專利名稱：具有可調(diào)的光及電色散補(bǔ)償?shù)木馄鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及光和電均衡的安排，并且，更具體來說，涉及用于實(shí)現(xiàn)具有可調(diào)的光及電色散補(bǔ)償?shù)木馄鞯姆椒ê驮O(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，需要色散補(bǔ)償光纖(DCF)以便在大于80km的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(SSMF)上以10Gb/s進(jìn)行傳輸。DCF是昂貴的、大的、有損耗的、非線性的以及固定的。對于其中傳輸路徑長度可能變化的網(wǎng)狀網(wǎng)來說，所述固定的特性是特別成問題的。
再有，有一種許諾具有非常低的成本的新型10-Gb/s光收發(fā)器-10-Gb/s可插接收發(fā)器(XFP)。這是一種小模塊(9mm×18mm×62mm)，其可以被插進(jìn)電路封裝(pack)的面板上的外殼(cage)中。其包括低成本的電吸收外調(diào)制激光器(EML)、接收器以及時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)芯片。EML不能使用例如雙二進(jìn)制的色散容忍(dispersion-tolerant)格式，以及與其更貴的基于LiNbO3的發(fā)送器對應(yīng)物相比通常具有較差的傳輸性能。
考慮到對于較低成本、較小面積、較大靈活性而具有較小色散容限的發(fā)送器的發(fā)展趨勢，非常需要基于接收器的緊湊的并可調(diào)節(jié)的色散補(bǔ)償。先前，L.D.Garrett等證明了從bulk-optic式設(shè)備使用可調(diào)光色散補(bǔ)償所進(jìn)行的480 km的10-Gb/s傳輸(見L.D.Garrett等，OFC 2000，p.187)。然而，其色散補(bǔ)償器具有小的調(diào)整范圍，因而，其不能對光纖長度的大改變進(jìn)行調(diào)節(jié)。再有，其將色散補(bǔ)償置于跨距(span)本身之內(nèi)，這很難通過來自于接收器的反饋進(jìn)行控制。最后，其使用了基于LiNbO3的發(fā)送器。
因此，仍然需要緊湊的且可調(diào)節(jié)的色散補(bǔ)償器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，公開了一種用于具有可調(diào)的光及電色散補(bǔ)償(分別是ODC和EDC)的色散補(bǔ)償?shù)姆椒ê驮O(shè)備。盡管理想的ODC可以補(bǔ)償無限量的色散，但是，實(shí)際的ODC具有窄帶寬。因此，盡管這些ODC提供顯著的一階色散補(bǔ)償，但是，其留下了顯著的高階色散及傳送率波動(transmissivity ripple)效應(yīng)。眾所周知，由于光檢測器中相位信息的損失，電色散補(bǔ)償EDC主要被限制在其可以提供的色散補(bǔ)償量之內(nèi)(A.J.Weiss等，IEEE Photon.Technol.Lett.，15(2003)，p.1225)。根據(jù)本發(fā)明，我們知道，可以通過將ODC(用于一階色散補(bǔ)償)與EDC(用于補(bǔ)償高階色散以及傳送率波動效應(yīng))進(jìn)行組合來實(shí)現(xiàn)改進(jìn)性能的實(shí)際色散補(bǔ)償器。
更具體來說，根據(jù)本發(fā)明，我們描述了一種色散補(bǔ)償器，其包括可調(diào)光色散補(bǔ)償器ODC，響應(yīng)第一控制信號來主要補(bǔ)償接收的光信號中的一階色散(該ODC可以包括一個或多個較簡單的串聯(lián)的ODC)；光信號檢測器，用于檢測所述ODC所補(bǔ)償?shù)慕邮展庑盘?，以及用于產(chǎn)生電信號；自適應(yīng)電色散補(bǔ)償器EDC，響應(yīng)一個或多個控制信號來補(bǔ)償所述電信號中的較高階色散和/或傳送率波動；電信號監(jiān)控檢測器，用于檢測來自于所述EDC的電信號，以及用于產(chǎn)生指示所述接收的信號的質(zhì)量的質(zhì)量信號；以及控制器，響應(yīng)所述質(zhì)量信號來產(chǎn)生所述第一控制信號，以控制所述ODC中的一階色散補(bǔ)償，以及產(chǎn)生所述一個或多個控制信號，以控制所述EDC中的較高階色散補(bǔ)償和/或傳送率波動，以便減小所述接收的光信號中的總色散。
