用于检测和补偿相干光学转发器的带宽限制和调制非线性的方法和装置制造方法及图纸

本申请的各实施例涉及用于检测和补偿相干光学转发器的带宽限制和调制非线性的方法和装置。在一些实施例中，一种装置包括存储器和被操作地耦合到存储器的处理器。处理器被配置用于以与第一频率值对应的频率向相干光学转发器的支路通道发送激励信号。处理器被配置用于调节激励信号的幅度并且接收第一多个输出光学功率值。处理器被配置用于调节激励信号的频率并且接收第二多个输出光学功率值。处理器被配置用于确定带宽限制和调制非线性，并且然后向第一滤波器发送第一信号以减少带宽限制并且向第二滤波器发送第二信号以减少调制非线性。

【技术实现步骤摘要】
用于检测和补偿相干光学转发器的带宽限制和调制非线性的方法和装置
在此被描述的一些实施例总体上涉及用于提高光学通信系统中的相干光学转发器(transponder)的性能的方法和装置。特别地，而非通过限制的方式，在此被描述的一些实施例涉及用于检测和补偿光学通信系统中的相干光学转发器的带宽限制和调制非线性的方法和装置。
技术介绍
随着对具有高数据速率性能的光学通信系统的不断增长的需求，光学正交幅度调制(QAM)信号被生成以提供高数据承载能力和高频率效率。正交幅度调制(QAM)是一种调制技术，其中两种或者三种二进制或者多级电子数据信号经由同相(或者“I”通道)以及正交(90度)相位(或者“Q”通道)被调制到单个光学载波上，从而使得光学载波的幅度和相位二者利用数据而被调制以增强频谱占有的效率。其他调制技术包括二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、差分正交相移键控(DQPSK)和启闭键控(OOK)。偏振复用(PM)是一种复用技术，其中两个独立的电子数据信号首先被调制到具有正交偏振(例如，第一电子数据信号被调制到X通道偏振上，并且第二电子数据信号被调制到Y通道偏振上)的光学载波上，然后两个偏振上的信号通过偏振光束组合器被进一步复用在一起，从而使得总数据吞吐量在无需使频谱带宽加倍的情况下被加倍。典型的双偏振QAM(DP-QAM)转发器包括四个支路通道，XI、XQ、YI和YQ，它们被用于针对X通道偏振和Y通道偏振二者的同相和正交调制。在每个支路内，带宽限制可能产生自光学转发器内的各种组件，例如，数模转换器(DAC)、印刷电路板(PCB)中的射频(RF)迹线、可插入接口(如果可适用)、RF电子放大器和/或光学调制器。除了带宽限制之外，调制非线性可能产生自光学调制器的传递函数和/或来自光学转发器内的各种组件的非线性幅度响应。用以补偿带宽限制的已知解决方案针对具有高波特率(例如，＞400G)或者具有高幅度信号的光学转发器并未产生满意的结果。此外，已知解决方案经常测量带宽限制和调制非线性的耦合的影响，并且因此补偿缺乏精确度。用以补偿调制非线性已知解决方案经常补偿来自光学调制器的传递函数和非线性幅度响应中的一方的影响，并且因此缺乏满意的结果。因此，存在针对用以测量和补偿高波特率光学转发器的带宽限制和调制非线性的去耦合的影响的方法和装置的需求。此外，存在针对用以通过补偿光学调制器的传递函数以及光学转发器的非线性幅度响应来补偿调制非线性的方法和装置的需求。
技术实现思路
在一些实施例中，一种装置包括被配置用于存储具有多个幅度值和多个频率值的激励信号的存储器以及被操作地耦合到存储器的处理器。处理器被配置用于以与来自多个频率值的第一频率值对应的频率向来自相干光学转发器的一组支路通道的支路通道发送激励信号。处理器被配置用于在第一幅度值和第二幅度值之间调节激励信号的幅度。多个幅度值包括第一幅度值和第二幅度值。处理器被配置用于响应于激励信号的幅度在第一幅度值和第二幅度值之间调节而接收第一多个输出光学功率值。处理器被配置用于在第二频率值和第三频率值之间调节激励信号的频率。多个频率值包括第二频率值和第三频率值。处理器被配置用于响应于激励信号的频率在第二频率值和第三频率值之间调节而接收第二多个输出光学功率值。处理器被配置用于基于第一多个输出光学功率值和第二多个输出光学功率值来确定与相干光学转发器的支路通道相关联的带宽限制和与相干光学转发器的支路通道相关联的调制非线性。处理器被配置用于向相干光学转发器的第一滤波器发送第一信号以减少与支路通道相关联的带宽限制，并且向相关光学转发器的第二滤波器发送第二信号以减少与支路通道相关联的调制非线性。附图说明图1A至图1B是图示了根据实施例的光学转发器的框图。