专利名称：光通信系统收发器与光通信系统的制作方法
光通信系统收发器与光通信系统
背景技术：
本发明涉及通过拥有至少一个光通道的光通信系统的通信。光通信的传统收发器是在一个设备上包含一个发射器和一个接收器。特别是在长距离传输中，两个收发器可定义一个双向链路，其中，数据在各自设备中的发射器和接收器之间传输。双向链路的两个光路或光通道不一定要具有相同波长或在相同通道中。为进一步满足传输容量的需要，频谱效率必须以高阶调制格式增长，如QPSK、16QAM甚至是更高的信号星位图。有一点很明确，高阶调制格式比线性和非线性通道失真更加敏感。为了均衡和恢复传输数据，将会在相干接收器中应用数字信号处理(DSP)，以补偿或缓和所述的线性和非线性通道失真。考虑到高数据速率，实施高速ASIC可能很难实现 100Gbit/s的PDM-QPSK传输。高阶调制格式(如16QAM)需要的复杂性更高，以致还未能实现在接收器中执行数字均衡。因此可能会在发射器中执行部分数字均衡。这种方法被称为预均衡或预失真，它可以补偿线性和非线性通道失真。基于发射器的类似预处理可能需要OFDM等调制格式。此外，传统收发器只能单向传输信息，以致发射器无法从接收器获得信息。为了补偿通道失真和恢复传输信息，接收器通常会应用复杂的数字信号处理。参考[I]至[3]提供的方法可用于对将要通过光通道从一个收发器发射到另一个收发器的信号进行预失真或预处理，从而补偿线性和非线性通道损失。在参考[I]中描述了使用一种数字处理方法和一个双驱动马赫曾德尔调制器通过信号预失真进行的电子色散补偿。在参考[2]中，介绍了用于降低光通信系统中通道内非线性电子补偿的内存需要的方法。其中，提供一个数字滤波器用于处理要通过光通信系统传送的电子输入信号。处理可使用补偿功能生成预失真的电子信号，补偿功能大体上可以通过光通信系统缓和传递到通信信号的通道内非线性。数字滤波器的内存有限，只能存储用于接近原始值的已减少的状态集和用于执行补偿功能的未减少的数据集。对数字滤波器使用减少的数据集以应用补偿功能，从而通过比不使用减少的数据集更长的光通信系统传输距离来缓和通道内非线性。在参考[3]中，描述了光通信系统中光色散的电域补偿。其中，通过光通信系统传送的通信信号的光色散可通过调制电域通信信号进行补偿。补偿功能可大体上缓和色散(CD)。之后，使用补偿功能在电域中调制通信信号。可以在通信系统末端的发射器或接收器中实施电域补偿。尤其可以在发射器中实施补偿，使用查找表和数模转换器生成电子预失真信号。接着，使用电子预失真信号调制光源，从而生成相应的预失真光信号，通过光通信系统进行传输。在参考[4]中，描述了用于监控光通道参数从而进行光性能监控的各种方法。特别介绍了继光相干解调和模数转换之后以数字处理结构估算通道参数的方法。
发明内容
本发明要实现的目标是，通过使用描述收发器用于向收发器另一个收发器通信的光通道的反馈通道参数，控制或调整所述光通信系统的收发器。根据某些实施例，提供一种反馈通道，在所述光通信系统中点对点传输链路的第一收发器的接收器与第二收发器的发射器之间实现通信。特别是，该反馈通道可在物理层中定义。反馈信息通道可用于联合优化发射器和接收器的参数设置，从而实现点对点传输链路的全局优化。根据某些实施例，预均衡器或预失真的自适应调整是指根据所述光通道的时变通道失真而使用所述收发器。根据某些实施例，使用基于接收器的监控功能和物理层反馈通道。 根据某些实施例，可以实现色度失真的全补偿以及通道内非线性的补偿。甚至可以补偿时变偏振效应，如偏振状态旋转与偏振模色散。根据某些实施例，通过基本的补偿可以解决设备缺陷，如发射器侧倾斜、I/Q不平衡、直流偏移、X/Y倾斜或X/Y不平衡。这同样可以解决接收器侧面设备的类似缺陷。根据第一个方面，提供一种光通信系统的收发器，所述收发器在下文中称为第一收发器。所述第一收发器通过至少一个光通道与第二收发器进行通信。所述第一收发器包含一个具有监测器的第一接收器和一个第一发射器。所述第一接收器配置为通过所述光通道接收所述第二收发器的第二发射器发送的第一信号。所述监测器配置为依赖接收的第一信号提供至少一个描述所述光通道的第一通道参数。所述第一发射器配置为将所述至少一个通道参数发射到所述第二收发器，从而调整所述第二收发器的预均衡器。 各收发器可能置于一个线路板中。各接收器可以采用任何接收方式。