用于补偿相干光接收器处的缺陷的设备制造技术

本发明专利技术涉及光通信，特别是光发射器和相干光接收器之间通过光链路的光通信。本发明专利技术提供了一种用于补偿相干光接收器处的缺陷的设备。该设备被配置为：从接收器获得接收信号；基于第一均衡器的目标输出，适配该第一均衡器；用该第一均衡器补偿该接收信号，以补偿由该接收器引起的缺陷；以及用第二均衡器进一步补偿该接收信号，以补偿由发射器和该接收器之间的链路引起的缺陷。该设备还被配置为：基于该第二均衡器的配置，估计信道响应；从该信道响应中提取该链路的传递函数；以及基于该传递函数和基于从该接收信号获得的比特判决，计算该第一均衡器的目标输出。均衡器的目标输出。均衡器的目标输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于补偿相干光接收器处的缺陷的设备


[0001]本专利技术涉及光通信，特别是光发射器和相干光接收器之间通过光链路的光通信。本专利技术提供了一种用于补偿相干光接收器处的缺陷的设备，其中缺陷可能分别由接收器和链路引起。具体地，该设备被配置为基于计算出的链路的传递函数，用两个单独的均衡器均衡从接收器获得的接收信号。

技术介绍

[0002]光纤通信不断向更高的线路速率和更高的频谱效率发展。相干光学成为长途和城域应用的首选技术，并逐渐渗透到短距离传输市场。
[0003]最近，当前这一代相干光学支持每载波高达600Gb/s的线速，而下一代相干光学将通过利用64点正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)和更大的符号星座实现超过800Gb/s的线速。相干光学技术目前正被讨论用于40km ER和80km ZR 400Gb/s以太网(400GbE)应用。除了400GbE之外，相干光收发器被认为是10km LR暗光纤互连的主要候选。
[0004]高线速下的高阶星座对转发器的缺陷极为敏感。例如，即使是符号周期5％左右的同相(I)和正交(Q)分量之间的小偏斜也会产生几分贝(dB)的大传输损失。图6转载自“G.Khanna等人，“高阶调制格式和高波特率的发射器I/Q偏斜和频率响应的联合自适应预补偿”(Joint Adaptive Pre
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Compensation of Transmitter I/Q Skew and Frequency Response for High Order Modulation Formats and High Baud Rates)，光网络和通信会议OFC 2015年论文集”，说明了在符号率为37.41吉波特(GBaud)的几种调制格式下由IQ偏斜引起的光信噪比(Optical Signal
‑
to
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Noise Ratio，OSNR)损失。对于37.41GBaud 64QAM，I和Q通道1兆分之一秒(ps)时延的小不匹配已经导致1分贝(dB)的损失。
[0005]事实上，I和Q分量之间的差分群时延在频率上不是恒定的，正如G.Khanna等人为了简单起见而假设的那样，其作为频率的函数而变化，因此不能用一维参数表示。在实践中，该函数表现出斜率和纹波，尤其是在高频下，这使得其准确估计和补偿成为一项艰巨的任务。
[0006]此外，在未放大的短距离通信中，信号功率是一种稀缺资源，而为了充分利用它，必须在高功率电平下操作发射器处的电驱动器和调制器，并且在高增益区操作接收器处的电放大器，这加剧了非线性失真的影响，并且还要求非线性补偿。
[0007]IQ偏斜和非线性是两个突出的例子，但更多的影响会损害相干光收发器的性能，即导致缺陷。最重要的缺陷发生在发射器和接收器两者上，包括与频率相关的IQ偏斜、与频率相关的IQ不平衡、带宽限制和非理想的幅度和相位响应、非线性失真(通常带有内存)以及四个支路XI、XQ、YI、YQ之间的串扰，它们被映射到两个正交偏振平面X和Y的I和Q分量上。
[0008]为了实现下一代相干光学，必须减轻这些缺陷。基于数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)的补偿技术尤其具有吸引力，因为它们利用了相干解调的优势并减轻了对电光组件的要求。
[0009]通常，可以考虑静态补偿和自适应补偿技术。然而，基于工厂校准的静态补偿存在几个缺点。首先，由于组件特性受老化和温度影响会随时间而变化，因此损伤本质上是随时间变化的，应该持续跟踪。此外，工厂校准非常耗时，通常使用外部设备，因此会影响生产成本。
[0010]可以通过自适应数字预失真(Digital Pre
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Distortion，DPD)来减轻发射器的缺陷。自适应可以依赖于发射器的本地反馈，正如“G.Khanna等人，“用于光通信发射器的稳健自适应预失真方法”(A Robust Adaptive Pre
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Distortion Method for Optical Communication Transmitters)，IEEE光子学技术快报，28卷，7期(2016年)”所述。或者，可以使用来自远端Rx的反馈来适配DPD，正如“G.Khanna等人，“使用来自远端接收器的反馈的自适应发射器预失真”(Adaptive Transmitter Pre
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Distortion using Feedback from the Far
‑
End Receiver)，IEEE光子学技术快报，30卷，3期(2018年)”所述。
[0011]然而，接收器缺陷的自适应补偿仍然是一个悬而未决的问题。
