專利名稱：偏振加擾光信號的自適應(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的接收機，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的反饋信號發(fā)生裝置，本發(fā)明還涉及一種具有這種接收機的光纖系統(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行快速偏振調(diào)制加上已存在于接收機中的糾錯(FEC(前饋糾錯))已經(jīng)作為一種降低波分復(fù)用(WDM)信號的鏈路PMD的有成本效益的方法而被提出，參見X.Liu等人在ECOC(歐洲光通信會議)2004的截止期后會議(post-deadlinesession)中的論文“Experimental Demonstration of Broadband PMDMitigation through Distributed Fast Polarization Scrambling and FEC(對通過分布式快速偏振加擾和FEC降低寬帶PMD的實驗證明)”。
不僅如此，自適應(yīng)電均衡器或者自適應(yīng)可調(diào)光色散補償器被預(yù)計用于10Gb/s和接下來的40Gb/s線路卡以提高對于剩余色散、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，原因是光信號和由此的反饋信號采用加擾頻率調(diào)制并且因此是無效的，其中反饋信號取最大值(或最小值)以將均衡器調(diào)諧到最佳位置。
本中請人提出的歐洲專利申請05290047.9號公開了一種通過偏振加擾降低PMD的接收機，它通過對接收機的時鐘信號的相位進行調(diào)制而將加擾引起的時間抖動考慮在內(nèi)，從而使抖動引起的比特脈沖到達時間的偏移得到補償。還通過變換接收機判決門的門限將隨時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，它能夠執(zhí)行對偏振調(diào)制的光信號的自適應(yīng)均衡；提供一種具有這種接收機的光纖系統(tǒng)；以及一種利用這種接收機進行自適應(yīng)均衡的方法。
該目的可以由上述類型的接收機完成，該接收機還包括一種過濾裝置，該過濾裝置通過選擇在光信號的擾頻或者不同擾頻的拍頻上的反饋信號的最大值或最小值來過濾反饋信號。
根據(jù)不同的實施類型，反饋信號可以是在均衡器輸出端測量的質(zhì)量信號，例如用眼圖監(jiān)視器測得的眼圖開度；或者是FEC提供的誤碼率信號；或者是在判決時采樣的差錯信號，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。對于均衡器適應(yīng)來說，適應(yīng)過程中只有對應(yīng)于周期性出現(xiàn)的信號最大失真(分別為質(zhì)量信號的最小值和差錯信號的最大值)的時間實例必須得到改善(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。在光信號中有多于一個加擾頻率的情況下，例如在偏振調(diào)制中使用至少兩個不同加擾速率的加擾器以及/或者在使用一個具有多于一個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。濾出的信號作為新的反饋信號用于均衡器的適應(yīng)控制。
在一個優(yōu)選的實施例中，反饋信號發(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的信號質(zhì)量的眼圖開度作為反饋信號，用于均衡器自適應(yīng)。
在另一個實施例中，反饋信號發(fā)生裝置是FEC解碼器，其提供由FEC差錯計算得出的要被最小化的誤碼信號，用于均衡器自適應(yīng)。
在一個優(yōu)選的實施例中，過濾裝置是峰值探測器，其用于保存反饋信號的最大值或最小值，它可以在不必從光信號中提取加擾頻率的情況下探測這些值。(見下面說明)
在一個最佳實施例中，過濾裝置是由從光信號中提取加擾頻率或拍頻的選通信號發(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發(fā)生裝置的選通控制信號來進行選通。選通信號生成的可能實現(xiàn)在前面提到的歐洲專利申請05290047.9號中有詳細描述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠理解，還必須執(zhí)行對出現(xiàn)最大值/最小值的時間事件的選通的相位調(diào)整。
在另一個優(yōu)選實施例中，光信號被構(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，因為FEC解碼算法能夠?qū)Τ霈F(xiàn)在較低頻率上的差錯進行糾正。
在本實施例的優(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，例如實現(xiàn)為可調(diào)光色散補償器。這種補償器預(yù)計將來用于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)中實現(xiàn)，該光纖系統(tǒng)包括光纖線路和前文所述的接收機，該光纖線路具有至少一個對通過光纖線路傳輸?shù)墓庑盘栠M行偏振調(diào)制的擾偏器。在這種光纖系統(tǒng)中，在不犧牲動態(tài)降低其他損傷的益處的情況下非常有效的降低了PMD值。
在一個優(yōu)選實施例中，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，在本申請人的歐洲專利申請05290078.4號中對此有詳細描述，這里通過引用包含其全文。
本發(fā)明還實現(xiàn)于一種用于在包括自適應(yīng)均衡器的接收機中對偏振加擾光信號執(zhí)行自適應(yīng)均衡的方法，該方法包括以下步驟a)在均衡器中對接收到的信號進行均衡，b)產(chǎn)生代表均衡質(zhì)量的反饋信號，以及c)將反饋信號提供給自適應(yīng)均衡器以優(yōu)化均衡，其中，在步驟c)前的步驟b2)中，通過選擇在光信號的加擾頻率或不同加擾頻率的拍頻上出現(xiàn)的反饋信號的最小值或最大值來過濾反饋信號。
從描述和公開的附圖中可以得出更多的優(yōu)點。前面和后面提到的特征可根據(jù)本發(fā)明單獨或以任意組合的形式共同地使用。所述實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)明接收機的第一實施例，其包括眼圖監(jiān)視器和峰值探測器；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)量的反饋信號隨時間的變化；圖3示出了本發(fā)明接收機的第二實施例，其具有開關(guān)和選通信號發(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)生反饋信號的本發(fā)明接收機的第三實施例。
具體實施例方式
圖1示出了接收機1，它從色散傳輸鏈路(結(jié)合圖4詳細地示出和表述)上接收偏振加擾光信號。接收機1包括光電二極管2作為O/E(光電)轉(zhuǎn)換器，其將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后將該電信號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)中完成判決前對信號進行均衡。收到的光信號包含與時間有關(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5(見圖2)。在標(biāo)準(zhǔn)的自適應(yīng)均衡器中，這種表示信號質(zhì)量的反饋信號被最大化，以將均衡器調(diào)諧至最佳性能。
然而，當(dāng)處理偏振加擾信號時，在時間周期Tscr或時間周期Tbeat內(nèi)圖2中的反饋信號5在最小值6和最大值7之間有強調(diào)制和振蕩，僅有一個這樣的頻率時，時間周期Tscr對應(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，時間周期Tbeat對應(yīng)于例如兩個位于FEC幀速率(例如100khz)之上的擾頻之間的拍頻(不同頻率)。隨后的時間周期Tscr內(nèi)，最小值6和最大值7處的信號質(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，僅僅對應(yīng)于最惡劣失真的時間實例(即反饋信號5的最小值6)的信號質(zhì)量是有關(guān)的。
因此，在峰值探測器8對質(zhì)量信號5進行過濾，調(diào)整峰值探測器8為僅存儲反饋信號5的最小值6，因此生成的過濾反饋信號作為輸入提供給均衡器3的適應(yīng)控制9以進行性能優(yōu)化。
峰值探測器8不構(gòu)成用于過濾反饋信號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1’，其中峰值探測器8被開關(guān)11取代，該開關(guān)11由選通信號發(fā)生裝置10產(chǎn)生的選通信號觸發(fā)，O/E轉(zhuǎn)換后的信號在送入接收器3前分出一部分送到該選通信號發(fā)生裝置10。選通信號發(fā)生裝置10再現(xiàn)偏振加擾的頻率和相位，在本申請人的歐洲專利申請05290047.9號中有詳細描述，這里通過參考引用其全部內(nèi)容。當(dāng)存在幾個加擾頻率時，選通信號發(fā)生裝置10也可用來再現(xiàn)拍頻Tbeat的頻率和相位。選通信號發(fā)生裝置10用關(guān)于加擾的信息來產(chǎn)生選通信號，該選通信號在關(guān)于反饋信號5的最小值6的短時間周期TG(見圖2)內(nèi)閉合開關(guān)11，從而這些信號被選中并用作反饋信號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1”包含的自適應(yīng)均衡器3’是象最大似然序列估計器(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)換的信號中的比特脈沖轉(zhuǎn)換成包含一系列離散值(例如二進制值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，完成表示硬判決質(zhì)量的差錯計算。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現(xiàn)，唯一的不同是選通信號發(fā)生裝置10選擇差錯信號的最大值而不是最小值，這種情況下這些信號對應(yīng)于出現(xiàn)最大失真的時間實例。