各发射器也可以采用任何发射方式。此外，各监测器也可以采用任何监测方式。接收器、发射器以及监测器采用的各种方式可以在硬件或软件中实施。如果所述方式在硬件中实施，则它可能体现为一种设备，例如，计算机、处理器或系统的一部分。如果所述方式在软件中实施，则它可能体现为一种计算机程序产品、功能、程序、程序代码或可执行对象。根据第一方面的第一种实施形式，所述第一发射器具有一个第一预均衡器，对要发射到所述第二收发器的第二接收器的第二信号进行预均衡处理，所述第二信号包含所述的至少一个第一通道参数。根据第一方面的第二种实施形式，所述第一发射器具有一个第一预均衡器，对要通过第二光通道发射到所述第二收发器的第二接收器的第二信号进行预均衡处理。所述第二信号包含所述的至少一个第一通道参数。所述第一收发器还具有一个第一调整器，该调整器配置为根据至少一个第二通道参数调整所述的第一预均衡器，第二通道参数可根据所述第二接收器接收的所述第二信号生成。根据第一方面的第三种实施形式，所述第一发射器具有一个第一预均衡器，对要通过第二光通道发射到所述收发器另一个收发器的第二接收器的第二信号进行预均衡处理。所述第二信号包含至少一个通道参数。所述收发器还具有一个第一调整器，该调整器配置为根据至少一个第二通道参数调整所述的第一预均衡器，第二通道参数可根据所述第二接收器接收的所述第二信号生成。所述第一调整器配置为调整至少一个驱动电压、某些发射器分量参数、偏振方向、脉冲成形、信号调制和/或预均衡的过滤系数。根据第一方面的第四种实施形式，所述第一发射器可配置为在物理层向所述第二收发器发送所述的至少一个第一通道参数。根据所述第一方面的第五种实施形式，所述第一发射器具有一个第一预均衡器，对要发射到所述第二收发器的第二接收器的第二信号进行预均衡处理，所述第二信号包含所述的至少一个第一通道参数，其中，所述第一信号和所述第二信号均通过第一光通道发射，且所述第二信号通过第二光通道发射，其中所述第一和第二光通道通过一条光纤提供。根据所述第一方面的第六种实施形式，所述第一发射器具有一个第一预均衡器，对要发射到所述第二收发器的第二接收器的第二信号进行预均衡处理，所述第二信号包含 所述的至少一个第一通道参数，其中，所述第一信号和所述第二信号均通过第一光通道发射，且所述第二信号通过第二光通道发射，其中所述第一和第二光通道通过两条不同的光纤提供。根据第一方面的第七种实施形式，第一收发器具有一个复用器，该复用器配置为复用所述至少一个要作为所述第二信号通过第二光通道发射的第一通道参数以及第一用户数据。特别是，所述复用器可将代表所述至少一个通道参数的二进制信息数据添加到所述第一通信数据。此外，所述二进制信息可代表不同的培训数据或任何其它编码信息。因此，光通道中用于发送所述至少一个通道参数的各个通道可按不同的方式用于不同阶段(培训阶段和操作阶段)。根据第一方面的第八种实施形式，第一收发器可能进一步包含一个编码器和一个复用器，所述编码器配置为对所述至少一个第一通道参数进行编码，从而提供至少一个已编码的第一通道参数，且所述第二复用器配置为复用要作为第二信号通过第二光通道发送的所述至少一个已编码的第一通道参数以及第一用户数据。特别是，所述收发器可能具有一个解码器，用于对复用的已编码通道参数进行解码。根据第一方面的第九种实施形式，第一收发器进一步具有一个复用器，该复用器配置为复用所述至少一个第一通道参数，从而在操作阶段中通过第二光通道的至少一个通道传输，其中，所述至少一个通道可用于在培训阶段传输培训数据。根据第一方面的第十种实施形式，第一收发器进一步具有一个去复用器，该去复用器配置为对所述至少一个已复用的通道参数进行去复用。因此，去复用器可以接收所述第二信号，并分离所述至少一个已编码的第一通道参数以及所述第一用户数据。根据第一方面的第十一种实施形式，所述光通道可以通过长距离光传送线路、特别可以通过超长距离高容量光传送线路体现出来。尤其是，所述的一对收发器可以与所述的双向通道连接。每个数据流的通路可能相等或不同。根据第二方面，推荐一种用于光通信系统的收发器，所述收发器包含一个第一发射器、一个第一接收器以及一个调整器。所述发射器可配置为通过光通道将第一信号发送至第二收发器的第二接收器，所述第一发射器具有一个预均衡器，用于对所述第一信号进行预均衡处理。