用于相干偏振复用光学接收器的符号定时估计制造技术

通过固定的旋转参数(Rot0、Rot1、Rot2)使接收的POLMUX信号进行旋转，并且选择具有最佳信号性能的经过旋转的POLMUX信号，以及从两种极性获取相位信息。预滤波器提高了定时准确度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于相干偏振复用光学接收器的符号定时估计
本专利技术涉及用于在光学POLMUX(偏振复用)网络中获得符号定时信息方法和设备。具体地，本专利技术涉及用于没有偏振控制的相干偏振多路复用光学接收器的符号定时估计。
技术介绍
单模光纤上的现代光学通信采用偏振复用(POLMUX)来加倍谱效率。在线性光电转换之后，“相干”接收器通过数字装置减轻相关的传输损伤并将偏振解复用。近来，单载波POLMUX传输和多载波POLMUX传输都已引起了光学界的兴趣。接收器处进行正确处理的前提是正确的符号定时采集。本专利技术关注用于采用线性调制的单载波相干POLMUX接收器的符号定时同步。符号定时恢复在于估计和校正频率差以及传输与接收符号时钟的相对抖动(jitter)。在高速系统中，因为定时抖动的频率分量延伸至高频区域中，所以这是关键的任务。跟踪并对其进行补偿对定时恢复电路的带宽提出了具有挑战性的要求。在光学相干接收器中，准确地知道传输符号定时是许多处理任务的先决条件。然而，可在符号定时同步之前执行主要色散的粗略补偿，诸如PMD和剩余CD的自适应均衡、载波相位噪声的补偿以及传输数据的检测的接收器任务在符号定时采集之后方便地执行。图1所示的接收器使用自适应多输入多输出(MMO)均衡器来补偿剩余⑶和PMD。接收器在MMO均衡器之后估计定时误差并在MMO均衡器之前校正采样频率。该架构保证了自适应均衡器与同步采样的信号工作，以及同时保证定时误差检测器在剩余⑶和PMD的补偿之后接收干净的信号。可惜的是，该解决方案需要实施长反馈环路，该长反馈环路嵌入具有高延迟的部件(ΜΜ0均衡器)。该长回路延时限制了时钟恢复的带宽，并且因此限制了其跟踪快速抖动的能力。相反，在图2中示出的架构没有反馈环路，并且可能获得对定时抖动的高容忍度。然而，该构架使符号定时恢复暴露给大部分的信号损伤。因此，符号定时恢复必须能够从由PMD和剩余CD损伤的信号中提取定时信息。本专利技术解决了开发可用于图2的前馈架构的健壮的定时相位估计装置的挑战。专利申请EP2375603已提出了能够容忍PMD的符号定时恢复。然而，所描述的方法和设备依赖于反馈架构(相位锁定环路)。数字电子器件有限的速度限制了环路带宽并因此限制了抖动容忍度。因此，该解决方案可能不适用于高速通信。【附图说明】下文将借助于附图通过示例的方式对本专利技术进行更详细的解释。图1是具有反馈符号定时恢复的相干POLMUX接收器的示意图；图2是具有前馈符号定时恢复的相干POLMUX接收器的示意图；图3是根据本专利技术实施方式的一阶PMD元件的示意图；图4是根据本专利技术实施方式的偏振旋转器的示意图；图5是根据本专利技术实施方式的在一阶PMD具有等于半符号周期的DGD的情况下恢复的符号定时线的标准化幅值的示意图；图6是根据本专利技术实施方式的定时相位估计装置的实施的示意图；图7是根据本专利技术实施方式的DFT块的实施的示意图；图8是根据本专利技术实施方式的对于数个剩余CD值的、作为累加时间的函数的相位估计的方差的示意图；以及图9是根据本专利技术实施方式的对于数个剩余CD值的、作为累加时间的函数的相位估计的方差的示意图。【具体实施方式】下文将参照附图对说明性实施方式进行描述，以公开本专利技术的教导。虽然在本文中参考用于具体应用的说明性实施方式描述了本专利技术，但是应理解，本专利技术并不限于此。具有本领域普通技术知识并能够获得本文中提供的教导的人员将认识到在该教导范围内的另外的修改、应用以及实施形式，以及本专利技术具有重大效用的另外的领域。本专利技术的实施方式包括定时相位估计装置，该定时相位估计装置能够从由PMD和剩余色散(CD)损伤的信号提取定时信息。