相干光接收器的制造方法_4

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r>[0140] 并且E表示预期(在实用实施方式中使用低通滤波器求平均值)。a= 0和ROF =0的TEDC信号810具有正弦形状,其中正过零指示稳态(采样时刻;见图9)。使用方 程式(7)中的虚部产生历时一个单元间隔(unitinterval,UI;符号间隔)具有恒定值的T邸C。此类TEDC无法直接用于时钟提取。可W避免方程式7中的共辆值运算W改进一些 特殊传输情境的性能。在一个实施方式中,参数a用W改进针对不同调制格式和脉冲波形 的时钟性能并且用W另外调整采样相位。 阳141] 在相干光接收器800的一个实施方式中,TEDC信号810指示模拟相干光信号801 相对于本地振荡器815的相位偏移和频率偏移,其中本地振荡器815控制模数转换装置801 的采样。
[0142] 在相干光接收器800的一个实施方式中,内插装置807a、80化包括用于内插数字 相干光信号804的第一内插装置807a和用于内插均衡数字相干光信号806的第二内插装 置80化。 阳143] 在相干光接收器800的一个实施方式中,第一内插装置807a为两个输入样本提供 两个输出样本;并且第二内插装置80化为两个输入样本提供一个输出样本。
[0144] 在相干光接收器800的一个实施方式中,前馈定时恢复装置813包括用于基于 TEDC信号810计算时钟位置的位置计算装置817。
[0145] 在相干光接收器800的一个实施方式中,内插装置807a、80化用于提供在计算出 的时钟位置处的数字相干光信号804和均衡数字相干光信号806的样本。 阳146] 在相干光接收器800的一个实施方式中,TEDC信号810在被提供给位置计算装置 817之前通过无限脉冲响应IIR低通滤波器819过滤。 阳147] 在一个实施方式中,相干光接收器800包括载波恢复装置821,所述载波恢复装置 用于基于均衡数字相干光信号806恢复模拟相干光信号802的载波信号812。
[0148] 在相干光接收器800的一个实施方式中,信道传递函数计算装置805用于基于载 波信号812计算信道传递函数808。
[0149] 在相干光接收器800的一个实施方式中,数字相干光信号804包括每个符号两个 样本。
[0150] 在相干光接收器800的一个实施方式中,相位检测装置809用于基于两个连续符 号间隔的样本提供TEDC信号810。 阳151] 在一个实施方式中,相干光接收器800用于接收使用奈奎斯特脉冲的光信号、用 于接收任何QAM或PSK调制格式的光信号和/或用于接收具有小于最小界定奈奎斯特带宽 的信号带宽的光信号。
[0152] 在相干光接收器800的一个实施方式中,相位检测装置809用于根据方程式(7) 和(8)基于数字相干光信号804提供TEDC信号810。
[0153] 在相干光接收器800的一个实施方式中,相位检测装置809用于具体来说通过将 方程式(7)和(8)应用到数字相干光信号804及其移位版本来提供线性TEDC信号810。
[0154] 图9示出说明根据实施形式的检相器的T邸特性900的图式。检相器可W应用于 如上文关于图8所描述的相干光接收器800。通过分析图9的T邸特性900,可W推断检相 器在0. 25UI处产生时钟。VCO将在此相位锁定;从而升高TEDC过零。然而,时钟应在0.抓I 处,即在图表的中屯、处。 阳K5] 图10示出图9中所描绘的检相器的输入端处的实信号1000 a和虚信号1000 b的 眼图。眼图示出QPSK信号的实部和虚部。比较图9和10,可W推断检相器在0.25UI处产 生时钟,VCO将在此相位锁定;从而升高TEDC过零,但是时钟应在0. 5UI处,即在眼图的中 屯、处。
[0156] 图Ila示出根据实施形式的具有线性TEDC的检相器1100的方块图。检相器1100 可W应用于如上文关于图8所描述的相干光接收器800。
[0157] 相对于图9和10中示出的检相器修改PD块W提供正确的采样相位。通过两个PD 1101、1103处理输入信号1102(方程式7和8)。信号的一个部分在移位了UI/41105的采 样时刻内插。W此方式产生具有正弦形状的信号WzW及具有余弦形状的Wi信号。使用所 述块计算从到+ 31的角函数(反正切)值1107(可W是查找表;look-upt油Ie,LUT) 并且通过2JT来标准化运些值,来自此块1107的输出信号1110取得在-0. 5与+0. 5之间 的值。此值T直接用于内插。为了实现更大追踪范围,可W通过解缠函数处理T值。
[0158] 图1化示出根据实施形式的在图Ila中所描绘的检相器1100中使用的低通滤波 器1150的方块图。使用具有传递函数的IIR结构在数字域中实现LPF11150 :