图2A至图2D示出了根据实施例的、分别来自光学转发器的每个支路通道、作为激励信号的幅度的函数的输出信号的总输出功率的示例。图3A至图3H示出了根据实施例的、针对激励信号的不同频率、针对光学转发器的支路通道、作为激励信号的幅度的函数的输出信号的总输出功率的示例。图4示出了根据实施例的、作为激励信号的频率的函数的带宽限制参数αω的示例图表。图5示出了根据实施例的、作为激励信号的频率的函数的调制非线性参数γω的示例图表。图6示出了根据实施例的、比较由不同方法测量的光学转发器的带宽的示例图表。图7A至图7B是图示了根据实施例的、用以补偿带宽限制和调制非线性的光学转发器的电子组件的框图。图8是图示了根据实施例的、用于带宽限制和调制非线性补偿过程的方法的流程图。具体实施方式偏振复用(PM)是一种调制技术，其中光学载波可以具有经由电子信号(例如，信息和/或数据)而被独立地并且同时地调制的不同光学偏振。不同光学偏振可以包括第一偏振通道“X通道”和第二偏振通道“Y通道”，并且X通道和Y通道可以彼此正交(或者近似地正交)。例如，X通道可以是水平地偏振的光，并且Y通道可以是竖直地偏振的光。在一些实例中，X通道和Y通道无需是水平偏振和竖直偏振，并且无需是正交的。正交幅度调制(QAM)是一种调制技术，其中两种或者三种二进制或者多级电子数据信号经由同相(或者“I”通道)以及正交(90度或者近似90度)相位(或者“Q”通道)被调制到单个光学载波上，从而使得光学载波的幅度和相位二者利用数据而被调制以增强频谱占有的效率。在M进制QAM(mQAM或者M-QAM)中，一个符号可以表示多个位以增强频谱效率。其他调制技术包括二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、差分正交相移键控(DQPSK)和启闭键控(OOK)。光学调制器可以使用偏振复用来将两个不同QAM信号组合成具有同相水平偏振(或者“XI”)通道、正交水平偏振(或者“XQ”)通道、同相竖直偏振(或者“YI”)通道和正交竖直偏振(或者“YQ”)通道的双偏振QAM(DP-QAM)信号，由此相对于单个QPSK信号提高频率效率。在一些实施例中，一种装置包括被配置用于存储具有多个幅度值和多个频率值的激励信号的存储器以及被操作地耦合到存储器的处理器。处理器被配置用于以与来自多个频率值的第一频率值对应的频率向来自相干光学转发器的一组支路通道的支路通道发送激励信号。处理器被配置用于在第一幅度值和第二幅度值之间调节激励信号的幅度。多个幅度值包括第一幅度值和第二幅度值。处理器被配置用于响应于激励信号的幅度在第一幅度值和第二幅度值之间调节而接收第一多个输出光学功率值。处理器被配置用于在第二频率值和第三频率值之间调节激励信号的频率。多个频率值包括第二频率值和第三频率值。处理器被配置用于响应于激励信号的频率在第二频率值和第三频率值之间调节而接收第二多个输出光学功率值。处理器被配置用于基于第一多个输出光学功率值和第二多个输出光学功率值来确定与相干光学转发器的支路通道相关联的带宽限制和与相干光学转发器的支路通道相关联的调制非线性。处理器被配置用于向相干光学转发器的第一滤波器发送第一信号以减少与支路通道相关联的带宽限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n存储器，所述存储器被配置用于存储具有多个幅度值和多个频率值的激励信号；/n处理器，所述处理器被操作地耦合到所述存储器，所述处理器被配置用于：/n以与来自所述多个频率值的第一频率值对应的频率向来自相干光学转发器的一组支路通道中的支路通道发送所述激励信号，/n在第一幅度值和第二幅度值之间调节所述激励信号的幅度，所述多个幅度值包括所述第一幅度值和所述第二幅度值，/n响应于所述激励信号的所述幅度在所述第一幅度值和所述第二幅度值之间调节而接收第一多个输出光学功率值，/n在第二频率值和第三频率值之间调节所述激励信号的所述频率，所述多个频率值包括所述第二频率值和所述第三频率值，/n响应于所述激励信号的所述频率在所述第二频率值和所述第三频率值之间调节而接收第二多个输出光学功率值，/n基于所述第一多个输出光学功率值和所述第二多个输出光学功率值来确定与所述相干光学转发器的所述支路通道相关联的带宽限制和与所述相干光学转发器的所述支路通道相关联的调制非线性，/n向所述相干光学转发器的第一滤波器发送第一信号以减少与所述支路通道相关联的所述带宽限制，以及/n向所述相干光学转发器的第二滤波器发送第二信号以减少与所述支路通道相关联的所述调制非线性。/n...