新的相位估计装置使用固定的、预配置的偏振旋转器组来提供对于传输损伤具有增强的健壮性的标准定时相位估计装置。例如提出了如在M.0erder, and H.Meyr, DigitalFilter and Square Timing Recovery, IEEE Trans, on Comm., vol.36, n0.5, May 1988 中描述的相位估计装置，该相位估计装置通过引用并入本文。偏振旋转器生成具有部分补偿的PMD的一组试探性信号。在任何时候，该组中最适合的信号被识别并被进一步处理，以进行定时相位估计。恰当的装置被限定，以避免相位估计的不连续，这可能作为选择方法的结果而被导致。可选地，预滤波器可用于提高时钟恢复的准确度并增强CD容忍度。预定义的PMD均衡器组计算一批被试探性补偿的信号。旋转器的参数以这样的方式来选择:在任何通道条件下，至少一个所得到的信号包括有用的定时信息。如果将考虑限制为一阶PMD并采用图3所示的传输线的模型，那么偏振旋转器组必须能够为差分群延迟(DOT) “ τ ”、偏振混合角α和偏振椭率角(polarizationellipticity angle) δ的任何组合产生至少一个有用的信号(即,包括定时信息的信号)。在这种情况下，易于验证，PMD均衡器的一个可能选择是图4中示出的用于数字采样Xt、Yt的类型的偏振旋转器。至少需要三个旋转器(包括零旋转)。方便的旋转参数为: c/ ORotO:.V O if ,7/ 4Kot!:.,!: I I) a - ,τ/4 Rot::.? ,7/ 2或导致可比拟的分布偏振的相应参数。在旋转器组中计算的信号被发送至没有增强的PMD容忍度的传统定时相位估计装置。优选的是上文中Μ.0erder和H.Meyr描述的定时估计装置。理论上，定时相位估计装置提供有试探性信号的自适应加权组合，以获得定时相位的最佳估计。然而，组合系数的调整可能遇到收敛困难，并且在存在通道上的快速偏振变化的情况下，可能导致权重的不匹配。可替代地，可采用具有固定系数的加权组合(例如相同的权重)。然而，对于权重的任何选择都可找到τ、α和δ的组合，以使得组合信号中的定时信息消失。此外，固定的组合具有混合所有试探性信号而无论其是否包括有用的定时信息的另外的缺点。显然，混合不包括有用的定时信息的信号只会增强估计噪声。为了避免这些问题，使用选择方法来识别包括定时信息的“最佳”信号。纯选择会非常快并且不会遭受不匹配问题和收敛困难。另外，如图5所示，对于由半符号持续时间的D⑶表示的最糟情况，其能够为τ、α和δ的任何组合传送有用的定时信息。在存在一阶PMD的情况下，符号定时线(即，包括定时信息的谱线)的功率不会下降至其最大值的58%以下，并且总是足以提取可靠的定时相位估计。通过使用多于三个的旋转体，可进一步减小最大值线下降。然而，该选择算法可生成相位估计随时间的不连续。该不连续与在一个或多个偏振旋转器的输出处的偏振交换并行发生。POLMUX信号导致在发射器处与两个正交偏振相关联的两个信号^和sy。在存在DGD的情况下，每个POLMUX信号均以不同的定时相位到达接收器。接收的POLMUX信号分离成与POLMUX信号分量x和y相关联的2个正交偏振。理想地，最佳旋转器 能够将两个信号Sx和sY分开，并通过其输出端口之一提供这两个信号sx和sY中的每个。例如，假设旋转器通过端口 X产生信号Sx — Xt以及通过端口 Y产生信号sY — Yt (图4:端口采用输出信号的名称)。