根據(jù)本發(fā)明，一種提供光信號色散補(bǔ)償?shù)姆椒òㄒ韵虏襟E使用可調(diào)光色散補(bǔ)償器ODC來主要補(bǔ)償接收的光信號中的一階色散；
檢測所述補(bǔ)償?shù)慕邮展庑盘?，以及從其中產(chǎn)生電信號；使用自適應(yīng)電色散補(bǔ)償器EDC來補(bǔ)償所述電信號中的較高階色散和/或傳送率波動；檢測來自于所述EDC的電信號以及用于產(chǎn)生指示所述接收的信號的質(zhì)量的質(zhì)量信號；以及響應(yīng)所述質(zhì)量信號，控制所述ODC中的一階色散補(bǔ)償，以及控制所述EDC中的較高階色散補(bǔ)償和/或傳送率波動，以便減小所述接收的光信號中的總色散。
在另一個實(shí)施例中，我們描述了一種符號間干擾緩解器(mitigator)，包括窄帶可調(diào)ISI光均衡器OEQ，響應(yīng)第一控制信號來補(bǔ)償接收的光信號中的一階失真；光信號檢測器，用于檢測所述OEQ所補(bǔ)償?shù)慕邮展庑盘枺约坝糜诋a(chǎn)生電信號；自適應(yīng)ISI電均衡器EEQ，響應(yīng)第二控制信號來均衡所述電信號，以便提供所述接收的光信號中的較高階失真；電信號檢測器，用于檢測來自于所述EEQ的電信號，以及用于產(chǎn)生指示所述接收的信號的質(zhì)量的質(zhì)量信號；以及控制器，響應(yīng)所述質(zhì)量信號來產(chǎn)生所述第一控制信號，以控制所述OEQ中的一階失真補(bǔ)償，以及產(chǎn)生所述第二控制信號，以控制所述EEQ中的較高階失真，以便減小所述接收的光信號中的總失真。


通過考慮下面的詳細(xì)描述，將會更加全面地理解本發(fā)明，所述描述應(yīng)當(dāng)根據(jù)附圖來閱讀，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的我們的色散補(bǔ)償器的說明性框圖；圖2A和2B說明了分別在光系統(tǒng)的接收器及發(fā)送器接收器位置的我們的色散補(bǔ)償器的使用；圖3A-3C說明性地分別示出了光傳輸線的色散特性、ODC的色散特性以及所述ODC之外的剩余色散；圖4說明性地示出了由色散補(bǔ)償器所接收的光信號的傳送率特性；圖5示出了一個說明性的實(shí)驗(yàn)光系統(tǒng)，其在接收器位置使用我們的色散補(bǔ)償器；圖6示出了一個使用基于馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)干涉儀的可調(diào)色散補(bǔ)償器的說明性O(shè)DC；圖7示出了使用我們的色散補(bǔ)償器對于427km跨距的誤碼率的改進(jìn)；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的符號間干擾(ISI)緩解器的說明性框圖。
在下面的描述中，在不同的圖中的相同單元指示表示相同的單元。另外，在所述單元指示中，第一個數(shù)字表示所述單元首次出現(xiàn)的圖(例如，101是首次出現(xiàn)在圖1中的)。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的是根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償器100的說明性框圖，其包括可調(diào)節(jié)(或可調(diào))光色散補(bǔ)償器(ODC)101以及可調(diào)節(jié)電色散補(bǔ)償器(EDC)102，用于提供接收的光信號103的色散均衡。參考圖2A，作為說明，根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償器100可以是光通信系統(tǒng)200的接收器單元207的一部分。在這樣的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)所調(diào)制的光信號202由光發(fā)送器201所放大并在光設(shè)施203上被發(fā)送給接收器單元207。所述光設(shè)施203典型地是光纖，其可以包括色散補(bǔ)償光纖(DCF)段，或者可以不包括。所述光設(shè)施203可以包括一條或多條包括光中繼器206及光纖205的光鏈路。作為在光設(shè)施203上的傳輸?shù)慕Y(jié)果，所述調(diào)制的光信號經(jīng)歷了光色散、傳輸波動以及其它符號間干擾。在接收器單元207，根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)色散補(bǔ)償器100接收到來自于光設(shè)施203的光信號，以及對所述接收的光信號103中的色散進(jìn)行均衡。所得到的均衡的信號是電信號108，其從可調(diào)節(jié)色散補(bǔ)償器100被輸出，并由數(shù)據(jù)接收器208所處理，以恢復(fù)數(shù)據(jù)信號209。
