专利名称：对光通信系统中的色散进行补偿的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种对光通信系统中的色散进行补偿的方 法和装置。
背景技术：
当前的光通信系统向着相干接收电处理的方向发展，接收端采用相干接收机。信 号光和本振光在接收端的混频器里面进行混频，然后通过光电转换以及ADC(AnalogUe to Digital Converter，模数转换器)采样转换成数字信号，然后在数字域对上述数字信号进 行信号损伤补偿和信号解调等电域处理操作，从而提高上述信号光的传输距离。在目前的DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing，密集型光波复用)系 统中，涉及到许多光滤波器的应用，比如波长复用器、波长解复用器、波长分插复用器和选 择开关等。上述光滤波器一般都带有色散波纹，即对滤波信号的不同频率分量，具有不同的 色散。这种色散波纹会对光信号质量造成损伤，特别当光滤波器的级联个数较多时，对光信 号的损伤更为严重。现有技术中的一种对光通信系统中的色散波纹进行补偿的方法为群速度色 散的补偿方案。在该方案中，先将输入的时域信号通过串并转换、FFTO^ast Fourier Transform，快速傅立叶变换)变换转换成频域的具有群速度色散特征的数字信号，即认为 上述数字信号的各个频率分量具有相同的⑶(chromatic dispersion，色度色散)值。上述 数字信号的相位传递函数可以写为HCD{f)^^V(-jf-CD^Ic)其中f为频率，λ ^为输入的信号光载波的中心波长，c为光速，j为虚数单位，⑶ 为上述数字信号的各个频率分量对应的色度色散。将上述数字信号乘以上述数字信号的相位传递函数，从得到的结果数据中提出取 误差函数。改变上述数字信号的各个频率分量具有相同的⑶值，重新计算误差函数。将误 差函数的最大值或最小值对应的相位传递函数确定为上述数字信号的色散补偿函数。然 后，利用所述色散补偿函数对上述数字信号进行在线色散补偿。在实际应用中，现有技术中的对光通信系统中的色散波纹进行补偿的方法至少存 在如下问题该方案的限制条件为数字信号的不同频率分量具有相同的CD值。而在实际的 存在色散波纹的光通信系统中，数字信号的各个频率分量的CD值并不相同，因此，该方法 不能有效地补偿色散波纹带来的信号损伤。
发明内容
本发明的实施例提供了一种对光通信系统中的色散进行补偿的方法和装置，以有 效地补偿光通信系统中的色散波纹带来的信号损伤。一种对光通信系统中的色散进行补偿的方法，包括将待补偿信号的色度色散CD值用设定长度的CD向量表示，所述设定长度的值为对所述待补偿信号进行快速傅立叶变换FFT变换后得到的频点个数，所述CD向量中的CD 数据的初始值为所述待补偿信号所对应的群速度色散值；根据所述CD向量中的CD数据的初始值计算出所述CD向量所对应的误差函数的 初始值，多次改变所述CD向量的值并分别多次计算出所述CD向量所对应的误差函数的值， 根据所述误差函数的最大值或者最小值确定所述CD向量的最终值；根据所述CD向量的最终值计算出所述待补偿信号所对应的色散补偿函数，利用 所述色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿。一种对光通信系统中的色散进行补偿的装置，包括色度色散CD向量建立模块，用于将待补偿信号的色度色散CD值用设定长度的CD 向量表示，所述设定长度的值为对所述待补偿信号进行快速傅立叶变换FFT变换后得到的 频点个数，所述CD向量中的CD数据的初始值为所述待补偿信号所对应的群速度色散值；CD向量的最终值获取模块，用于根据所述CD向量中的CD数据的初始值计算出所 述CD向量所对应的误差函数的初始值，多次改变所述CD向量的值并分别多次计算出所述 CD向量所对应的误差函数的值，根据所述误差函数的最大值或者最小值确定所述CD向量 的最终值；色散补偿处理模块，用于根据所述CD向量的最终值计算出所述待补偿信号所对 应的色散补偿函数，利用所述色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿。由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过将待补偿信 号的CD值用用与对待补偿信号进行FFT变换后得到的频点个数等长的的CD向量表示，确 定CD向量中的每一个CD数据的最终值从而确定该CD向量的最终值，基于CD向量的最终 值对待补偿信号的色散进行补偿，从而可以有效地补偿光通信系统中信号的色散，尤其是 适用于光通信系统中信号的各个频率分量的CD值并不相等的场景，有效地补偿光通信系 统中各种光器件所带来的色散波纹。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。图1为本发明实施例一提供的一种对光通信系统中的色散进行补偿的方法的处 理流程图；图2为本发明实施例二提供的一种对光通信系统中的色散进行补偿的方法的处 理流程图；图3为本发明本实施例提供的一种对光通信系统中的色散进行补偿的装置的具 体结构图；图4为本发明实施例提供的另一种对光通信系统中的色散进行补偿的装置的具 体结构图。
具体实施例方式为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步 的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。实施例一该实施例提供的一种对光通信系统中的色散进行补偿的方法的处理流程如图1 所示，包括如下的处理步骤步骤11、将光通信系统中的待补偿信号的CD值用设定长度的CD向量表示，所述设 定长度的值为所述待补偿信号进行FFT变换后得到的频点个数，所述CD向量中的CD数据 的初始值为所述待补偿信号的群速度色散值。在通信系统中，同一个信号既可以用时域的信号来进行表征，也可以用频域的信 号来进行表征，因此，在通信系统中对信号的处理也可以相应地分为时域处理和频域处理。 在本发明中，既可以基于频域的信号进行色散补偿，也可以基于时域的信号进行色散补偿。基于频域的信号进行色散补偿时，本步骤基于光通信系统中FFT变换后变换得到 的频域的数字信号进行的，具体地可以包括获取所述FFT变换后得到的频点个数，将所述数字信号的CD值表示为包含多个CD 数据的CD向量，所述CD数据的数量为所述频点个数，每个CD数据的初始值是相同的，每个 CD数据的初始值都为待补偿信号所对应的群速度色散值，利用所述CD数据的初始值组成 所述CD向量的初始值。 将所述CD向量的初始值中的CD数据分成多个组，同一组内的CD数据始终保持相寸。基于时域的信号进行色散补偿时，本步骤基于光通信系统中的时域信号进行的， 与基于频域的信号进行色散补偿的方法相比，只是需要先将时域的待补偿信号通过串并转 换、FFT变换后转换成频域的数字信号，其后续的过程同前面描述的过程。步骤12、根据所述CD向量中的CD数据的初始值计算出所述CD向量的误差函数的 初始值，多次改变所述CD向量的值并分别多次计算出误差函数的值，在得到所述误差函数的 最大值或者最小值后，根据所述误差函数的最大值或者最小值确定所述CD向量的最终值。根据所述待补偿信号的CD向量的初始值计算出所述CD向量所对应的传递函数的 初始值，将所述数字信号与所述CD向量所对应的传递函数的初始值相乘，根据相乘后的信 号计算得到所述CD向量所对应的误差函数的初始值，上述误差函数的计算原理可以为基 于信号的噪声水平或者时钟分量的强度来计算。选取所述⑶向量中的第一组⑶数据，改变所述第一组⑶数据的值，根据改变后 的所述第一组CD数据的值构造成新的CD向量，根据所述新的CD向量的值重新计算出所述 新的CD向量所对应的误差函数的值；重复执行所述误差函数的值的计算过程，在得到所述 误差函数的最大值或者最小值后，根据所述误差函数的最大值或者最小值对应的CD向量， 确定所述第一组CD数据的最终值；选取所述⑶向量中的其他组的⑶数据，按照上述第一组⑶数据的最终值的确定 过程，确定所述其他组的CD数据的最终值，根据所有组的CD数据的最终值确定所述CD向
量的最终值。步骤13、根据所述CD向量的最终值计算出所述待补偿信号的色散补偿函数，利用所述补偿函数对所述待补偿信号进行色散补偿。根据所述CD向量的最终值计算出所述数字信号所对应的传递函数的最终值，将 所述传递函数的最终值作为所述待补偿信号的色散补偿函数；根据所述色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿。具体补偿过程有两种 方案基于频域的信号进行补偿的方案和基于时域的信号进行补偿的方案。在基于频域的信号进行补偿的方案中，根据所述色散补偿函数对所述待补偿信号 的色散进行补偿具体可以包括在光通信系统中将所述FFT变换后得到的频域的数字信 号乘以所述色散补偿函数，将得到的数字信号再进行快速傅立叶逆变换IFFT变换、并串转 换，得到时域信号并输出。其中，输出的时域信号即是色散得到补偿后的信号。在基于时域的信号进行补偿的方案中，据所述色散补偿函数对所述待补偿信号的 色散进行补偿具体可以包括将所述色散补偿函数通过IFFT变换变换为时域的有限长单 位冲激响应滤波器HR滤波器，在光通信系统中将光通信系统中的时域的待补偿信号经过 所述FIR滤波器进行在线滤波补偿，将得到的时域信号输出。从上述该实施例所提供的技术方案可以看出，该实施例通过将待补偿信号的CD 值用与上述待补偿信号所对应的FFT变换后得到的频点个数等长的CD向量表示，相当于给 上述待补偿信号的每个频率分量都设置一个CD数据，从而可以同时适应光通信系统中的 待补偿信号的各个频率分量的CD值不相等或相等的场景，尤其是能有效地补偿光通信系 统中各种光器件所带来的色散波纹。实施例二该实施例提供的一种对光通信系统中的色散进行补偿的方法的处理流程如图2 所示，包括如下的处理步骤步骤21、计算出待补偿信号的群速度色散值。输入时域的待补偿的信号，在光通信系统中将该时域信号通过串并转换、FFT变换 后转换成频域的数字信号。然后，基于上述数字信号进行群速度色散估计，得到上述待补偿信号的群速度色 散值。上述对待补偿信号进行群速度色散估计的过程主要包括将时域的待补偿信号转换 到频域后，乘以色散补偿传递函数Hm，上述Hm根据上述数字信号的CD值的尝试值计算得 到，具体计算公式如下Hcd = exp (-if2CD λ 2 ji /c)上述公式中的f为上述数字信号的频率，c为光速，λ为上述数字信号的中心波 长，j为虚数单位，CD为上述数字信号的CD值的尝试值。然后根据上述频域信号和Hcd相乘，根据相乘后的信号的噪声水平计算出一个反 馈量。将上述CD值的尝试值在一定的色散范围内进行改变，并分别计算出反馈量。比如系 统的应用场景下色散大约在-lOOOps/nm到30000pS/nm，那么可以将上述色散范围设置为 [-5000，40000]。根据反馈量的最小值来获取对应的CD值，将该CD值作为上述数字信号的 群速度色散值。步骤22、将上述待补偿信号的CD值用设定长度的CD向量表示，所述设定长度的值 为对所述待补偿信号进行FFT变换后得到的频点个数，所述CD向量中的CD数据的初始值 为所述待补偿信号的群速度色散值，根据上述CD向量的初始值计算出误差函数的初始值。
在实际的存在色散波纹的光通信系统中，待补偿信号的各个频率分量的CD值并 不相同，而且各个频率分量的CD值之间不存在关联关系，而是近似随机，即相当于存在与 上述频点个数相等的CD值。获取所述待补偿信号进行FFT变换后得到的频点个数。将上述待补偿信号的CD 值用设定长度的CD向量表示，所述设定长度的值为所述频点个数。设上述频点个数为N， 则上述CD向量中包括N个CD数据，每个CD数据相当于对应上述待补偿信号的一个频率分 量，每个CD数据的初始值是相同的，每个CD数据的初始值都为上述群速度色散值。根据上述每个CD数据的初始值可以确定上述CD向量的初始值，根据上述CD向量 的初始值计算出CD向量所对应的传递函数的初始值。将上述⑶向量中的多个⑶数据分成多个组，同一组内的⑶数据的值相等，不同 组的CD数据的值可以相等或者不相等。比如上述频点个数为N = 8点，上述估计得到的群速度色散值为10，则上述⑶向 量的初始值为[10 10 10 10 10 10 10 10]，该CD向量的长度为8。上述CD向量的初始值可以分为4组，分别为[10，10]、[10，10]、[10，10]、[10，10] 和[10，10]。首先，计算出初始值下的上述⑶向量所对应的误差函数。以上述⑶向量[10，10， 10，10，10，10，10，10]作为初始值，根据下述公式计算上述⑶向量的传递函数的初始值Hcd = exp (-if2CD λ 2 ji /c)上述公式中的f为上述数字信号的频率，c为光速，λ为上述数字信号的中心波 长，j为虚数单位，CD为上述CD向量的初始值。然后，将上述数字信号与上述CD向量的传递函数Hm的初始值相乘，根据相乘后的 信号计算得到上述数字信号所对应的初始的误差函数error (1)，上述error (1)的计算原 理可以为基于信号的噪声水平或者时钟分量的强度来计算。