所述第一接收器可配置为接收由所述第二收发器的第二发射器发送的第二信号，所述第二信号包含至少一个描述所述光通道且根据所述第一信号生成的通道参数所述调整器可配置为根据所述的已接收的至少一个通道参数调整所述的预均衡器。根据第三方面，推荐一种光通信系统，包含至少两个上述收发器以及至少一个耦合所述收发器的光通道。 根据第四方面，推荐一种用于调整光通信系统中的预均衡器的方法，所述方法包含以下步骤在第一收发器上接收第一信号，所述第一信号由第二收发器通过第一光通道发送；根据所述第一收发器的所述已接收第一信号提供至少一个描述所述第一光通道的通道参数；向所述第二收发器发送所提供的至少一个通道参数，并根据发送的至少一个通道参数调整所述第二收发器的预均衡器。根据某些实施例，提供一种用于双向光传输的物理层反馈控制通道。根据某些实施例，提供从第一收发器的接收器到第二收发器的发射器的反馈通道，从而交换关于信号参数和信号质量的信息。监测功能或监测块可在接收器上提取信息。这些提取的信号信息会进行编码，并发送返回接收器。特别是，已编码的信号信息可能会复用到置于同一收发器内的反向发射器的数据流中。在发射器上，此信息会进行去复用和解码，从而使来自接收器的监测信号信息在发射器上可用。特别是，将在所述光通信系统中提供从接收器转换到发射器的此信息反馈通道。根据某些实施例，通过优化发射器(特别是通过优化其预均衡器)可大幅度提高传输性能。根据某些实施例，由于线路速率的提高在几个百分点范围内可以忽略不计，因此用户或客户端几乎不受到任何影响。此外，添加此类信息的体系结构也已十分成熟。根据某些实施例，可以在各收发器的接收器上提供监测器或监测方式，从而评价接收信号的质量、估计通道参数或提供控制参数。根据某些实施例，可能会提供去复用器或去复用方法，以提取二进制反馈信息，从而提供最佳参数设置和/或预均衡。根据某些实施例，可能会提供继续反馈和更新的方法，从而提供自适应跟踪或时变减损。
本发明的其它实施例将结合以下图形进行描述，其中图I显示了光通信系统收发器的第一个实施例；图2显示了光通信系统的一个实施例；图3显示了光通信系统收发器的第二个实施例；以及图4显示了光通信中预均衡器调整方法的一种实施例。
具体实施例在图I中，显示了光通信系统的收发器101的第一种实施例。所述收发器101在下文中称为第一收发器。所述第一收发器101包含具有监测器105的第一接收器103和第一发射器107。所述第一接收器103用于接收第一信号SI。所述第一信号SI由其他收发器的第二发射器通过光通道109进行发送。监测器105可用于依赖接收的第一信号SI提供至少一个描述所述光通道109的通道参数CPI。此外，所述第一发射器107可用于将所述至少一个第一通道参数CPl发送到所述的收发器另一个收发器，从而调整收发器另一个收发器的预均衡器。在图2中，描述了光通信系统的一个实施例。此光通信系统具有一个第一收发器201，该收发器在图I中示范显示为收发器101。此第一收发器201包含具有监测器205的第一接收器203以及第一发射器207。
此光通信系统进一步包含第一光通道209以及第二光通道211。所述第一和第二光通道209、211可由单条光纤或两条不同的光纤提供。特别是，所述光通道209、211可能会通过长距离光通信链路体现出来。此外，所述第一收发器201包含第一预均衡器213，第一调整器215以及第一后均衡器217。所述第一收发器201通过所述第一和第一光通道209和211耦合至第二收发器219。所述第二收发器219具有与第一收发器201类似的结构。就这一点而言，所述第二收发器219具有第二接收器221、第二监测器223、第二发射器225、第二预均衡器227、第二调整器229以及第二后均衡器231。各接收器203、221配置为分别通过所述光通道209、211接收收发器另一个收发器201,209的发射器207,225发送的信号SI、S2。所述各监测器205、223配置为根据各自接收的信号SI、S2提供描述各自光通道209、211的通道参数CP1、CP2。各发射器207、225配置为将所述通道参数CP1、CP2发送到各自其它的收发器207、225，从而调整收发器其他收发器201、219的预均衡器217、227。各调整器215、229配置为根据从各个收发器另一个收发器201、209接收到的通道参数CPI、CP2调整各个预均衡器213、227。