返回圖1，根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償器100包括可調(diào)節(jié)光色散補(bǔ)償器(ODC)101、光前置放大器105、以及光纖106，用于減小放大的自發(fā)幅射。所述光纖是可選的。再有，只要所述光纖在所述光放大器之后，所述部件101、105及106的順序可以被改變?？烧{(diào)節(jié)ODC 101提供主要的一階色散補(bǔ)償?shù)牧浚淇梢杂蓙碜杂诳刂破?10的至少第一控制信號111來控制。所述可調(diào)節(jié)ODC101可以使用一個或多個ODC單元來實(shí)現(xiàn)。如將在下面的段落中所討論的那樣，控制單元121使用第一控制信號111來控制可調(diào)節(jié)ODC 101，以主要補(bǔ)償接收的光信號103中的一階色散。每個ODC單元可以使用各種已知的可調(diào)色散均衡器(也被稱為可調(diào)色散補(bǔ)償器-TDC)來實(shí)現(xiàn)，包括(1)抽樣啁啾光纖布喇格(Bragg)光柵(參見J.X.Cai等，IEEE PhotonTechnol.Lett.9，1455，1990)，(2)虛成像相位陣列(參見M.Shiraski.IEEE Photon Technol.Lett.9，1598，1997)，(3)()Gires-Tournois標(biāo)準(zhǔn)具(etalon)(參見C.K.Madsen和J.H.Zhao，John Wiley & Sons，1999，D.J.Moss等，OFC，2002)，(4)環(huán)型諧振器(參見參見C.K.Madsen，IEEE Photon Technol.Lett.11，1623，1999)，(5)波導(dǎo)光柵(參見C.R.Doerr等，IEEE Photon Technol.Lett.5，1258，2003)；馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)(參見K.Tagiguchi等，IEEE JSTQE 2，270，1996)；以及(6)可變形鏡(參見D.Nelson等，OFC PD29，2003)。這些已知可調(diào)色散均衡器的電路及操作描述在此引入作為參考。如果所述ODC是無色的(colorless)，則更方便，但并不要求這樣。
返回圖1，濾波器106的輸出由檢測器107所檢測，以及所得到的解調(diào)電信號被耦合到可調(diào)節(jié)EDC 102用于電色散補(bǔ)償。自適應(yīng)EDC102可以在來自于控制器110的一個或多個第二控制信號112的控制下進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便補(bǔ)償較高階色散和/或光傳送率(opticaltransmissivity)波動(其可能是由所述ODC所引起的)效應(yīng)。來自于EDC 102的所得到的補(bǔ)償?shù)碾娦盘?08然后被耦合給數(shù)據(jù)檢測器(如圖2A中208所示)或其它電路。所述EDC 102可以包括一個或多個EDC單元。每個EDC單元可以被實(shí)現(xiàn)為(1)自適應(yīng)多抽頭前饋均衡器，其使用眼圖信號監(jiān)控電路(作為信號檢測器109)以檢測所述解調(diào)的電信號的質(zhì)量(參見J.H.Winters和R.Gitlin，IEEETrans)；(2)自適應(yīng)前饋均衡器，其使用判決反饋電路(作為信號檢測器109)，以檢測所述解調(diào)的電信號的質(zhì)量(參見J.H.Winters和R.Gitlin，IEEE Trans)；(3)多門限均衡，通過來自于前向糾錯(FEC)電路(作為信號檢測器109)的反饋來檢測所述解調(diào)的電信號的質(zhì)量(參見A.Fabert等，“Performance of a 10.7 Gb/s receiver with digitalequalizer using maximum likelihood sequence estimation，”paperTh4.1.5，ECOC 2004)；或者(4)最大似然序列估計(jì)器。如將在隨后的段落中所討論的那樣，控制單元122使用第二控制信號111來控制EDC 102，從而補(bǔ)償所述接收的光信號中的較高階色散和/或光傳送率波動效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，EDC 102可以被控制以便也補(bǔ)償接收的光信號103中的一階色散。這些已知的可自適應(yīng)的EDC中的電路及操作描述在此引入作為參考。
如圖1所示，來自于EDC 102的補(bǔ)償?shù)碾娦盘栠€被耦合到信號質(zhì)量檢測器109，所述信號質(zhì)量檢測器檢測所述信號，以便產(chǎn)生指示所述補(bǔ)償?shù)碾娦盘?08的質(zhì)量的電信號113。所述信號檢測器109可以是各種已知電信號檢測器中的任何一種，所述已知電信號檢測器包括(1)錯誤檢測或錯誤糾正電路，用于分別檢測包括奇偶比特或糾錯比特的數(shù)據(jù)信號中的誤碼率(參考圖5進(jìn)行討論)，(2)眼圖監(jiān)控電路，用于檢測來自于所述EDC的電信號的眼圖張開，(3)均方誤差檢測器，用于檢測來自于所述EDC的電信號中的均方誤差，或者(4)電信號頻譜監(jiān)控器，用于檢測來自于所述EDC 102的電信號的電頻譜中的異常(參見M.Bohn等，ECOC 2003，Th2.2.4)。再有，這些已知信號質(zhì)量檢測器的電路及操作描述在此引入作為參考。
來自于信號檢測器109的電質(zhì)量信號113被耦合給控制器110。所述控制器110以已知的方式進(jìn)行操作以利用電質(zhì)量信號113的特性，從而分別使得控制單元121和122能夠分離地且獨(dú)立地控制ODC 101和EDC 102。因而，通過單元101、105、106、107、102、109、121的控制環(huán)使得控制單元121能夠與EDC 102的操作無關(guān)地控制ODC101的調(diào)節(jié)(調(diào)整)。以這種方式，控制單元121使用第一控制信號111來控制ODC 101，從而主要補(bǔ)償接收的光信號103中的一階色散。類似地，通過單元101、105、106、107、102、109、122的控制環(huán)使得控制單元122能夠與ODC 101的操作無關(guān)地控制EDC 102的適應(yīng)性。以這種方式，控制單元122使用第二控制信號112來控制EDC 102，從而補(bǔ)償所述接收的光信號的較高階色散和/或傳送率波動?？刂破?10可以通過重復(fù)的方式來控制ODC 101和EDC 102的操作，首先調(diào)節(jié)ODC 101，以及然后調(diào)節(jié)EDC 102，以及然后重新調(diào)節(jié)ODC 101和EDC 102等?？蛇x地，由于EDC 102的適應(yīng)性通常比ODC 101的調(diào)節(jié)性快得多，因此，控制器110可以用信號通知ODC 101進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且讓EDC 102自由運(yùn)行以及響應(yīng)每個ODC 101的重新調(diào)節(jié)而自動重新調(diào)節(jié)。因此，控制器110會存儲電質(zhì)量信號113的質(zhì)量等級，以及發(fā)送調(diào)節(jié)控制信號111給ODC 101，以及確定電質(zhì)量信號113的質(zhì)量等級與之前所存儲的質(zhì)量等級相比是增加還是下降。如果質(zhì)量增加，則控制器110將繼續(xù)發(fā)送調(diào)節(jié)控制信號111給ODC 101以試圖進(jìn)一步改進(jìn)所述質(zhì)量。如果質(zhì)量等級下降，則控制器110將會改變發(fā)送給ODC 101的調(diào)節(jié)控制信號111的方向，以嘗試改進(jìn)所述質(zhì)量等級。由于EDC 102具有比ODC 101快的響應(yīng)時(shí)間，因此，控制器110首先發(fā)送控制信號111給ODC 101，然后發(fā)送控制信號112給EDC 102。而且，如果EDC 102可以自動地自我重新調(diào)整，則控制器可以不需要發(fā)送控制信號112給EDC 102。以這種方式，根據(jù)本發(fā)明的色散均衡以重復(fù)的方式而發(fā)生，由此，控制器110首先使得ODC 101能夠提供一階光色散補(bǔ)償，然后使得EDC 102能提供較高階色散和/或傳送率波動補(bǔ)償。這個過程以重復(fù)的方式繼續(xù)，直到控制器110確定所述電信號113的質(zhì)量被優(yōu)化或者達(dá)到理想的或可接受的等級。
