非线性交叉偏振减轻算法制造技术

本文件涉及光传输系统。特别地，本文件涉及用于光传输系统中的交叉偏振调制(XPOLM)的减轻的方法和系统。描述了被适配为接收通过展现XPOLM的光传输信道所传输的光信号的相干光接收机(200)。所接收的光信号包括第一偏振分量和第二偏振分量。第一偏振分量和第二偏振分量分别包括称为MPSK的Mary相移键控符号序列，M是整数，并且M>2。相干光接收机(200)包括：转换和处理单元(201，202)，被适配为基于所接收的光信号来生成数字信号集合；偏振解复用单元(203)，被适配为将该数字信号集合解复用为第一偏振轴中的第一二维(称为复数)分量和第二偏振轴中的第二复数分量；以及XPOLM补偿单元(204)，被适配为将第一复数分量和第二复数分量变换到斯托克斯空间中，由此产生斯托克斯参数集合；基于该斯托克斯参数集合，确定第一偏振轴和第二偏振轴的旋转；以及通过根据所确定的第一偏振轴和第二偏振轴的旋转来变换第一复数分量和第二复数分量，以确定XPOLM补偿的第一复数分量和XPOLM补偿的第二复数分量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非线性交叉偏振减轻算法
本文件涉及光传输系统。特别地，本文件涉及用于光传输系统中的交叉偏振调制(XPOLM)的减轻的方法和系统。
技术介绍
使用偏分复用(PDM)或偏振开关(PS)的光传输系统可能受到被称为交叉偏振调制(XPOLM)的非线性效应的限制。特别是，当在基于(非零色散移相器光纤)NZ-DSF电缆的已有海底电缆上使用PDM-BPSK(二进制相移键控)、PDM-QPSK(正交相移键控)或PS-QPSK调制格式时，XPOLM可能是限制的效应。图1a和1b示出了对在典型的色散管理的光传输链路上40G比特/s的PDM-BPSK的交叉偏振调制的效应。在图1a的情境中，所注入的光信号的功率比非线性阈值(NLT)低1dB，并且在图1b的情境中，所注入的功率比NLT高1dB。两个图均指示了前向纠错(FEC)限制102、112。当光信号的功率比NLT更高时，XPOLM变成主导的失真效应，具有对Q2因子的稳定性的影响，从与图1a中的Q2因子101相比较的图1b中的Q2因子111的增加的方差，能够看出该影响。鉴于上述，存在对于减轻在光传输系统的光接收机处的XPOLM的效应的需要。
技术实现思路
根据一个方面，描述了一种相干光接收机。该相干光接收机被适配为接收通过展现交叉偏振调制(XPOLM)的光传输信道所传输的光信号。特别地，该相干光接收机被适配为减轻由XPOLM导致的失真(例如偏振旋转)。所接收的光信号通常包括第一偏振分量和第二偏振分量。通过示例的方式，所接收的光信号可以是偏分复用(PDM)或偏振开关(PS)信号。第一偏振分量和第二偏振分量可以分别包括Mary相移键控(MPSK)符号序列，M是整数，并且M>2。该相干光接收机可以包括：转换和处理单元，被适配为基于所接收的光信号来生成数字信号集合。该转换和处理单元可以包括用于将所接收的光信号转换成模拟信号集合的相干混频器和光电二极管。多个模数转换器(ADC)可以被用来将该模拟信号集合转换成数字信号集合。此外，该转换和处理单元可以包括数字信号处理器以便处理该数字信号集合，例如用于补偿色散(CD)。如此，该数字信号集合可以是CD补偿的。该相干光接收机可以进一步包括：偏振解复用单元，被适配为将该数字信号集合解复用为第一偏振轴中的第一例如二维(2D)分量和第二偏振轴中的第二例如2D分量。第一偏振轴和第二偏振轴可以基本上关于彼此正交。第一分量和第二分量可以是第一复数分量和第二复数分量。第一分量可以包括在后续的时刻k处的(后续的)第一复数采样序列，k＝1,…,K，K是整数，K>1。以类似的方式，第二复数分量可以包括在后续的时刻k处的第二复数采样序列。此外，该相干光接收机包括XPOLM补偿单元。该XPOLM补偿单元被适配为将第一复数分量和第二复数分量变换到斯托克斯空间中，由此产生斯托克斯参数集合。通过示例的方式，第一复数分量和第二复数分量可以是复数分量Xk和Yk。该斯托克斯参数集合可以包括如下定义的S1,k，S2,k，S3,k中的一个或多个：S0,k＝|Xk|2+|Yk|2S1,k＝(|Xk|2-|Yk|2)/S0,k如此，该XPOLM补偿单元可以被配置为，从在这些时刻k处的第一采样序列和第二采样序列Xk和Yk，分别确定在这些时刻k处的斯托克斯参数集合序列S1,k，S2,k和/或S3,k。第一复数分量和第二复数分量可以被表示在琼斯空间中。斯托克斯空间中的MPSK符号序列的位点的数量与琼斯空间中的位点的数量相比较可以被减少。