[0160] 其中f。是滤波器输入数字信号的频率。用于产生正弦函数的第二检相器1103的 内插器可W实现为图8中示出的内插器。例如,使用四个样本的立方内插器可W用来内插 信号。 阳16U图12示出说明图11中所描绘的检相器1100的线性TEDC1200针对ROF= 0和a= 0的TEDC图式。图12中呈现线性TEDC。此函数W等于一个UI的周期为周期。在一 个实施方式中,此类检相器应用于如上文关于图8所描述的相干光接收器800。 阳162] 图13示出根据实施形式的具有线性TEDC的检相器1300的方块图。检相器1300 可W应用于如上文关于图8所描述的相干光接收器800。
[0163] 两个相邻样本1302、1304被添加1301并馈送到主PD1300的基本检相器1307、 1309。基本检相器1307和1309改变输出信号功率,并且信号Wz具有与信号W1不同的极大 值。运产生非反正切函数。使用适当的方程式可W精确地计算此功率变化。信号Wz在进 入到查询表(lookup-t油Ie,LUT) 1305之前乘W1303参数g。此参数等于:
C9):
[01化]图14示出根据实施形式的具有线性TEDC包括用于改变采样相位的电路的检相器 1400的方块图。检相器1400可W应用于如上文关于图8所描述的相干光接收器800。 阳166] 可W使用可W交换Wi和W2函数与函数符号的交换机1401进一步调整采样相位: 阳 167]W'i=aiWm[0168]胖2' =日2胖。 阳1例其中曰1和曰2可W是+1或-1。Wm和Wn是Wi或gWz并且Wm不等于W。。 阳170] 图15a示出说明对于图13中所描绘的具有线性TEDC的检相器针对ROF= 0和a=0的参数Wl的图式1500a;图1化示出说明对于图13中所描绘的具有线性TEDC的检相 器针对ROF= 0和a= 0的参数gW2的图式150化;并且图15c示出说明对于图13中所 描绘的具有线性TEDC的检相器针对ROF= 0和a= 0的TEDC的图式1500c。 阳171] 信号Wl和gW2是几乎相同的,除所要的移位90度外。运证明参数g是W适当方 式计算的。在运两个函数之间的小区别未降低TEDC函数的线性。如从图15c可见,TEDC信 号1500c是线性的并且便于内插器中的使用。可W使用解缠函数扩展反正切函数的范围W 涵盖不限于一个UI的更大抖动。相移可W定义为: 阳 172]Tc(n) =Tc(n-l)+巫(n)+A巫(n) 阳 173] 巫(n) =T(n) -T(n-1)
ClQ)
[01巧]解缠函数范围取决于可用寄存器长度。为了避免尤其在捕获相位(时脉频率偏移 捕获)时的较大相位波动,此函数可W限于若干符号。 阳176] 图16示出说明对于图13中所描绘的具有线性TEDC的检相器针对4QAM和Eb/NO=3地的TEDC的图式1600 ;图17示出说明对于图13中所描绘的具有线性TEDC的检相器 针对16QAM和Eb/NO= 6地的TEDC的图式1700 ;图18示出说明对于图13中所描绘的具有 线性TEDC的检相器针对64QAM和化/NO= 10地的TEDC的图式1800 ;图19示出说明对于 图13中所描绘的具有线性TEDC的检相器针对4QAM和化/NO= 3地的TEDC的图式1900 ; 图20示出说明对于图13中所描绘的具有线性TEDC的检相器针对16QAM和Eb/NO= 6地 的TEDC的图式2000 ;W及图21示出说明对于图13中所描绘的具有线性TEDC的检相器针 对64QAM和化/NO= 10地的TEDC的图式2100。 阳177] 模拟S种调制格式,即具有从0到1W0. 1为一级的ROF的4、16和64QAM(a= 0),并且呈现TEDC。在所有情况下的信号功率归一化为1。一可W表示TEDC曲线几乎独 立于ROF值和调制格式。通过任何已知的PD不能实现此类性能。W0. 02的误码率化it errorrate,邸时(20%的阳C软限制)选择化/NO值 阳17引针对所有情况研究了对于ROF= 0和a= 0的自抖动性能和噪声抖动性能。每 个TEDC曲线在1024个符号上导出。每个图中示出64个曲线。可W根据正过零区域的宽 度估计抖动的量。在所有情况下绝对峰-峰抖动未越过UI(采样周期;单元间隔)的2%。 基于公开和经验,此类抖动性能在可接受的限制内。
[0179] 图22示出发送电路2200和接收电路2250的方块图,说明根据实施形式的奈奎斯 特超信道定时。 阳180] 相干光学通信的当前趋势是使用高调制格式提高频谱效率,偏振和密集信道包装 (OFDM、奈奎斯特等)两者。因此,整合一组N个发送器TxUTx2、TxNW节省功率、大小和 价格。代替N个VC0,超信道发送电路2200共享用于所有发送器TxUTx2、TxN的一个VCO 2201。运实现如图22中所示。一个VCO2201供应时钟分布单元blockdistribution unit,CDU,2203),其为所有N个发送器Txl、Tx2、TxN计时。 阳
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