本發(fā)明可以被用在波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)中。這種系統(tǒng)會包括被連接在ODC 101的前面的解復(fù)用器130，其將所接收的WDM光信號103A解復(fù)用為分離的信道，例如103和131，或者包括被連接在ODC 101和光信號檢測器107之間的解復(fù)用器130，其將WDM光信號104解復(fù)用為分離的信道141和142。在后者的情況下，ODC 101將需要是無色的，因?yàn)槠淇梢酝瑫r(shí)在多個信道301、311、321上進(jìn)行操作。再有，在所述后者的情況下，來自于僅一個信道的電質(zhì)量信號113會被控制器110所使用以控制ODC 101。另外，如圖2A所示，這種WDM系統(tǒng)會包括多個數(shù)據(jù)信號202(202A等)，其在復(fù)用器211被復(fù)用到一起，以形成WDM系統(tǒng)中所使用的WDM光信號。
參考圖3A，說明性地示出了光傳輸線302的色散。在圖3B中，說明性地示出了用于單個波長信道所接收的光信號103的ODC 101的色散特性301，以及用于所接收的WDM類型信號103的多個波長信道的色散特性301、311及321。如圖3C中304所示，用于ODC 101之外的單個波長信道光信號104的剩余或余下的色散是2階或更高階的色散(305和306示出了用于WDM類型信號103的其它信道的2階和更高階色散)。實(shí)際上，在進(jìn)行第一迭代之后(ODC 101和EDC102的調(diào)節(jié))，所述一階色散可以高于和低于零等級。304中剩余的色散主要是剩余的2階和更高階色散，其通過EDC 102而被補(bǔ)償。如前面所說明的那樣，除了2階及更高階色散和/或傳送率波動之外，EDC102也可以有限量的一階色散。
如圖4所示，402是說明性地示出了ODC的傳送率特性的圖。所述傳送率特性具有非線性或二階分量。如之前所討論的那樣，EDC102可以被用于所述傳送率波動。
參考圖2B，根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償器100的ODC 101還可以被用作光通信系統(tǒng)210的發(fā)送器單元211的一部分。在這種系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)所調(diào)制的光信號212由ODC 101來進(jìn)行前置色散補(bǔ)償，以及然后由放大器220所放大，并在光設(shè)施203上被發(fā)送給接收器單元207。
實(shí)驗(yàn)光系統(tǒng)參考圖5，圖中示出了證明根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償器設(shè)備的有效性的實(shí)驗(yàn)光通信系統(tǒng)。所述系統(tǒng)主要是圖2A的系統(tǒng)的特定實(shí)施例，并且包括發(fā)送器500、光設(shè)施或跨距510、以及接收器520。在發(fā)送器位置500，輸入調(diào)制數(shù)據(jù)信號500A是來自于誤碼率測試器(BERT)501的以9.95 Gb/s的231-1偽隨機(jī)比特序列。所述輸入調(diào)制數(shù)據(jù)信號500A由增強(qiáng)型前向糾錯(FEC)單元502通過前向糾錯比特而被編碼。所述系統(tǒng)使用FEC解碼器526來解碼這些編碼的FEC比特，以及使用來自于所述FEC的誤碼率信號作為指示所接收的光信號的質(zhì)量的質(zhì)量信號。
FEC單元502的輸出是10.66 Gb/s的信號(數(shù)據(jù)+用于FEC的開銷比特)，其驅(qū)動中間的達(dá)到10-Gb/s的可插接收發(fā)器(XFP)503的發(fā)送器。收發(fā)器XFP 503說明性地以1549.315nm的波長(193.5THz)進(jìn)行操作。XFP 503的消光比是10.4dB(注意，消光比不會改進(jìn)色散容限)。所述XFP 503的輸出被發(fā)射進(jìn)包括0km的光纖或427km的光纖的光設(shè)施或跨距510中。這模擬了網(wǎng)狀網(wǎng)中的情況，其中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置，接收從鄰近節(jié)點(diǎn)或遠(yuǎn)處節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的信號。進(jìn)入每個跨距的發(fā)射功率是-2dBm。在第三跨距中有光纖511，用于防止1530-nm放大的自發(fā)輻射的峰值增加過大。在427km跨距510的末端處的光信噪比(OSNR)是20dB。
接收器520包括包括三個串聯(lián)ODC的ODC 521級，前置放大器522，濾波器523，光電二極管檢測器524，包括兩個串聯(lián)EDC的EDC級525，以及FEC解碼器526。所述三個ODC 521是二氧化硅波導(dǎo)的基于馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)的可調(diào)色散補(bǔ)償器(TDC)。需要三個ODC來容納跨距510中所引入的大色散。ODC#1和ODC#2每個包括被集成到相同的芯片上的兩個三級MZI TDC(參見圖6，601-602)，并且具有50 GHz的自由頻譜范圍(FSR)。第三ODC#3是一個具有25GHz的FSR的三級MZI TDC。所述三個ODC在圖6中說明性地被示出，并且以C.R.Doerr等，IEEE Photon.Technol.Lett.16(2004)，p.1340中所描述的方式進(jìn)行操作。前兩個ODC和第三個ODC分別具有～±1700ps/nm和～±2000ps/nm的色散調(diào)節(jié)范圍。由于ITU(國際電信聯(lián)盟)信道間隔是ODC FSR的整數(shù)倍，因此，ODC521可以補(bǔ)償ITU格上的任何信道。圖6的所有ODC都使用半波板(half-wave plate)604以使得其偏振獨(dú)立。所述MZI中的所有路徑長度差都是使用超加熱(hyperheating)所永久修整的后加工的。每個ODC僅需要一個色散控制電壓605以及一個芯片溫度控制606(用于通過接收的光信號的波長頻段來排列ODC的波長頻段)。每個ODC的插入損耗是～5dB。盡管所述三個ODC是在分離的封裝中的，但是，它們可以被集成到單個的芯片中，從而減小尺寸及插入損耗。
在EDC單元525中，EDC#1具有通過眼圖監(jiān)控反饋的自適應(yīng)多抽頭前饋均衡(參見J.H.Winters和R.Gitlin，IEEE Trans.)，而EDC#2具有自適應(yīng)前饋均衡、判決反饋均衡(參見J.H.Winters和R.Gitlin，IEEE Trans.)、以及通過來自于FEC 526的反饋的多門限均衡(參見P.J.Winters等，OFC 2004，PDP7)。來自于EDC#2的輸出電信號是調(diào)制的信號(具有數(shù)據(jù)+FEC比特)，其被輸出給FEC526。所述FEC 526糾正任何數(shù)據(jù)錯誤并且輸出所糾正的數(shù)據(jù)信號527。所述數(shù)據(jù)信號527還被連接到BERT 501，其確定所糾正的數(shù)據(jù)信號527中的誤碼數(shù)量。所述測量的誤碼率是所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量的量度。
圖7示出了在光跨距510是427km的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖時(shí)所測量的誤碼率對OSNR(光信噪比)。我們測量1549nm處427-km跨距的色散為7200ps/nm。ODC 521手動地被調(diào)整，而EDC 525自動地調(diào)整其自身。如所示的那樣，當(dāng)FEC 526被啟用時(shí)，對于427km的路徑損失(penalty)701是3.8dB。如所示的那樣，對于所有大于15dB的OSNR，誤碼率急劇地改善。
