光收发器设备和通信系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光收发器设备和通信系统。一种光收发器设备，其特征在于，包括：光接收器，用于将输入光信号转换成输入电信号；数字信号处理器，被配置为分析输入电信号并生成表征输入电信号的直方图；前向纠错模块，用于编码输入电信号；控制模块，被配置为处理输入电信号并且基于直方图生成信号质量值，使用直方图的拟合来计算信号质量值，控制模块进一步被配置为至少基于信号质量值生成反向信道数据，控制模块进一步被配置为将反向信道数据插入到输出数据流；以及光发射器，用于基于输出数据流生成输出光信号。由传输光收发器进行的调整更好地提高数据传输质量，本实用新型专利技术提供的闭环技术有利于提高性能。

Optical Transceiver Equipment and Communication System

The utility model relates to an optical transceiver device and a communication system. An optical transceiver device is characterized by: an optical receiver for converting an input optical signal into an input electrical signal; a digital signal processor configured to analyze the input electrical signal and generate a histogram representing the input electrical signal; a forward error correction module for encoding the input electrical signal; and a control module configured to process the input electrical signal and generate it based on the histogram. The signal quality value is calculated by histogram fitting, the control module is further configured to generate reverse channel data at least based on the signal quality value, the control module is further configured to insert the reverse channel data into the output data stream, and the optical transmitter is used to generate the output optical signal based on the output data stream. The adjustments made by the transmission optical transceiver can better improve the data transmission quality, and the closed-loop technology provided by the utility model is beneficial to improving the performance.

【技术实现步骤摘要】
光收发器设备和通信系统
本技术涉及光收发器设备和通信系统。
技术介绍
大多数光学通信模块具有某种形式的内部控制系统以保持光学性能。例如，典型的控制参数包括光功率、波长、消光比等。然而，在大多数情况下，传输光学模块以保持这些参数的传统技术依赖于代理测量(proxymeasurements)。例如，传输的光功率可以通过抽头(tap，分接头)和光电二极管来测量，或者可以从调制器偏差中推断出消光比。不幸的是，这些传统技术是不够的。难度在于，这些代理测量可能不表示实际的传输特性，结果是未优化传输光路。在光学通信中，另一难度在于，在光线路系统(包括光纤、放大器、多路复用器/解多路分用器、色散补偿等)中，优选传输参数可能不是恒定的，并且实际上可能由于线路设备或条件而改变。这可能呈现传输参数甚至远不及优选的。
技术实现思路
根据一个实施方式，本技术提供了一种光收发器设备。该设备包括光接收器，用于将输入光信号转换成输入电信号。该设备还包括数字信号处理器(DSP)，被配置为分析输入电信号并生成表征该输入电信号的直方图。该设备还包括前向纠错(FEC)模块，被配置为编码输入电信号。该设备还包括控制模块，被配置为处理输入电信号并且基于直方图生成信号质量值，使用直方图的拟合来计算信号质量值，。控制模块进一步被配置为至少基于该信号质量值生成反向信道数据。该控制模块进一步被配置为将该反向信道数据插入到输出数据流。该设备具有光发射器，用于基于输出数据流生成输出光信号。其中，向前纠错模块被配置为将反向信道数据及部分输出数据流封装到向前纠错帧中；其中，拟合包括二次拟合。其中，光发射器包括激光装置。其中，控制模块被配置为基于所接收的嵌入到输入电信号中的反向信道数据来改变激光装置的一个或多个设置。其中，一个或多个设置包括激光波长。其中，光发射器包括调制器。其中，控制模块被配置为基于所接收的嵌入到输入电信号中的反向信道数据来改变调制器的一个或多个设置。其中，控制模块被配置为改变调制器的基础相位偏移。其中，信号质量值与二次拟合的一阶系数相关联。其中，直方图基于输入电信号的信号电平和命中次数。其中，信号质量值包括直方图等高线参数。应该理解，本技术的实施方式提供了优于现有技术的优点。更具体地，本技术的实施方式在光接收路径上利用数字信号处理器(DSP)和前向纠错(FEC)模块。在模块本身内的光接收路径上包括的DSP和FEC允许接收侧确定输入光信号的质量。另外，本技术的实施方式提供高级的FEC编码，其包括将额外数字信息置于传输的数据旁边的能力(“反向信道”)，由此允许接收侧模块通知发送侧模块当前信号的完整性。例如，光接收器基于接收到的光信号生成直方图。使用直方图，光接收器生成传输回光发射器的控制数据(例如，直方图等高线参数和/或二次拟合系数)。优选发射器使用控制数据来相应地调整和优化数据传输参数。更具体地，为了数据传输的目的，使用直方图信息来确定均衡和优化不同PAM电平的信噪比(SNR)。通过一起工作的DSP/FEC和高级的FEC编码可以实现闭环系统，其中，发送侧的光学参数可以被调谐到优选，以反映当前的光学条件。调谐参数包括但不限于补偿从传输光学模块到接收光学模块的光学设备的老化或环境影响。根据另一实施方式，本技术提供了一种通信系统。该系统包括通信链路。该系统包括第一收发器，包括第一控制模块和第一发射器。该系统进一步包括第二收发器，其包括第二控制模块和第二发射器。第二收发器被配置为向第一收发器发送数据。第一收发器被配置为处理从第二收发器接收的第一数据流并检测第一反向信道数据。如果第一收发器检测到第一反向信道数据，则该第一收发器被配置为确定与第一数据流相关联的直方图等高线参数并将该直方图等高线参数插入到第二反向信道数据中。第二反向信道数据被嵌入在第二数据流中。第二收发器被配置为处理从第一收发器接收的第二数据流。第二收发器被配置为检测第二反向信道数据并且基于该直方图等高线参数来调整一个或多个运行参数。其中，第一收发器被配置为基于第一数据流的信号电平和命中次数来生成直方图。直方图的等高线参数与一个或多个二次拟合系数相关联。其中，第二收发器被配置为保持调整一个或多个运行参数，直到一阶二次拟合系数达到接近零的预定阈值。应该理解，本技术的实施方式提供了优于传统技术的许多优点。此外，通过测量在数据通信路径的接收光收发器处的实际信号特性(例如，直方图)，由传输光收发器进行的调整比现有技术更好地提高数据传输质量，其中，通常，将一次性出厂设置应用到光收发器。用于测量信号质量时，直方图和直方图等高线参数是高效和有效的。例如，诸如波长控制等调整可能特定于光链路和实际操作条件(例如，温度、干扰等)，这些信息在制造光收发器时是不可用的信息。因此，本技术提供的闭环技术有利于使用这些信息并因此提高性能。可以结合现有的系统和处理来实现本技术的实施方式。例如，可以实现反向信道数据，以与现有通信协议兼容。反向信道数据由被预先配置为使用这些数据的光收发器使用，并且未被配置为使用反向信道数据的光收发器可能仅仅忽略这些数据。另外，可以使用现有的制造设备和技术来制造根据本技术的实施方式的光收发器。在某些实现方式中，现有的光收发器可以升级(例如，通过固件更新)以利用本技术。可以通过配置现有的DSP组织来执行直方图生成和计算。还具有其他好处。附图说明图1是示出根据本技术的实施方式的光收发器的简化图；图2是示出根据本技术的实施方式的编码数据帧的简化图；图3是示出根据本技术的实施方式的具有反向信道数据控制的光发射器的简化图；图4是示出根据本技术的实施方式的光接收器400的简化图；图5是示出BER与MZ偏差之间的关系的简化图；图6A、图6B和图6C提供了与接收到的光学数据信号相关联的直方图。每个绘图显示了对应于四个PAM电平的四个峰；图7是示出与在图6A、图6B和图6C中所示的直方图相关联的平均峰值的绘图；图8是示出与图6A、图6B和图6C中所示的直方图相关联的峰值对峰数的二次拟合的绘图；图9是示出峰值偏移与峰数平方的线性拟合的绘图；图10是示出相对于信号噪声的信号强度的简化图。具体实施方式本技术涉及通信系统和方法。在具体实施方式中，本技术提供了一种从光发射器接收数据流的光接收器。该光接收器使用数据流确定直方图等高线参数并将直方图等高线参数插入到反向信道数据段中，然后，将该反向信道数据段传输到光发射器。该光发射器基于直方图等高线参数改变其数据传输设置。还具有其他实施方式。图1是示出根据本技术的实施方式的光收发器的简化图。该示图仅仅是一个示例，不应该过度限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替代和修改。如图1所示，收发器100包括光接收器101，该光接收器101与光学通信链路接合并被配置为接收和处理光学通信信号。在各种实施方式中，光接收器包括各种部件，例如，滤波器、跨阻放大器(TIA)、光纤连接器等。光接收器101可以另外包括光学传输装置，例如，光放大器、光衰减器、色散补偿(静态或可调谐)、光纤长度、插线板和插线电缆、光学多路复用器、光学多路分用器等。在其他特征中，光接收器101将接收到的光信号转换为稍后可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光收发器设备，其特征在于，包括：光接收器，用于将输入光信号转换成输入电信号；数字信号处理器，被配置为分析所述输入电信号并生成表征所述输入电信号的直方图；前向纠错模块，用于编码所述输入电信号；控制模块，被配置为处理所述输入电信号并且基于所述直方图生成信号质量值，使用所述直方图的拟合来计算所述信号质量值，所述控制模块进一步被配置为至少基于所述信号质量值生成反向信道数据，所述控制模块进一步被配置为将所述反向信道数据插入到输出数据流；以及光发射器，用于基于所述输出数据流生成输出光信号。

【技术特征摘要】
2017.07.07 US 15/644,3421.一种光收发器设备，其特征在于，包括：光接收器，用于将输入光信号转换成输入电信号；数字信号处理器，被配置为分析所述输入电信号并生成表征所述输入电信号的直方图；前向纠错模块，用于编码所述输入电信号；控制模块，被配置为处理所述输入电信号并且基于所述直方图生成信号质量值，使用所述直方图的拟合来计算所述信号质量值，所述控制模块进一步被配置为至少基于所述信号质量值生成反向信道数据，所述控制模块进一步被配置为将所述反向信道数据插入到输出数据流；以及光发射器，用于基于所述输出数据流生成输出光信号。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述前向纠错模块被配置为将所述反向信道数据及部分所述输出数据流封装到向前纠错帧中；其中，所述拟合包括二次拟合。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光发射器包括激光装置。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置为基于所接收的嵌入到所述输入电信号中的所述反向信道数据来改变所述激光装置的一个或多个设置。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述一个或多个设置包括激光波长。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光发射器包括调制器。7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置为基于所接收的嵌入到所述输入电信号中的所述反向信道数据来改变所述调制器的一个或多个设置。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置为改变...

【专利技术属性】
技术研发人员：托得·罗普，哈里·尚卡尔，拉德哈克里什南·L·纳贾拉詹，
申请(专利权)人：颖飞公司，
类型：新型
国别省市：美国,US