特别是，所述各调整器215、229可能配置为调整至少一个驱动电压、特定分量参数、偏振方向、脉冲成形、信号调制和/或用于预均衡的过滤系数。图3显示了光通信系统收发器301的第二个实施例；所述收发器301，在下文也称为第一收发器301，具有第一发射器303、第一接收器305以及调整器307。所述第一发射器303用于通过光通道309将第一信号SI发送至第二收发器的第二接收器。所述第一发射器303具有一个预均衡器311，用于对所述第一信号SI进行预均衡处理。所述第一接收器305可用于接收所述第二收发器的第二发射器发送的第二信号S2。所述第二信号S2可能包含至少一个描述所述光通道309并根据所述第一信号SI生成的通道参数CP。此外，所述调整器307可用于根据所述的已接收的至少一个通道参数CP调整所述的预均衡器311。
图4列举了光通信系统中预均衡器调整方法的实施例，该通信系统具有至少一个第一收发器和一个第二收发器。图4的方法包含步骤401至407。在步骤401中，在第一收发器上接收第一信号。所述第一信号已通过第一光通道由所述第二收发器发送。在步骤403中，提供至少一个通道参数，所述至少一个通道参数描述了所述第一光通道。此外，所述至少一个通道参数可根据所述第一收发器上的所述已接收第一信号提供。在步骤405中，将所提供的至少一个通道参数发送到所述第二收发器。 在步骤407中，根据发送的至少一个通道参数调整所述第二收发器的预均衡器。
权利要求
1.光通信系统的收发器(101、201)，包含具有监测器(105、205)的第一接收器(103、203)以及第一发射器(107,207), 所述第一接收器(103、203)配置为通过光通道(109、209)接收收发器另一个收发器(219)的第二发射器(225)发送的第一信号(SI)； 所述监测器(105、205)配置为根据所述接收的第一信号(SI)提供至少一个用于描述所述光通道(109、209)的第一通道参数(CPl);且 所述第一发射器(107、207)配置为将所述至少一个第一通道参数(CPl)发送到所述收发器另一个收发器(219)，从而调整所述收发器另一个收发器(209)的预均衡器(227)。
2.如权利要求I所述的收发器，其中，所述第一发射器(207)具有第一预均衡器(213)，用于对要发送至所述收发器另一个收发器(219)的第二接收器(221)的第二信号(S2)进行预均衡处理，所述第二信号(S2)包含所述至少一个第一通道参数(CPl)。·
3.如任一前述权利要求所述的收发器，其中，所述第一收发器(207)具有第一预均衡器(213)，用于对要通过第二光通道(211)发送到所述收发器另一个收发器(219)的第二接收器(221)的第二信号(S2)进行预均衡处理，所述第二信号(S2)包含至少一个第一通道参数(CPl)，其中所述收发器(201)具有第一调整器(215)，所述调整器配置为根据至少一个第二通道参数(CP2)调整所述第一预均衡器(213)，所述第二通道参数根据所述第二接收器(221)接收的第二信号(S2)生成。
4.如任一前述权利要求所述的收发器，其中，所述第一收发器(207)具有第一预均衡器(213)，用于对要通过第二光通道(211)发送到所述收发器另一个收发器(219)的第二接收器(221)的第二信号(S2)进行预均衡处理，所述第二信号(S2)包含至少一个第一通道参数(CPl)，其中所述收发器(201)具有第一调整器(215)，该调整器配置为根据至少一个第二通道参数(CP2)调整第一预均衡器(213)，此第二通道参数根据所述第二接收器(221)接收的第二信号(S2)生成，其中，所述第一调整器(215)配置为调整至少一个驱动电压、特定分量参数、偏振方向、脉冲成形、信号调制和/或用于预均衡的过滤系数。
5.如任一前述权利要求所述的收发器，其中，所述第一发射器(107、207)配置为在物理层将所述至少一个第一通道参数(CPl)发送到所述收发器另一个收发器(219)。
6.如任一前述权利要求所述的收发器，其中所述第一发射器(207)具有第一预均衡器(213)，用于对要发送到所述收发器另一个收发器(219)的第二接收器(221)的第二信号(S2)进行预均衡处理，其中所述第二信号(S2)包含所述至少一个第一通道参数(CPl)，其中所述第一信号(SI)通过第一光通道(209)发送且所述第二信号(S2)通过第二光通道(211)发送，所述第一和第二光通道(209、211)通过单条光纤提供。
