用于多波长相干接收器的系统及方法
【专利说明】用于多波长相干接收器的系统及方法
[0001]本申请要求于2014年2月7日提交的题为“System and Method for a Mult1-Wavelength Coherent Receiver(用于多波长相干接收器的系统及方法)”的美国非临时申请N0.14/175，423的权益，该申请通过引用被合并至本文中。
技术领域
[0002]本发明涉及无线通信领域，并且在【具体实施方式】中，涉及用于提前终止迭代的涉及零空间的奇异值分解(iterat ive nul 1-space directed singular valuedecomposit1n)的系统及方法。
【背景技术】
[0003]由于基于数字信号处理(DigitalSignal Processing，DSP)的光相干接收器能够恢复所接收的光信号的光场，所以它们已经成为用于100千兆赫(G)以上长距离光传输的适当的解决方案。100G相干接收器被设计成接收集中在单波长栅格上的光信号。然而，需要可以同时检测多个光波长信道例如波分复用(wavelength divis1n multiplexing，WDM)信道的单个相干接收器设计。由于这样的设计允许在多波长信道(例如，WDM信道)之间共享和简化电光器件和DSP硬件并且降低实现成本，所以它有利。
【发明内容】
[0004]根据本公开内容的一种实施方式，一种由光接收器执行的用于多波长相干接收的方法包括:接收包括多个波长处的多个信道的光信号，以及根据来自多波长本地振荡器(multiple wavelength local oscillator，MWL0)的输入来选择信道。来自MWLO的输入将信号同时锁定至信道的多个波长。然后，该信号被分成多个偏振分量。使用数字信号处理(digital signal processing，DSP)将偏振分量中的信道分离开。该方法还包括:对信道执行色散补偿(chromatic dispers1n compensat1n，(DC)，以及对每个信道执行时域均衡。
[0005]根据本公开内容的另一种实施方式，一种用于多波长相干接收的光接收器包括:偏振分集光混合模块、被耦接至偏振分集光混合模块的输入端的MWLO、被耦接至偏振分集光混合模块的多个PIN 二极管、被親接至PIN 二极管的多个模数转换器(analog-to-digitalconverter，ADC)以及被親接至ADC的DSP模块。偏振分集光混合模块被配置成将光信号分成多个偏振分量，其中，该光信号包括多个波长处的多个信道。MWLO被配置成将光信号同时锁定至信道的多个波长。PIN 二极管被配置成将偏振分量转换成对应的电信号。每个PIN 二极管与偏振分量之一对应。ADC被配置成将电信号转换成数字信号。每个ADC与偏振分量之一对应。DSP被配置成对与偏振分量对应的电信号进行组合并且检测波长处的信道。
[0006]根据本公开内容的又一种实施方式，一种用于多波长相干接收的光接收器包括:偏振分集光混合模块、被耦接至偏振分集光混合模块的输入端的MWLO、被耦接至偏振分集光混合模块的多个PIN 二极管、被耦接至PIN 二极管的多个ADC以及被耦接至ADC的用于信道切分和CDC的频域均衡器(frequency domain equalizer，FDEQ)模块。偏振分集光混合模块被配置成将光信号分成多个偏振分量。该光信号包括多个波长处的多个信道。MWLO被配置成将光信号同时锁定至信道的多个波长。PIN 二极管被配置成将偏振分量转换成对应的电信号。每个PIN 二极管与偏振分量之一对应。ADC被配置成将电信号转换成数字信号。每个ADC与偏振分量之一对应。用于信道切分和CDC的FDEQ模块被配置成对与偏振分量对应的电信号进行组合并且将波长处的信道分开。
[0007]上文相当宽泛地概述了本发明的实施方式的特征，使得可以更好地理解下面对本发明的详细描述。下文将描述本发明的实施方式的另外的特征和优点，其构成了本发明的权利要求的主题。本领域的技术人员应当理解，所公开的构思和【具体实施方式】易被用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域的技术人员还应当认识到，这样的等同结构没有偏离在所附权利要求书中阐明的本发明的精神和范围。
【附图说明】
[0008]为了更全面地理解本发明及其优点，现在参考结合附图而进行的以下描述，在附图中:
[0009]图1示出了常规相干接收器设计；
[0010]图2不出了多波长相干接收器(mult1-wavelength coherent receiver，MWCR)的实施方式；
[0011]图3不出了使用多波长本地振荡器(multiplewavelength local oscillator,MWLO)进行的WDM信道的同时相干接收的实施方式；
[0012]图4示出了不相邻栅格上的WDM信号的多波长相干接收的实施方式；
[0013]图5示出了用于接收较密集的固定栅格上的多个WDM信道的MWCR的实施方式；
[0014]图6示出了较密集的固定栅格上的多波长相干接收的实施方式；
[0015]图7示出了灵活栅格上的WDM信号的多波长相干接收的实施方式；
[0016]图8示出了MWCRDSP中的数据路径的实施方式；
[0017]图9示出了MWCRDSP中的数据路径的另一种实施方式；
[0018]图10示出了用于MWCR的方法的实施方式；以及
[0019]图11是可以用于实现各种实施方式的处理系统的图。
[0020]除非另有指示，否则在不同附图中对应的附图标记通常指代对应的部分。绘制附图是为了清楚地说明实施方式的相关方面，而不必按比例来绘制附图。
【具体实施方式】
[0021]下面详细论述目前优选实施方式的形成和使用。然而，应当理解，本发明提供很多可以在多种具体语境下被体现的可应用的发明构思。所论述的【具体实施方式】仅仅说明形成和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
[0022]图1示出了常规相干接收器设计100。该接收器包括偏振分集光混合部件110，其被配置成将输入光信号分成该信号的4个偏振分量X1、XQ、n和YQ。例如，偏振分集光混合部件可以通过两个偏振分束器(polarizat1n beam splitter，PBS)和两个光混合部件来构造。偏振分集光混合部件110还根据来自LO的输入将输入信号锁定至一个指定的波长。然后，每个分量被发送至对应的PIN 二极管120，其将该光信号分量转换成电信号分量。然后，使用模数转换器(analog-to-digital converter，ADC) 130将每个电信号分量从模拟形式转换成数字形式。然后，DSP单元140使用色散补偿(chromatic dispers1n compensat1n，Q)C)块142和时域均衡器(time domain equalizer，TDEQ)块144对4个转换的分量进行处理。该常规设计可以检测集中在单波长栅格上的光信号，但是不能同时检测多个光波长信道。
[0023]本文提供了能够同时检测多个光波长信道例如波分复用(wavelengthdivis1nmultipiexing，WDM)信道的新颖的多波长相干接收器(mult1-wavelength coherentreceiver，MWCR)设计和操作的实施方式。MWCR可以使用与常规相干接收器相同的硬件配置，并且还可以使用可调谐多波长本地振荡器(mult1-wavelength local oscillator,丽LO)。通过将MWLO内的每个单独的本地振荡器(local oscillator，L0)调谐至特定波长，MWCR可以接收并检测常规固定栅格网络或灵活栅格网络两者中的WDM信号。MWCR还使用新颖的DSP算法对WDM信道进行解复用并且进行⑶C。用于处理每个WDM信道的DSP设计可以类似于常规相干接收器的DSP设计。另外，如果MWLO被锁频(frequency locked)，则可以在WDM信道之间共享本地振荡器频率偏移(local oscillator frequency offset，L0F0)估计和控制。这意味着多个本地振荡器(local oscillator，L0)之间的频率间隔是固定的，防止LO随时间彼此相离或相向漂移。因此，如果例如使用DSP电路将LO之一锁定，则其他LO同样被锁定。
[0024]图2示出了MWCR设计200的实施方式。该接收器包括偏振分集光混合部件210，其被配置成将输入多波长光信号分成该信号的4个偏振分量XI 40、竹和￥0。部件210还被配置成根据来自MffLO的输入将输入信号锁定至多个波长。来自多波长本地振荡器的输入提供用于同时选择输入光信号的多个信道的多个波长。MWCR设计200还包括与常规接收器的对应部件类似的PIN二极管120和ADC 230 JCWR设计200还包括多波长DSP单元240，其包括用于对4个分量进行处理的CDC和WDM信道切分器块242以及用于对通过MffLO输入所选择的每个波长信道进行处理的TDEQ块244。
[0025]图3示出了使用MWLO进行的对WDM信道的同时相干接收操作300的实施方式。该相干接收操作300可以通过MffCR设计200来实现。除了MWLO和如上所述对DSP单元的变化以外，MWCR可以使用与常规相干接收器的硬件配置类似的硬件配置。图3中的顶部图