换而言之，这些MPSK符号可以被映射到斯托克斯空间中的减少数量的点(相比于琼斯空间中的点的数量)。这种多对少映射对于在相对短的时间间隔内从第一复数采样序列和第二复数采样序列来确定可靠统计而言是有利的，由此允许对XPOLM所引起的失真(旋转)的追踪和补偿。该XPOLM补偿单元可以进一步被配置为，基于该斯托克斯参数集合来确定第一偏振轴或分量和第二偏振轴或分量的旋转。特别地，该XPOLM补偿单元可以被配置为，基于在这些时刻k、k-1、…、k-N处的斯托克斯参数集合序列来确定在这些时刻k处的第一偏振轴和第二偏振轴的旋转，其中N是观测窗口的长度。为了这个目的，该XPOLM补偿单元可以被适配为，执行斯托克斯参数集合序列的统计分析。通过示例的方式，该XPOLM补偿单元可以被适配为，从该斯托克斯参数集合来确定协方差系数并且使用这些协方差系数用于特征向量/特征值分析。该XPOLM补偿单元可以被配置为，通过根据所确定的第一偏振轴和第二偏振轴的旋转来旋转第一复数分量和第二复数分量，以确定XPOLM补偿的第一复数分量和XPOLM补偿的第二复数分量。特别地，该XPOLM补偿单元可以被配置为，通过根据所确定的在这些时刻k处第一偏振轴和第二偏振轴的旋转来旋转在这些时刻k处的第一复数采样序列和第二复数采样序列，以确定在这些时刻k处的XPOLM补偿的第一复数采样序列和XPOLM补偿的第二复数采样序列。换而言之，该XPOLM补偿单元可以被配置为，使用基于针对特定时刻k确定的统计所确定的旋转，来旋转在特定时刻k处的第一复数采样和第二复数采样。该统计可以是基于所接收的光信号而没有使用任何反馈或训练方案单独地确定的。作为结果，该XPOLM补偿单元被适配为，补偿相对快速变化的XPOLM失真(旋转)。该斯托克斯参数集合可以跨越多维斯托克斯空间。该XPOLM补偿单元可以被适配为将子空间拟合至斯托克斯参数集合序列，其中所拟合的子空间具有比斯托克斯空间更低的维度。通过示例的方式，该子空间可以是复数平面(例如在MPSK的情况中，并且M>2)，或者该子空间可以是1D线(例如在BPSK或PS-QPSK的情况中)。该XPOLM补偿单元可以被适配为，基于所拟合的子空间，例如基于该2D平面或该1D线，来确定第一偏振轴和第二偏振轴的旋转。如上面所指出的，该XPOLM补偿单元可以被适配为，基于在这些时刻k处的斯托克斯参数集合序列，来确定在这些时刻k处的斯托克斯参数的协方差系数。此外，该XPOLM补偿单元可以被适配为，基于所确定的在这些时刻k处的协方差系数，来确定在这些时刻k处的斯托克斯参数的协方差矩阵的特征向量。在这种情境中，该XPOLM补偿单元可以被适配为，消除在后续的时刻处所确定的特征向量的方向的模糊性，由此防止特征向量的方向(以及作为结果的旋转)的不受控制的振荡。可以使用跨N个时刻的移动平均来确定这些协方差系数，其中N通常小于K。通常基于由XPOLM所引起的变化的速度来选择N。通过示例的方式，该XPOLM补偿单元可以被适配为，针对多个不同的时间滞后，确定斯托克斯参数中的至少一个斯托克斯参数的自相关函数。然后可以基于该自相关函数来确定时刻的数量N(或者用于确定这些协方差系数的时间间隔的长度)。所接收的光信号可以是PDMBPSK信号或PSQPSK信号。在这样的情况中，该XPOLM补偿单元可以被适配为，将协方差矩阵的特征向量确定为与最大特征值相对应的特征向量。在另一个实施例中，所接收的光信号可以是PDMMPSK信号并且M>2。在这样的情况中，该XPOLM补偿单元可以被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相干光接收机(200)，被适配为接收通过展现称为XPOLM的交叉偏振调制的光传输信道所传输的光信号；其中所接收的光信号包括第一偏振分量和第二偏振分量；其中所述第一偏振分量和所述第二偏振分量分别包括称为MPSK的Mary相移键控符号序列，M是整数，并且M>2，其中所述相干光接收机(200)包括：‑转换和处理单元(201，202)，被适配为基于所接收的光信号来生成数字信号集合；‑偏振解复用单元(203)，被适配为将所述数字信号集合解复用为沿着第一偏振轴的第一复数分量和沿着第二偏振轴的第二复数分量；以及‑XPOLM补偿单元(204)，被适配为：‑将所述第一复数分量和所述第二复数分量变换到斯托克斯空间中，由此产生斯托克斯参数集合；‑基于所述斯托克斯参数集合，确定所述第一偏振轴和所述第二偏振轴的变换；以及‑通过根据确定的所述第一偏振轴和所述第二偏振轴的所述变换来变换所述第一复数分量和所述第二复数分量，以确定XPOLM补偿的第一复数分量和XPOLM补偿的第二复数分量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.13 EP 12305439.71.一种相干光接收机，被适配为接收通过光传输信道所传输的光信号，所述相干光接收机包括：-转换和处理单元，被适配为基于所接收的光信号来生成数字信号集合，其中所述光传输信道展现交叉偏振调制XPOLM，并且其中所接收的光信号包括第一偏振分量和第二偏振分量，并且其中所述第一偏振分量和所述第二偏振分量分别包括Mary相移键控MPSK符号序列，M是整数，并且M>2；-偏振解复用单元，被适配为将所述数字信号集合解复用为沿着第一偏振轴的第一复数分量和沿着第二偏振轴的第二复数分量，其中所述第一复数分量包括在后续的时刻k处的第一复数采样序列，k＝1,…,K，K是整数，K>1；以及-XPOLM补偿单元，被适配为：-将所述第一复数分量和所述第二复数分量变换到斯托克斯空间中，由此产生斯托克斯参数集合；-基于所述斯托克斯参数集合，确定所述第一偏振轴和所述第二偏振轴的变换；以及-通过根据确定的所述第一偏振轴和所述第二偏振轴的所述变换来变换所述第一复数分量和所述第二复数分量，以确定XPOLM补偿的第一复数分量和XPOLM补偿的第二复数分量。2.根据权利要求1所述的相干光接收机，其中：-所述第二复数分量包括在所述后续的时刻k处的第二复数采样序列；-所述XPOLM补偿单元被适配为：-从在所述时刻k处的所述第一复数采样序列和所述第二复数采样序列，分别确定在所述时刻k处的斯托克斯参数集合序列；-基于所述斯托克斯参数集合序列，确定在所述时刻k处的所述第一偏振轴和所述第二偏振轴的变换；以及-通过根据所确定的在所述时刻k处的所述第一偏振轴和所述第二偏振轴的变换来变换在所述时刻k处的所述第一复数采样序列和所述第二复数采样序列，以分别确定在所述时刻k处的XPOLM补偿的第一复数采样序列和XPOLM补偿的第二复数采样序列。3.根据权利要求2所述的相干光接收机，其中：-所述斯托克斯参数集合跨越三维斯托克斯空间；-所述XPOLM补偿单元被适配为将子空间拟合到所述斯托克斯参数集合序列；-所拟合的子空间具有比所述斯托克斯空间更低的维度；并且-所述XPOLM补偿单元被适配为基于所拟合的子空间来确定所述第一偏振轴和所述第二偏振轴的旋转。4.根据权利要求2所述的相干光接收机，其中所述XPOLM补偿单元被适配为：-基于在所述时刻k处的所述斯托克斯参数集合序列，来确定在所述时刻k处的所述斯托克斯参数的协方差系数；以及-基于所确定的在所述时刻k处的所述协方差系数，来确定在所述时刻k处的所述斯托克斯参数的协方差矩阵的特征向量。5.根据权利要求4所述的相干光接收机，其中：-所述XPOLM补偿单元被适配为使用跨N个时刻的移动平均来确定所述协方差系数；并且-N基于由XPOLM引起的变化的速度。6.根据权利要求5所述的相干光接收机，其中所述XPOLM补偿单元被适配为：-针对多个时间滞后，确定所述斯托克斯参数中的至少一个斯托克斯参数的自相关函数；以及-基于所述自相关函数来确定N。7.根据权利要求4所述的相干光接收机，其中所述XPOLM补偿单元被适配为消除在后续的时刻处所确定的特征向量的方向的模糊性。8.根据权利要求4所述的相干光接收机，其中：-所接收的光信号是偏分复用PDMBPSK信号或者偏振开关PSQPSK信号；并且-所述XPOLM补偿单元被适配为确定所述协方差矩阵的与最大特征值相对应的特征向量。9.根据权利要求4所述的相干光接收机，其中：-所接收的光信号是PDMMPSK信号并且M>2；并且-所述XPOLM补偿单元被适配为确定所述协方差矩阵的与最小特征值相对应的特征向量。10.根据权利要求4所述的相干光接收机，其中所述XPOLM补偿单元被适配为：-确定所确定的特征向量与所述斯托克斯空间中的默认轴之间的角度；-将旋转轴确定为与所确定的特征向量和所述默认轴跨越的平面相垂直的轴；以及-基于所述角度和所述旋转轴，确定所述第一偏振轴和所述第二偏振轴的所述旋转。11.根据权利要求1所述的相干光接收机，其中：-所述XPOLM补偿单元被适配为，基于从所述斯托克斯参数集合导出的长期统计，确定所述XPOLM补偿的第一复数分量和所述XPOLM补偿的第二复数分量；-所述相干光接收机包括第二XPOLM补偿单元，被适配为：-将所述XPOLM补偿的第一复数分量和所述X...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·萨尔西，A·加奇赛迪，P·塞里纳，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：法国;FR