為了在進行硬判決后產(chǎn)生表示均衡質(zhì)量的信號，傳輸前在發(fā)射機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光信號進行編碼。利用冗余信息，接收機1”中的FEC解碼器12能夠檢測和糾正傳輸信號中的比特差錯。
在光發(fā)射機13和光接收機1”之間設(shè)置了以高比特率傳輸光信號的光纖線路14。在光纖線路14的發(fā)射機端，設(shè)置多路復(fù)用器15以對進入多路復(fù)用器15的不同波長光信號進行波分復(fù)用(WDM)，產(chǎn)生的波長復(fù)用信號通過光纖線路14進行傳輸并且在位于光纖線路接收機端的解復(fù)用器16中進行解復(fù)用。
沿光纖線路14相繼地分布著多個快速擾偏器17。每個擾偏器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，加擾信號產(chǎn)生周期的偏振變化，從而可以通過接收機1”中的FEC解碼器12有效地降低由通過光纖線路14傳輸?shù)墓庑盘柕泥徑忍孛}沖干擾產(chǎn)生的比特差錯。(一般地，這意味著高誤碼的時期足夠短，以使FEC解碼器12能夠糾正這些差錯。)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)并且為此進行同步，在前面提到的本申請人的歐洲專利申請05290078.4號中有更詳細的描述。
盡管前面連同電信號和電均衡器一起對本發(fā)明進行了描述，但是過濾過程也可針對光信號通過適應(yīng)用于信號均衡的自適應(yīng)可調(diào)光色散補償器來完成。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?？傊景l(fā)明提供了對PMD的有效降低，而沒有犧牲動態(tài)降低其他損傷的益處。
權(quán)利要求
1.一種用于光信號的接收機(1；1’；1”)，所述光信號包含由周期偏振加擾引起的與時間有關(guān)的周期失真，所述接收機包括自適應(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(5)的反饋信號發(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(5)的最小值(6)或最大值(7)來過濾反饋信號(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機，其特征在于所述反饋信號發(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，其特征在于所述反饋信號發(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，其特征在于所述過濾裝置是峰值探測器(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機，其特征在于所述過濾裝置是開關(guān)(11)，所述開關(guān)(11)由從所述光信號中提取所述加擾頻率1/Tscr或所述拍頻1/Tbeat的選通信號發(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，其特征在于所述光信號被構(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，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(1；1’；1”)，所述光纖線路(14)具有至少一個用來對通過所述光纖線路(14)傳輸?shù)墓庑盘栠M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)。
10.一種用于對光信號執(zhí)行自適應(yīng)均衡的方法，所述光信號包含與時間有關(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(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’)中對接收到的信號進行均衡；b)生成指示所述均衡質(zhì)量的反饋信號(5)；以及c)將所述反饋信號(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(5)的最小值(6)或最大值(7)來過濾所述反饋信號(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于偏振加擾光信號的接收機(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’)的反饋信號的反饋信號發(fā)生裝置(12)，其特征在于過濾裝置(11)通過選擇在光信號的加擾頻率或者不同加擾頻率的拍頻上的反饋信號的最小值或最大值來對反饋信號進行過濾。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)具有至少一個用來對通過具有這種接收機(1”)的光纖線路(14)傳輸?shù)墓庑盘栠M行偏振調(diào)制的擾偏器(17)。
文檔編號H04B10/2507GK1956362SQ200610142709
公開日2007年5月2日 申請日期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 申請人:阿爾卡特公司