注意，圖5的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以很容易的被調(diào)整為更加典型的光通信系統(tǒng)。對于這種光通信系統(tǒng)，輸入調(diào)制數(shù)據(jù)信號500A將來自于數(shù)據(jù)源，以及來自于FEC的誤碼率將被用作圖1的色散補(bǔ)償器100的檢測器109。在這種系統(tǒng)中，接收器單元520將是圖1的色散補(bǔ)償器100。誤碼率信號將被用作來自于FEC的質(zhì)量電信號531，其將由控制器單元510所使用以便產(chǎn)生控制信號511和512，從而以圖1所描述的相同方式來控制ODC 521和EDC 525單元。應(yīng)當(dāng)注意，在圖5的系統(tǒng)中，所述FEC 502和FEC 526可以由其它奇偶比特電路所代替，以使得所述調(diào)制的數(shù)據(jù)信號502A可以是具有檢錯奇偶比特而非糾錯比特的數(shù)據(jù)信號。在這種系統(tǒng)中，所述質(zhì)量信號531將是所述接收的數(shù)據(jù)信號527的誤碼率。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的符號間干擾(ISI)緩解器的說明性框圖。所述符號間干擾緩解器800以與圖1的色散補(bǔ)償器100類似的方式而被實(shí)現(xiàn)，并且以類似的方式進(jìn)行操作。然而，所述ISI緩解器800可能僅被用在接收器位置處(參見圖2A)。所述ISI緩解器包括窄帶可調(diào)ISI光均衡器(OEQ)801(替代圖1中的ODC 101)(參見C.R.Doerr等，Journal of Lightwave Technology，vol.22，pp.249-256，Jan.2004)以及自適應(yīng)ISI電均衡器(EEQ)802(替代圖1中的EDC 102)(參見J.H.Winters和R.Gitlin，IEEE Trans.)。因而，基本上，ISI緩解器800包括窄帶可調(diào)ISI光均衡器(OEQ)801，其響應(yīng)第一控制信號811用于補(bǔ)償接收的光信號803中的一階失真。在放大805和濾波806之后，光信號檢測器807檢測OEQ 801所補(bǔ)償?shù)慕邮展庑盘?，以及產(chǎn)生電信號807A。只要濾波器806在放大器805之后，801、805、806的順序可以被改變。如果帶外的放大自發(fā)輻射不顯著，則濾波器806可以完全被省略。自適應(yīng)ISI電均衡器(EEQ)802響應(yīng)第二控制信號812用于均衡所述電信號807A，以便補(bǔ)償接收的光信號803中的較高階失真。電信號檢測器809檢測來自于EEQ 802的電信號，并且產(chǎn)生指示所述接收的信號808的質(zhì)量的質(zhì)量信號813。控制器800響應(yīng)所述質(zhì)量信號813，用于產(chǎn)生所述第一控制信號811來控制所述OEQ 801中的一階失真補(bǔ)償，以及用于產(chǎn)生所述第二控制信號812來控制所述EEQ 802中的較高階失真，以便減小所述接收的光信號808中的總失真。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以發(fā)生根據(jù)本發(fā)明的各種修改。然而，基本上根據(jù)對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)的所述原理及其等同物的與本說明書的具體教導(dǎo)背離的所有內(nèi)容也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是在所描述及要求權(quán)利的本發(fā)明范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種色散補(bǔ)償器，包括可調(diào)光色散補(bǔ)償器ODC，響應(yīng)第一控制信號來主要補(bǔ)償接收的光信號中的一階光色散；光信號檢測器，用于檢測所述ODC所補(bǔ)償?shù)慕邮展庑盘?，以及用于產(chǎn)生電信號；自適應(yīng)電色散補(bǔ)償器EDC，響應(yīng)一個或多個控制信號來補(bǔ)償所述電信號中的較高階光色散和/或光傳送率波動效應(yīng)；電信號檢測器，用于檢測來自于所述EDC的電信號，以及用于產(chǎn)生指示所述接收的信號的質(zhì)量的質(zhì)量信號；以及控制器，響應(yīng)所述質(zhì)量信號來產(chǎn)生所述第一控制信號，以控制所述ODC的一階色散補(bǔ)償，以及產(chǎn)生所述一個或多個控制信號，以控制所述EDC的較高階色散補(bǔ)償和/或傳送率波動，以便減小所述接收的光信號中的總色散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償器，其中，所述接收的光信號具有多個波長信道，所述色散補(bǔ)償器還包括被連接在所述ODC和光信號檢測器之間的解復(fù)用器，以及其中，所述光信號檢測器接收來自于所述ODC的多個ODC所補(bǔ)償?shù)牟ㄩL信道之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償器，其中，所述EDC也提供某種一階色散補(bǔ)償。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償器，其中，所述質(zhì)量信號與從錯誤檢測或錯誤糾正電路所計(jì)算的誤碼率有關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償器，其中，所述電信號檢測器是從一組信號中所選擇的一個，包括a.錯誤檢測或錯誤糾正電路，用于檢測來自于所述EDC的電信號中的誤碼率，b.眼圖監(jiān)控電路，用于檢測來自于所述EDC的電信號的眼圖張開，c.均方誤差檢測器，用于檢測來自于所述EDC的電信號中的均方誤差，以及d.異常電信號檢測器，用于檢測來自于所述EDC的電信號的電頻譜中的異常。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償器，其中，所述ODC是從以下組中被選擇的，包括(a)抽樣啁啾光纖布喇格光柵，(b)虛成像相位陣列，(c)Gires-Tournois標(biāo)準(zhǔn)具，(d)環(huán)型諧振器，(e)波導(dǎo)光柵，(f)馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)，以及(g)通過可變形鏡所組成的光柵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償器，其中，所述EDC是從以下組中所選擇的，包括(a)自適應(yīng)多抽頭前饋均衡器，其使用眼圖信號監(jiān)控電路以檢測所述解調(diào)的電信號的質(zhì)量，(b)自適應(yīng)前饋均衡器，其使用判決反饋電路，以檢測所述解調(diào)的電信號的質(zhì)量，(c)多門限均衡，通過來自于前向糾錯(FEC)電路的反饋來檢測所述解調(diào)的電信號的質(zhì)量，以及(d)最大似然序列估計(jì)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償器，其是光通信系統(tǒng)的接收器的一部分。
9.一種符號間干擾緩解器，包括窄帶可調(diào)ISI光均衡器OEQ，響應(yīng)第一控制信號來補(bǔ)償接收的光信號中的一階失真；光信號檢測器，用于檢測所述OEQ所補(bǔ)償?shù)慕邮展庑盘?，以及用于產(chǎn)生電信號；自適應(yīng)ISI電均衡器EEQ，響應(yīng)第二控制信號來均衡所述電信號，以便補(bǔ)償所述接收的光信號中的較高階失真；電信號檢測器，用于檢測來自于所述EEQ的電信號，以及用于產(chǎn)生指示所述接收的信號的質(zhì)量的質(zhì)量信號；以及控制器，響應(yīng)所述質(zhì)量信號來產(chǎn)生所述第一控制信號，以控制所述OEQ中的一階失真補(bǔ)償，以及產(chǎn)生所述第二控制信號，以控制所述EEQ中的較高階失真，以便減小所述接收的光信號中的總失真。
10.一種提供光信號色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，所述方法包括以下步驟使用可調(diào)光色散補(bǔ)償器ODC來主要補(bǔ)償接收的光信號中的一階色散；檢測所述補(bǔ)償?shù)慕邮展庑盘?，以及從其中產(chǎn)生電信號；使用自適應(yīng)電色散補(bǔ)償器EDC來補(bǔ)償所述電信號中的較高階光色散和/或光傳送率波動；檢測來自于所述EDC的電信號以及用于產(chǎn)生指示所述接收的信號的質(zhì)量的質(zhì)量信號；以及響應(yīng)所述質(zhì)量信號，控制所述ODC的一階色散補(bǔ)償，以及控制所述EDC的較高階色散補(bǔ)償和/或傳送率波動，以便減小所述接收的光信號中的總色散。
全文摘要
用于光信號色散補(bǔ)償?shù)姆椒ê驮O(shè)備使用可調(diào)的光(ODC)及電(EDC)色散補(bǔ)償。所述ODC提供顯著的一階色散補(bǔ)償，而卻留下顯著的高階色散及傳送率波動效應(yīng)。所述EDC被用于為來自于所述ODC的高階色散及傳送率波動提供補(bǔ)償。
文檔編號H04B10/18GK1753335SQ20051010751
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者思特胡瑪?shù)潞Ｎ摹ど频吕箍斯? 克里斯托弗·R.·朵而 申請人:朗迅科技公司