[0012]解决该问题的第一个示例性架构如图7所示，其分别基于“A.Matsushita等人，“通过使用数字反向传播的全拉曼放大840千米SSMF的10
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WDM 64吉波特PDM
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64QAM传输”(10
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WDM 64
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GBaud PDM
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64QAM Transmission over all
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Raman Amplified 840km SSMF using Digital Back Propagation)，欧洲光通信会议ECOC论文集(2017年)”，以及“A.Matsushita等人，“使用PDM
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256QAM格式的高光谱效率600Gbps/载波传输”(High
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Spectral
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Efficiency 600
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Gbps/Carrier Transmission Using PDM
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256QAM Format)，IEEE光波技术杂志，37卷，2期(2019年)”。
[0013]在图7所示的架构中，光信号用双线复合型箭头表示，而对应于四个支路XI、XQ、YI、YQ的电信号用单线复合型箭头表示。发射器(Tx)将四个电支路转换为光信号，而其对应的接收器(Rx)将光信号映射到四个电支路。
[0014]根据图7，按照功能组合法则的要求，链路和Rx分量在接收器处以反向重新排序被均衡。图7特别示出接收器的缺陷通过接收器均衡器(receiver equalizer，RxEQ)被减轻，而链路的补偿包括体色散均衡器(Bulk Chromatic Dispersion Equalizer，BCD EQ)和多输入多输出(Multiple
‑
Input Multiple
‑
Output，MIMO)均衡器，以应对偏振态(State of Polarization，SOP)的旋转和偏振模色散(Polarization Mode Dispersion，PMD)。可在接收器处使用的附加模块未在图7中示出，因为它们与当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于补偿相干光接收器(110)处的缺陷的设备(100)，所述设备(100)被配置为：从所述接收器(110)获得接收信号(101)；基于第一均衡器(102)的目标输出(103)，适配所述第一均衡器(102)；用所述第一均衡器(102)补偿所述接收信号(101)，以补偿由所述接收器(110)引起的缺陷；以及用第二均衡器(104)进一步补偿所述接收信号(101)，以补偿由发射器(120)和所述接收器(110)之间的链路(130)引起的缺陷；其中，所述设备(100)还被配置为：基于所述第二均衡器(104)的配置，估计信道响应(105)；从所述信道响应(105)中提取所述链路(130)的传递函数(106)；以及基于所述传递函数(105)和基于从所述接收信号(101)获得的比特判决(107)，计算所述第一均衡器(102)的目标输出(103)。2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中：所述第二均衡器(104)的配置包括一组抽头系数。3.根据权利要求1或2所述的设备(100)，所述设备(100)被配置为：通过在基于所述传递函数(106)确定的链路(130)的模型上模拟(200)所述比特判决(107)的传输，计算所述第一均衡器(102)的目标输出(103)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(100)，所述设备(100)被配置为：基于由阈值设备(201)或前向纠错FEC解码器(202)获得的比特判决(107)，计算所述第一均衡器(103)的目标输出(103)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备(100)，所述设备(100)被配置为：在频域中估计信道响应(105)，作为所述第二均衡器(104)的逆矩阵响应与满足无符号间干扰ISI传输的奈奎斯特准则的频率响应的乘积。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备(100)，其中：所述传递函数(106)的提取包括保留偏振相关损耗PDL的影响，同时去除带宽限制的影响，或者包括去除所述PDL的影响。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备(100)，所述设备(100)被配置为：通过估计所述信道响应(105)中的接收器响应并从所述信道响应(105)中去除所述接收器响应，提取所述传递函数(106)。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡诺，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：