客戶端幾乎不受到任何影響。此外，添加此類信息的體系結構也已十分成熟。根據某些實施例，可以在各收發器的接收器上提供監測器或監測方式，從而評價接收信號的質量、估計通道參數或提供控制參數。根據某些實施例，可能會提供去復用器或去復用方法，以提取二進位反饋信息，從而提供最佳參數設置和/或預均衡。根據某些實施例，可能會提供繼續反饋和更新的方法，從而提供自適應跟蹤或時變減損。


本發明的其它實施例將結合以下圖形進行描述，其中圖I顯示了光通信系統收發器的第一個實施例；圖2顯示了光通信系統的一個實施例；圖3顯示了光通信系統收發器的第二個實施例；以及圖4顯示了光通信中預均衡器調整方法的一種實施例。
具體實施例在圖I中，顯示了光通信系統的收發器101的第一種實施例。所述收發器101在下文中稱為第一收發器。所述第一收發器101包含具有監測器105的第一接收器103和第一發射器107。所述第一接收器103用於接收第一信號SI。所述第一信號SI由其他收發器的第二發射器通過光通道109進行發送。監測器105可用於依賴接收的第一信號SI提供至少一個描述所述光通道109的通道參數CPI。此外，所述第一發射器107可用於將所述至少一個第一通道參數CPl發送到所述的收發器另一個收發器，從而調整收發器另一個收發器的預均衡器。在圖2中，描述了光通信系統的一個實施例。此光通信系統具有一個第一收發器201，該收發器在圖I中示範顯示為收發器101。此第一收發器201包含具有監測器205的第一接收器203以及第一發射器207。
此光通信系統進一步包含第一光通道209以及第二光通道211。所述第一和第二光通道209、211可由單條光纖或兩條不同的光纖提供。特別是，所述光通道209、211可能會通過長距離光通信鏈路體現出來。此外，所述第一收發器201包含第一預均衡器213，第一調整器215以及第一後均衡器217。所述第一收發器201通過所述第一和第一光通道209和211耦合至第二收發器219。所述第二收發器219具有與第一收發器201類似的結構。就這一點而言，所述第二收發器219具有第二接收器221、第二監測器223、第二發射器225、第二預均衡器227、第二調整器229以及第二後均衡器231。各接收器203、221配置為分別通過所述光通道209、211接收收發器另一個收發器201,209的發射器207,225發送的信號SI、S2。所述各監測器205、223配置為根據各自接收的信號SI、S2提供描述各自光通道209、211的通道參數CP1、CP2。各發射器207、225配置為將所述通道參數CP1、CP2發送到各自其它的收發器207、225，從而調整收發器其他收發器201、219的預均衡器217、227。各調整器215、229配置為根據從各個收發器另一個收發器201、209接收到的通道參數CPI、CP2調整各個預均衡器213、227。特別是，所述各調整器215、229可能配置為調整至少一個驅動電壓、特定分量參數、偏振方向、脈衝成形、信號調製和/或用於預均衡的過濾係數。圖3顯示了光通信系統收發器301的第二個實施例；所述收發器301，在下文也稱為第一收發器301，具有第一發射器303、第一接收器305以及調整器307。所述第一發射器303用於通過光通道309將第一信號SI發送至第二收發器的第二接收器。所述第一發射器303具有一個預均衡器311，用於對所述第一信號SI進行預均衡處理。所述第一接收器305可用於接收所述第二收發器的第二發射器發送的第二信號S2。所述第二信號S2可能包含至少一個描述所述光通道309並根據所述第一信號SI生成的通道參數CP。此外，所述調整器307可用於根據所述的已接收的至少一個通道參數CP調整所述的預均衡器311。
圖4列舉了光通信系統中預均衡器調整方法的實施例，該通信系統具有至少一個第一收發器和一個第二收發器。圖4的方法包含步驟401至407。在步驟401中，在第一收發器上接收第一信號。所述第一信號已通過第一光通道由所述第二收發器發送。在步驟403中，提供至少一個通道參數，所述至少一個通道參數描述了所述第一光通道。此外，所述至少一個通道參數可根據所述第一收發器上的所述已接收第一信號提供。在步驟405中，將所提供的至少一個通道參數發送到所述第二收發器。 在步驟407中，根據發送的至少一個通道參數調整所述第二收發器的預均衡器。
權利要求
1.光通信系統的收發器(101、201)，包含具有監測器(105、205)的第一接收器(103、203)以及第一發射器(107,207), 所述第一接收器(103、203)配置為通過光通道(109、209)接收收發器另一個收發器(219)的第二發射器(225)發送的第一信號(SI)； 所述監測器(105、205)配置為根據所述接收的第一信號(SI)提供至少一個用於描述所述光通道(109、209)的第一通道參數(CPl);且 所述第一發射器(107、207)配置為將所述至少一個第一通道參數(CPl)發送到所述收發器另一個收發器(219)，從而調整所述收發器另一個收發器(209)的預均衡器(227)。
2.如權利要求I所述的收發器，其中，所述第一發射器(207)具有第一預均衡器(213)，用於對要發送至所述收發器另一個收發器(219)的第二接收器(221)的第二信號(S2)進行預均衡處理，所述第二信號(S2)包含所述至少一個第一通道參數(CPl)。·
3.如任一前述權利要求所述的收發器，其中，所述第一收發器(207)具有第一預均衡器(213)，用於對要通過第二光通道(211)發送到所述收發器另一個收發器(219)的第二接收器(221)的第二信號(S2)進行預均衡處理，所述第二信號(S2)包含至少一個第一通道參數(CPl)，其中所述收發器(201)具有第一調整器(215)，所述調整器配置為根據至少一個第二通道參數(CP2)調整所述第一預均衡器(213)，所述第二通道參數根據所述第二接收器(221)接收的第二信號(S2)生成。
4.如任一前述權利要求所述的收發器，其中，所述第一收發器(207)具有第一預均衡器(213)，用於對要通過第二光通道(211)發送到所述收發器另一個收發器(219)的第二接收器(221)的第二信號(S2)進行預均衡處理，所述第二信號(S2)包含至少一個第一通道參數(CPl)，其中所述收發器(201)具有第一調整器(215)，該調整器配置為根據至少一個第二通道參數(CP2)調整第一預均衡器(213)，此第二通道參數根據所述第二接收器(221)接收的第二信號(S2)生成，其中，所述第一調整器(215)配置為調整至少一個驅動電壓、特定分量參數、偏振方向、脈衝成形、信號調製和/或用於預均衡的過濾係數。
5.如任一前述權利要求所述的收發器，其中，所述第一發射器(107、207)配置為在物理層將所述至少一個第一通道參數(CPl)發送到所述收發器另一個收發器(219)。
6.如任一前述權利要求所述的收發器，其中所述第一發射器(207)具有第一預均衡器(213)，用於對要發送到所述收發器另一個收發器(219)的第二接收器(221)的第二信號(S2)進行預均衡處理，其中所述第二信號(S2)包含所述至少一個第一通道參數(CPl)，其中所述第一信號(SI)通過第一光通道(209)發送且所述第二信號(S2)通過第二光通道(211)發送，所述第一和第二光通道(209、211)通過單條光纖提供。
7.如任一前述權利要求所述的收發器，其中所述第一發射器(207)具有第一預均衡器(213)，用於對要發送到所述收發器另一個收發器(219)的第二接收器(221)的第二信號(S2)進行預均衡處理，其中所述第二信號(S2)包含所述至少一個第一通道參數(CPl)，其中所述第一信號(SI)通過第一光通道(209)發送且所述第二信號(S2)通過第二光通道(211)發送，所述第一和第二光通道(209、211)通過兩條不同的光纖提供。
8.如任一前述權利要求所述的收發器，進一步包含一個復用器，配置為復用要作為第二信號(S2)通過第二光通道(211)發送的所述至少一個第一通道參數(CPl)和第一用戶數據(Dl)。
9.如任一前述權利要求所述的收發器，進一步包含一個編碼器和一個復用器，所述編碼器配置為對所述至少一個第一通道參數(CPl)進行編碼，用於提供至少一個已編碼的第一通道參數(CPl)，且所述復用器配置為復用要作為第二信號(S2)通過第二光通道(211)發送的所述至少一個已編碼的第一通道參數(CPl)以及第一用戶數據(Dl)。
10.如任一前述權利要求所述的收發器，進一步包含一個復用器，該復用器配置為復用至少一個第一通道參數(CPl)，從而在操作階段中通過第二光通道(211)的至少一個通道傳輸，其中，所述至少一個通道可在培訓階段再次用於傳輸培訓數據。
11.如任一前述權利要求所述的收發器，其中所述光通道(109、209、211)可通過長距離光傳輸鏈路實現，特別是通過超長距離高容量光傳輸鏈路。
12.光通信系統的收發器(301)，包含第一發射器(303)、第一收發器(305)以及調整器(307)， 所述第一發射器(303)配置為通過光通道(309)將第一信號(SI)發送到收發器另一個收發器(309)的第二接收器，所述第一發射器(303)具有預均衡器(311)，用於對所述第一信號(SI)進行預均衡處理； 所述第一接收器(305)用於接收所述收發器另一個收發器的第二發射器發送的第二信號(S2)，所述第二信號(S2)包含至少一個描述所述光通道(309)並根據所述第一信號(SI)生成的通道參數(CP)。
所述調整器(307)配置為根據所述的已接收的至少一個通道參數(CP)調整所述預均衡器(311)。
13.光通信系統,包含 一個第一收發器(101)，由權利要求1-11中所述的任一收發器實現； 一個第二收發器(301)，由權利要求12所述的收發器實現；以及 至少一個光通道(109、309)，與所述第一收發器(101)和所述第二收發器(301)耦合。
14.光通信系統,包含 兩個收發器(201、219)，每個收發器(201、219)均由權利要求1_11所述的收發器(201,219)實現，以及 至少一個光通道(209、211)，與所述兩個收發器(201、219)耦合。
15.光通信系統中的預均衡器調製方法，包含 在第一收發器上接收(401)第一信號，所述第一信號由第二收發器通過第一光通道發送； 根據所述第一收發器的所述已接收第一信號提供(403)至少一個描述所述第一光通道的通道參數； 向所述第二收發器發送(405)所述提供的至少一個通道參數，以及 根據所述發送的至少一個通道參數調整(407)所述第二收發器的預均衡器。
全文摘要
光通信系統收發器與光通信系統。根據本發明，提供一種用於光通信系統的收發器。使用所述收發器通過至少一個光通道與收發器另一個收發器進行通信。所述收發器包含一個具有監測器的第一接收器和一個第一發射器。所述第一接收器配置為通過所述光通道接收所述收發器另一個收發器的第二發射器發送的第一信號。所述監測器配置為根據所接收的第一信號提供至少一個描述所述光通道的通道參數。所述第一發射器配置為將所述至少一個通道參數發送到所述收發器另一個收發器，從而調整所述收發器另一個收發器的預均衡器。
文檔編號H04B10/2569GK102763351SQ201080024499
公開日2012年10月31日 申請日期2010年7月14日 優先權日2010年7月14日
發明者漢斯科·法比安·尼古拉斯 申請人:華為技術有限公司