步骤23、多次改变上述⑶向量中的一组⑶数据的值并分别多次计算出误差函数 的值，在得到所述误差函数的最大值或者最小值后，根据上述误差函数的最大值或者最小 值确定上述一组⑶数据的最终值。选取上述⑶向量中的一组⑶数据，改变上述一组⑶数据的值。根据改变后的上 述一组CD数据的值构造成新的CD向量。根据上述CD向量的误差函数的计算过程，重新计 算出上述新的CD向量所对应的误差函数的值。重复上述处理过程，在得到所述误差函数的 最大值或者最小值后，根据上述误差函数的最大值或者最小值对应的CD向量，确定上述一 组⑶数据的最终值。下面以求上述误差函数的最小值为例来说明确定上述一组⑶数据的最终值的处 理过程。比如，将上述CD向量[10 10 10 10 10 10 10 10]的第一组的CD数据增加10，从 而CD向量变成[20，20，10，10，10，10，10，10]，根据上述CD向量所对应的误差函数的计算过
程再次计算出误差函数error (2)。当error (1) > error (2)时，第一组的⑶数据将继续增加为30，即⑶向量更新为 [30 30 10 10 10 10 10 10]，根据上述⑶向量所对应的误差函数的计算过程再次计算出 误差函数error (3)。
直到当第一组的CD 数据更新为[(k+1) * 10 (k+1) * 10 10 10 10 10 10 10]时，得到的误差函数error (k+Ι)，此时error (k+1) > error (k)，亦即当 error (k-1) ^ error (k) ^ error (k+1)时，即 error (k)是最小值时，则上述第一组的 CD 数 据的最终值将确定为R女10k 10]。然后，选取上述⑶向量中的下一组⑶数据，对上述下一组⑶数据进行上述相同 的操作，直到确定上述下一组CD数据的最终值。在确定了上述CD向量中的所有组的CD数 据的最终值之后，便确定了上述CD向量的最终值。步骤M、根据上述CD向量的最终值计算出上述数字信号所对应的色散补偿函数， 利用该色散补偿函数对上述待补偿信号的色散进行补偿。根据上述CD向量的最终值计算出上述数字信号所对应的传递函数Hm的最终值， 具体计算公式为Hcd = exp (-if2CD λ 2 ji /c)上述公式中的f为上述数字信号的频率，c为光速，λ为上述数字信号的中心波 长，j为虚数单位，CD为上述CD向量的最终值。将上述传递函数Hm的最终值作为上述数字信号的色散补偿函数。根据上述数字信号的色散补偿函数对上述数字信号的色散进行补偿。将上述数 字信号乘以上述数字信号的色散补偿函数，将得到的数字信号再进行IFFTanverse Fast Fourier Transform，快速傅立叶逆变换)变换、并串转换。最后，将得到的时域信号输出。从上述该实施例所提供的技术方案可以看出，该实施例通过将待补偿的数字信号 的CD值用与上述数字信号所对应的FFT点数等长的CD向量表示，相当于给上述数字信号 的每个频率分量都设置一个CD数据，从而可以同时适应光通信系统中的待补偿的数字信 号的各个频率分量的CD值不相等或相等的场景，尤其是能有效地补偿光通信系统中各种 光器件所带来的色散波纹，提高光传输系统的传输性能和距离。实施例三在实际应用中，针对在基于时域的信号进行色散的方案，还可以在计算出上述待 补偿信号的色散补偿函数H(f)之后，将该待补偿信号的色散补偿函数H(f)通过IFFT变换 成时域的FIR(Finite Impulse Response，有限长单位冲激响应滤波器)滤波器，该FI R滤 波器可以表示为h(t) = [b0,bl,b2,... ,bN-1] = IFFT (H (f))，将该HR滤波器作为输入 的作为待补偿信号的时域信号的色散补偿函数。然后，在光通信系统中将输入的时域的待 补偿信号经过该HR滤波器进行滤波补偿，使得y [n] = b0x[n]+blx[n-l]+b2x[n-2]+. . . + bN-lx[n-N+l]，其中x[n]，x[n-l], ...，x[n-N+l]为输入时域信号，将得到的y [η]作为输 出信号。从上述该实施例所提供的技术方案可以看出，色散补偿部分不用作数字信号的 IFFT变换和并串变换，可以提高对时域信号进行色散补偿的速度。