【技术特征摘要】
20180614 US 16/008,7131.一种装置，包括：
存储器，所述存储器被配置用于存储具有多个幅度值和多个频率值的激励信号；
处理器，所述处理器被操作地耦合到所述存储器，所述处理器被配置用于：
以与来自所述多个频率值的第一频率值对应的频率向来自相干光学转发器的一组支路通道中的支路通道发送所述激励信号，
在第一幅度值和第二幅度值之间调节所述激励信号的幅度，所述多个幅度值包括所述第一幅度值和所述第二幅度值，
响应于所述激励信号的所述幅度在所述第一幅度值和所述第二幅度值之间调节而接收第一多个输出光学功率值，
在第二频率值和第三频率值之间调节所述激励信号的所述频率，所述多个频率值包括所述第二频率值和所述第三频率值，
响应于所述激励信号的所述频率在所述第二频率值和所述第三频率值之间调节而接收第二多个输出光学功率值，
基于所述第一多个输出光学功率值和所述第二多个输出光学功率值来确定与所述相干光学转发器的所述支路通道相关联的带宽限制和与所述相干光学转发器的所述支路通道相关联的调制非线性，
向所述相干光学转发器的第一滤波器发送第一信号以减少与所述支路通道相关联的所述带宽限制，以及
向所述相干光学转发器的第二滤波器发送第二信号以减少与所述支路通道相关联的所述调制非线性。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置用于在所述相干光学转发器的校准模式期间向所述支路通道发送所述激励信号。


3.根据权利要求1所述的装置，其中所述带宽限制与以下至少一项的带宽限制相关联：所述相干光学转发器的数模转换器(DAC)、所述相干光学转发器的射频(RF)放大器、所述相干光学转发器的光学调制器、所述相干光学转发器的印刷电路板上的迹线、或者所述相干光学转发器的可插入接口。


4.根据权利要求1所述的装置，其中所述调制非线性与以下至少一项的调制非线性相关联：所述相干光学转发器的数模转换器(DAC)、所述相干光学转发器的射频(RF)放大器、所述相干光学转发器的光学调制器、所述相干光学转发器的印刷电路板上的迹线、或者所述相干光学转发器的可插入接口。


5.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述处理器被配置用于基于带宽限制参数来确定所述带宽限制，
所述处理器被配置用于基于调制非线性参数来确定所述调制非线性，所述调制非线性参数不同于所述带宽限制参数。


6.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置用于独立于所述调制非线性对所述激励信号的影响来确定所述带宽限制。


7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一滤波器是所述相干光学转发器的有限脉冲响应(FIR)滤波器。


8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二滤波器是所述相干光学转发器的Volterra滤波器。


9.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置用于向所述相干光学转发器第三滤波器发送第三信号以减少来自所述相干光学转发器的光学调制器的所述调制非线性。


10.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述支路通道是来自所述一组支路通道的第一支路通道；
所述处理器被配置用于与所述处理器确定与所述第一支路通道相关联的所述带宽限制串行地或者并行地确定与来自所述一组支路通道的第二支路通道相关联的带宽限制。


11.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述存储器是所述相干光学转发器的数字信号处理芯片中的随机存取存储器(RAM)。


12.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置用于在没有实时数据流量的情况下确定所述带宽限制。


13.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述处理器被配置用于在校准模式和实时数据流量模式之间切换，
所述处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，岳洋，
申请(专利权)人：瞻博网络公司，
类型：发明
国别省市：美国;US