7.如任一前述权利要求所述的收发器，其中所述第一发射器(207)具有第一预均衡器(213)，用于对要发送到所述收发器另一个收发器(219)的第二接收器(221)的第二信号(S2)进行预均衡处理，其中所述第二信号(S2)包含所述至少一个第一通道参数(CPl)，其中所述第一信号(SI)通过第一光通道(209)发送且所述第二信号(S2)通过第二光通道(211)发送，所述第一和第二光通道(209、211)通过两条不同的光纤提供。
8.如任一前述权利要求所述的收发器，进一步包含一个复用器，配置为复用要作为第二信号(S2)通过第二光通道(211)发送的所述至少一个第一通道参数(CPl)和第一用户数据(Dl)。
9.如任一前述权利要求所述的收发器，进一步包含一个编码器和一个复用器，所述编码器配置为对所述至少一个第一通道参数(CPl)进行编码，用于提供至少一个已编码的第一通道参数(CPl)，且所述复用器配置为复用要作为第二信号(S2)通过第二光通道(211)发送的所述至少一个已编码的第一通道参数(CPl)以及第一用户数据(Dl)。
10.如任一前述权利要求所述的收发器，进一步包含一个复用器，该复用器配置为复用至少一个第一通道参数(CPl)，从而在操作阶段中通过第二光通道(211)的至少一个通道传输，其中，所述至少一个通道可在培训阶段再次用于传输培训数据。
11.如任一前述权利要求所述的收发器，其中所述光通道(109、209、211)可通过长距离光传输链路实现，特别是通过超长距离高容量光传输链路。
12.光通信系统的收发器(301)，包含第一发射器(303)、第一收发器(305)以及调整器(307)， 所述第一发射器(303)配置为通过光通道(309)将第一信号(SI)发送到收发器另一个收发器(309)的第二接收器，所述第一发射器(303)具有预均衡器(311)，用于对所述第一信号(SI)进行预均衡处理； 所述第一接收器(305)用于接收所述收发器另一个收发器的第二发射器发送的第二信号(S2)，所述第二信号(S2)包含至少一个描述所述光通道(309)并根据所述第一信号(SI)生成的通道参数(CP)。
所述调整器(307)配置为根据所述的已接收的至少一个通道参数(CP)调整所述预均衡器(311)。
13.光通信系统,包含 一个第一收发器(101)，由权利要求1-11中所述的任一收发器实现； 一个第二收发器(301)，由权利要求12所述的收发器实现；以及 至少一个光通道(109、309)，与所述第一收发器(101)和所述第二收发器(301)耦合。
14.光通信系统,包含 两个收发器(201、219)，每个收发器(201、219)均由权利要求1_11所述的收发器(201,219)实现，以及 至少一个光通道(209、211)，与所述两个收发器(201、219)耦合。
15.光通信系统中的预均衡器调制方法，包含 在第一收发器上接收(401)第一信号，所述第一信号由第二收发器通过第一光通道发送； 根据所述第一收发器的所述已接收第一信号提供(403)至少一个描述所述第一光通道的通道参数； 向所述第二收发器发送(405)所述提供的至少一个通道参数，以及 根据所述发送的至少一个通道参数调整(407)所述第二收发器的预均衡器。
全文摘要
光通信系统收发器与光通信系统。根据本发明，提供一种用于光通信系统的收发器。使用所述收发器通过至少一个光通道与收发器另一个收发器进行通信。所述收发器包含一个具有监测器的第一接收器和一个第一发射器。所述第一接收器配置为通过所述光通道接收所述收发器另一个收发器的第二发射器发送的第一信号。所述监测器配置为根据所接收的第一信号提供至少一个描述所述光通道的通道参数。所述第一发射器配置为将所述至少一个通道参数发送到所述收发器另一个收发器，从而调整所述收发器另一个收发器的预均衡器。
文档编号H04B10/2569GK102763351SQ201080024499
公开日2012年10月31日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者汉斯科·法比安·尼古拉斯 申请人:华为技术有限公司