实施例四在实际应用中，还可以在计算出上述数字信号的群速度色散值之后，即根据上述 群速度色散值计算出群速度色散补偿函数，利用该群速度色散补偿函数对上述数字信号进 行色散补偿。然后，在根据上述实施例一的处理流程计算出数字信号的色散补偿函数之后，停止上述利用该群速度色补偿函数对数字信号进行在线色散补偿的过程。转而利用上述数字 信号的色散补偿函数对上述数字信号进行在线色散补偿。从上述该实施例所提供的技术方案可以看出，该实施例可以在利用数字信号的色 散补偿函数对数字信号进行色散补偿之前，先利用群速度色补偿函数对数字信号进行快速 的色散补偿，从而可以提供数字信号的补偿速度和效率。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁 碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。本发明实施例还提供了一种对光通信系统中的色散进行补偿的装置，其具体结构 如图3所示，包括如下的模块CD向量建立模块31，用于将待补偿信号的CD值用设定长度的CD向量表示，所述 设定长度的值为对所述待补偿信号进行快速傅立叶变换FFT变换后得到的频点个数，所述 CD向量中的CD数据的初始值是相同的，每个CD数据的初始值都为所述待补偿信号所对应 的群速度色散值；CD向量的最终值获取模块32，用于根据所述CD向量中的CD数据的初始值计算出 所述CD向量所对应的误差函数的初始值，多次改变所述CD向量的值并分别多次计算出所 述CD向量所对应的误差函数的值，根据所述误差函数的最大值或者最小值确定所述CD向 量的最终值；色散补偿处理模块33，用于根据所述CD向量的最终值计算出所述待补偿信号所 对应的色散补偿函数，利用所述色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿。从上述该实施例所提供的技术方案可以看出，该实施例通过将待补偿信号的CD 值用与上述数字信号所对应的FFT变换后得到的频点个数等长的CD向量表示，相当于给上 述待补偿信号的每个频率分量都设置一个CD数据，从而可以同时适应光通信系统中的待 补偿信号的各个频率分量的CD值不相等或相等的场景，有效地补偿光通信系统中各种光 器件所带来的色散波纹。本实施例还提供了另一种对光通信系统中的色散进行补偿的装置，其具体结构如 图4所示，包括如下的模块CD向量建立模块41，用于将待补偿信号的CD值用设定长度的CD向量表示，所述 设定长度的值为对所述待补偿信号进行快速傅立叶变换FFT变换后得到的频点个数，所述 CD向量中的CD数据的初始值是相同的，每个CD数据的初始值都为所述待补偿信号所对应 的群速度色散值；CD向量的最终值获取模块42，用于根据所述CD向量中的CD数据的初始值计算出 所述CD向量所对应的误差函数的初始值，多次改变所述CD向量的值并分别多次计算出所 述CD向量所对应的误差函数的值，根据所述误差函数的最大值或者最小值确定所述CD向 量的最终值；色散补偿处理模块43，用于根据所述CD向量的最终值计算出所述待补偿信号所 对应的色散补偿函数，利用所述色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿。
具体而言，所述的⑶向量建立模块41具体可以包括群速度色散值获取模块411，用于输入待补偿信号，将所述待补偿信号通过串并转 换、FFT变换后转换成频域的数字信号，对所述数字信号进行群速度色散估计，得到所述待 补偿信号所对应的群速度色散值；CD向量的初始值获取模块412，用于获取所述FFT变换后得到的频点个数，将所述 待补偿信号所对应的CD值表示为包含多个CD数据的CD向量，所述CD数据的数量为所述 频点个数，每个CD数据的初始值为所述待补偿信号所对应的的群速度色散值，利用所述CD 数据的初始值组成所述CD向量的初始值；分组处理模块413，用于将所述⑶向量的初始值中的⑶数据分成多个组，同一组 内的CD数据始终保持相等。具体而言，所述的CD向量的最终值获取模块42具体可以包括误差函数计算模块421，用于根据所述待补偿信号的CD向量的初始值计算出所述 CD向量所对应的传递函数的初始值，将所述数字信号与所述CD向量所对应的传递函数的 初始值相乘，根据相乘后的信号计算得到所述CD向量所对应的误差函数的初始值，上述误 差函数的计算原理可以为基于信号的噪声水平或者时钟分量的强度来计算；所述的误差函数计算模块421选取所述⑶向量中的第一组⑶数据，改变所述第 一组CD数据的值，根据改变后的所述第一组CD数据的值构造成新的CD向量，根据所述新 的CD向量的值重新计算出所述新的CD向量所对应的误差函数的值；重复执行所述误差函 数的值的计算过程；分组CD数据的最终值确定模块422，用于在得到所述误差函数的最大值或者最小 值后，根据所述误差函数的最大值或者最小值对应的CD向量，确定所述第一组CD数据的最 终值；选取所述CD向量中的其他组的CD数据，按照上述第一组CD数据的最终值的确定过 程，确定所述其他组的CD数据的最终值，根据所有组的CD数据的最终值确定所述CD向量 的最终值。具体而言，所述的色散补偿处理模块43具体可以包括色散补偿函数计算模块431，用于根据所述CD向量的最终值计算出所述数字信号 所对应的传递函数的最终值，将所述传递函数的最终值作为所述待补偿信号的色散补偿函 数。传递函数的最终值Hm的具体计算公式为Hcd = exp (-if2CD λ 2 ji /c)上述公式中的f为上述数字信号的频率，c为光速，λ为上述数字信号的中心波 长，j为虚数单位，CD为上述CD向量的最终值。补偿处理模块432，用于根据所述色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补 偿。补偿处理模块432的具体补偿过程包括两种方案基于频域的信号进行补偿的方案和 基于时域的信号进行补偿的方案。在基于频域的信号进行补偿的方案中，补偿处理模块432的补偿过程可以包括 在光通信系统中将所述FFT变换后得到的频域的数字信号乘以所述色散补偿函数，将得到 的数字信号再进行快速傅立叶逆变换IFFT变换、并串转换，得到时域信号并输出。其中，输 出的时域信号即是色散得到补偿后的信号。在基于时域的信号进行补偿的方案中，补偿处理模块432的补偿过程可以包括将所述色散补偿函数通过IFFT变换变换为时域的有限长单位冲激响应滤波器HR滤波器， 在光通信系统中将时域的待补偿信号经过所述FIR滤波器进行在线滤波补偿，将得到的时 域信号输出。上述的色散补偿处理模块43，还用于在计算出所述数字信号的群速度色散值之 后，根据所述群速度色散值计算出群速度色补偿函数，利用所述群速度色补偿函数对所述 数字信号进行在线色散补偿；计算出所述数字信号的色散补偿函数之后，终止利用所述群速度色补偿函数对所 述数字信号进行在线色散补偿的过程，转而利用所述数字信号的色散补偿函数对所述数字 信号进行在线色散补偿。综上所述，从上述该实施例所提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过将待 补偿信号的CD值用与上述待补偿信号所对应的FFT变换后得到的频点个数等长的CD向量 表示，相当于给上述待补偿信号的每个频率分量都设置一个CD数据，从而可以适应光通信 系统中的待补偿信号的各个频率分量的CD值不相等或相等的场景，有效地补偿光通信系 统中各种光器件所带来的色散波纹，提高光传输系统的传输性能和距离。本发明实施例的色散补偿部分在时域进行时，不用作数字信号的IFFT变换和并 串变换，可以提高对待补偿信号进行色散补偿的速度。本发明实施例通过在利用数字信号的色散补偿函数对数字信号进行在线色散补 偿之前，先利用群速度色补偿函数对数字信号进行快速的色散补偿，从而可以提高对待补 偿信号的补偿速度和效率。本发明实施例通过离线计算数字信号的传递函数，可以采用高复杂度的估计算法 来计算数字信号的传递函数，从而可以提高数字信号的传递函数的计算精确。数字信号的 传递函数的估计算法可以在低速DSP(Digital Signal I^rocessor，数字信号处理器)或 CPU 中实现，不会增加 ASIC (Application-Specific Integrated Circuit，专用集成电路) 的逻辑规模。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围 为准。
权利要求
1.一种对光通信系统中的色散进行补偿的方法，其特征在于，包括将待补偿信号的色度色散CD值用设定长度的CD向量表示，所述设定长度的值为所述 待补偿信号进行快速傅立叶变换FFT变换后得到的频点个数，所述CD向量中的CD数据的 初始值为所述待补偿信号所对应的群速度色散值；根据所述CD向量中的CD数据的初始值计算出所述CD向量所对应的误差函数的初始 值，多次改变所述CD向量的值并分别多次计算出所述CD向量所对应的误差函数的值，根据 所述误差函数的最大值或者最小值确定所述CD向量的最终值；根据所述CD向量的最终值计算出所述待补偿信号所对应的色散补偿函数，利用所述 色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿。
2.根据权利要求1所述的对光通信系统中的色散进行补偿的方法，其特征在于，所述 将待补偿信号的CD值用设定长度的CD向量表示，所述设定长度的值为对所述待补偿信号 进行FFT变换后得到的频点个数，所述CD向量中的CD数据的初始值为所述待补偿信号所 对应的群速度色散值，包括输入待补偿信号，将所述待补偿信号通过串并转换、所述FFT变换后转换成频域的数 字信号，对所述数字信号进行群速度色散估计，得到所述待补偿信号所对应的群速度色散 值；获取所述FFT变换后得到的频点个数，将所述待补偿信号所对应的CD值表示为包含 多个CD数据的CD向量，所述CD数据的数量为所述频点个数，每个CD数据的初始值都为所 述待补偿信号所对应的群速度色散值，利用所述CD数据的初始值组成所述CD向量的初始 值；将所述CD向量的初始值中的CD数据分成多个组，同一组内的CD数据始终保持相等。
3.根据权利要求2所述的对光通信系统中的色散进行补偿的方法，其特征在于，所述 根据所述CD向量中的CD数据的初始值计算出所述CD向量所对应的误差函数的初始值，多 次改变所述CD向量的值并分别多次计算出所述CD向量所对应的误差函数的值，根据所述 误差函数的最大值或者最小值确定所述⑶向量的最终值，包括根据所述待补偿信号的CD向量的初始值计算出所述CD向量所对应的初始的传递函 数，将所述数字信号与所述CD向量所对应的所述初始的传递函数相乘，根据相乘后的信号 计算得到所述CD向量所对应的误差函数的初始值；选取所述CD向量中的第一组CD数据，改变所述第一组CD数据的值，根据改变后的所 述第一组CD数据的值构造成新的CD向量，根据所述新的CD向量的值重新计算出所述新的 CD向量所对应的误差函数的值；重复执行所述误差函数的值的计算过程，在得到所述误差 函数的最大值或者最小值后，根据所述误差函数的最大值或者最小值对应的CD向量，确定 所述第一组⑶数据的最终值；选取所述CD向量中的其他组的CD数据，按照所述第一组CD数据的最终值的确定过 程，确定所述其他组的CD数据的最终值，根据所有组的CD数据的最终值确定所述CD向量 的最终值。
4.根据权利要求2或3所述的对光通信系统中的色散进行补偿的方法，其特征在于，所 述根据所述CD向量的最终值计算出所述待补偿信号所对应的色散补偿函数，利用所述色 散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿，包括根据所述CD向量的最终值计算出所述待补偿信号所对应的传递函数的最终值，将所 述传递函数的最终值作为所述待补偿信号的色散补偿函数；根据所述色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿。
5.根据权利要求4所述的对光通信系统中的色散进行补偿的方法，其特征在于，所述 的根据所述色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿，包括将所述FFT变换后得到的所述频域的数字信号乘以所述色散补偿函数，将相乘得到的 信号再进行快速傅立叶逆变换IFFT变换、并串转换，得到时域信号并输出；或者，将所述色散补偿函数通过IFFT变换变换为时域的有限长单位冲激响应滤波器FIR滤 波器，将所述待补偿信号经过所述FIR滤波器进行滤波补偿，将得到的时域信号输出。
6.根据权利要求2所述的对光通信系统中的色散进行补偿的方法，其特征在于，所述 的方法还包括在计算出所述数字信号所对应的群速度色散值之后，根据所述群速度色散值计算出群 速度色补偿函数，利用所述群速度色补偿函数对所述数字信号进行色散补偿；计算出所述待补偿信号的色散补偿函数之后，停止利用所述群速度色补偿函数对所述 数字信号进行在线色散补偿的过程，转而利用所述色散补偿函数对所述数字信号进行色散 补偿。
7.一种对光通信系统中的色散进行补偿的装置，其特征在于，包括色度色散CD向量建立模块，用于将待补偿信号的色度色散CD值用设定长度的CD向量 表示，所述设定长度的值为对所述待补偿信号进行快速傅立叶变换FFT变换后得到的频点 个数，所述CD向量中的CD数据的初始值为所述待补偿信号所对应的群速度色散值；CD向量的最终值获取模块，用于根据所述CD向量中的CD数据的初始值计算出所述CD 向量所对应的误差函数的初始值，多次改变所述CD向量的值并分别多次计算出所述CD向 量所对应的误差函数的值，根据所述误差函数的最大值或者最小值确定所述CD向量的最 终值；色散补偿处理模块，用于根据所述CD向量的最终值计算出所述待补偿信号所对应的 色散补偿函数，利用所述色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿。
8.根据权利要求7所述的对光通信系统中的色散进行补偿的装置，其特征在于，所述 的⑶向量建立模块包括群速度色散值获取模块，用于输入待补偿信号，将所述待补偿信号通过串并转换、FFT 变换后转换成频域的数字信号，对所述数字信号进行群速度色散估计，得到所述待补偿信 号所对应的群速度色散值；CD向量的初始值获取模块，用于获取所述FFT变换后得到的频点个数，将所述待补偿 信号所对应的CD值表示为包含多个CD数据的CD向量，所述CD数据的数量为所述频点个 数，每个CD数据的初始值为所述待补偿信号所对应的的群速度色散值，利用所述CD数据的 初始值组成所述CD向量的初始值；分组处理模块，用于将所述⑶向量的初始值中的⑶数据分成多个组，同一组内的⑶ 数据始终保持相等。
9.根据权利要求8所述的对光通信系统中的色散进行补偿的装置，其特征在于，所述的CD向量的最终值获取模块包括误差函数计算模块，用于根据所述待补偿信号的CD向量的初始值计算出所述CD向量 所对应的初始的传递函数，将所述数字信号与所述CD向量所对应的初始的传递函数相乘， 根据相乘的信号计算得到所述CD向量所对应的误差函数的初始值；所述的误差函数计算模块还用于选取所述CD向量中的第一组CD数据，改变所述第一 组CD数据的值，根据改变后的所述第一组CD数据的值构造成新的CD向量，根据所述新的 CD向量的值重新计算出所述新的CD向量所对应的误差函数的值；重复执行所述误差函数 的值的计算过程；分组CD数据的最终值确定模块，用于在得到所述误差函数的最大值或者最小值后，根 据所述误差函数的最大值或者最小值对应的CD向量，确定所述第一组CD数据的最终值； 选取所述CD向量中的其他组的CD数据，按照所述第一组CD数据的最终值的确定过程，确 定所述其他组的CD数据的最终值，根据所有组的CD数据的最终值确定所述CD向量的最终值。
10.根据权利要求8或9所述的对光通信系统中的色散进行补偿的装置，其特征在于， 所述的色散补偿处理模块包括色散补偿函数计算模块，用于根据所述CD向量的最终值计算出所述待补偿信号所对 应的传递函数的最终值，将所述传递函数的最终值作为所述待补偿信号的色散补偿函数； 补偿处理模块，用于根据所述色散补偿函数对所述待补偿信号的色散进行补偿。
11.根据权利要求10所述的对光通信系统中的色散进行补偿的装置，其特征在于 所述的补偿处理模块，用于将所述FFT变换后得到的所述频域的数字信号乘以所述色散补偿函数，将相乘得到的信号再进行快速傅立叶逆变换IFFT变换、并串转换，得到时域 信号并输出； 或者，将所述色散补偿函数通过IFFT变换变换为时域的有限长单位冲激响应滤波器FIR滤 波器，将所述待补偿信号经过所述^R滤波器进行在线滤波补偿，将得到的时域信号输出。
全文摘要
本发明实施例提供了一种对光通信系统中的色散进行补偿的方法和装置。该方法主要包括将待补偿信号的CD值用与对待补偿信号进行FFT变换后得到的频点个数等长的CD向量表示，所述CD向量中的CD数据的初始值为所述待补偿信号所对应的群速度色散值；根据所述CD向量的初始值计算出所述CD向量所对应的误差函数的初始值，根据多次计算出的所述误差函数的最大值或者最小值确定所述CD向量的最终值，进而计算出所述待补偿信号所对应的色散补偿函数。本发明实施例可以适应待补偿信号中的各个频率分量的CD值并不相等的场景，有效地补偿各种光器件所带来的色散波纹。
文档编号H04B10/18GK102142905SQ20111004982
公开日2011年8月3日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者冯志勇, 毛邦宁, 齐娟 申请人:华为技术有限公司