当选择算法表示新旋转器为最佳旋转器时，可出本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在POLMUX系统中获得符号定时信息的方法，包括：‑将接收的POLMUX信号偏振分离为具有正交偏振的两个接收的POLMUX信号分量(x，y；Xt，Yt)；‑通过固定的旋转参数(Rot0，Rot1，Rot2)使正交的所述POLMUX信号分量(x，y；Xt，Yt)旋转，获得至少三对具有不同偏振的经过旋转的信号分量(X0，Y0；X1，Y1；X2，Y2)；‑对获得的所述经过旋转的信号分量(X0，Y0；X1，Y1；X2，Y2)进行平方，并确定具有最佳相位信息质量的经过旋转的信号分量(X1)；‑选择与所确定的所述信号分量(X1)对应且进行平方的经过旋转的信号分量(X1，Y1)，以进行进一步的处理；‑获取所选择的所述信号分量(X1，Y1)的相位信息(Phi_x，Phi_y)；以及‑组合所获取的所述相位信息(Phi_x，Phi_y)，以实现所述符号定时信息，其中所述符号定时信息用于校正相位或计算优化的定时的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.30 EP 11196231.21.用于在POLMUX系统中获得符号定时信息的方法，包括: -将接收的POLMUX信号偏振分离为具有正交偏振的两个接收的POLMUX信号分量(X，y ;xt，Yt)； -通过固定的旋转参数(RotO，Rotl, Rot2)使正交的所述POLMUX信号分量(x，y ；Xt,Yt)旋转，获得至少三对具有不同偏振的经过旋转的信号分量(XO，YO ；X1, Yl ；X2, Y2)； -对获得的所述经过旋转的信号分量(Χ0，Υ0 ;Χ1，Υ1 ;Χ2，Υ2)进行平方，并确定具有最佳相位信息质量的经过旋转的信号分量(Xl)； -选择与所确定的所述信号分量(Xl)对应且进行平方的经过旋转的信号分量(XI，Yl)，以进行进一步的处理； -获取所选择的所述信号分量(XI，Yl)的相位信息(Phi_x，Phi_y);以及-组合所获取的所述相位信息(Phi_x，Phi_y)，以实现所述符号定时信息，其中所述符号定时信息用于校正相位或计算优化的定时的信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所接收的、正交的所述信号分量(X，y)进行采样，并转换成将进行进一步处理且具有两种极性的数字样本(Xt，Yt)。3.根据权利要求1所述的方法，其中通过具有固定参数的旋转器(9-11)使接收的所述POLMUX信号分量(X，y)或色散补偿的POLMUX信号分量和/或经过采样的POLMUX信号分量(Xt，Yt)进行旋转。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述POLMUX信号通过三个参数?α -O:d -- OΛ , ?&.=π/4Roll;![S 4 ▲ ?α = μ/4 isl2:|.Λ\p = 2 或相应的参数进行旋转，其中α:偏振混合角，S:偏振椭率角。5.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述经过旋转的信号分量(Χ0，Χ1，Χ2;Υ0，Υ1，Υ2)进行平方和DFT处理，以获取所述相位信息(Phi_x，Phi_y)。6.根据权利要求5所述的方法，其中，分别对仅与一种极性相关联的经过旋转的信号分量(X0，XI，X2)进行处理，以选择经过旋转的信号分量(XI，Yl)，然后对所述经过旋转的信号分量(XI，Yl)进行处理，以确定所述相位信息(Phi_x，Phi_y);以及对与一种极性相关联的获得的复数系数(SXI1，SXQ1)进行处理，以选择获得的复数系数(SXI1，SXQl ；SYII, SYQ1)，然后对所述复数系数(SXI1，SXQl ；SYI1, SYQI)进行处理，以确定所述相位信息(Phi_x，Phi_y)，其中所述复数系数(SXI1，SXQ1)通过DFT处理从经过旋转的信号分量(XI，Yl)获得。7.根据权利要求6所述的方法，其中，将通过对经过旋转且进行平方的信号分量(X0，XI，X2 ；Y0, Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡诺·卡拉布罗，克里斯蒂娜·黑贝布兰德，沃纳·罗森克兰茨，伯恩哈德·施平纳勒，
申请(专利权)人：骁阳网络有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU