具有利用多分支滤波器组结构的色散补偿模块的光接收器的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求于2013年5月31日提交的、美国临时专利申请No. 61/829, 448的优先 权，该申请的标题为"OPTICALRECEIVERHAVINGACHROMATIC-DISPERSIONCOMPENSATION MODULEWITHAMULTIBRANCHFILTER-BANKSTRUCTURE?,〇
技术领域
[0003] 本公开内容涉及光通信设备，并且更具体地涉及但是不仅限于，被配置为执行色 散（chromatic-dispersion，⑶）补偿处理的光接收器。
【背景技术】
[0004] 本部分介绍可能有助于更好的理解所要求保护的（多个）发明的各个方面。因此， 本部分的说明应该根据这一点来阅读，而不应被理解成承认哪些是现有技术或哪些不是现 有技术。
[0005] 色散（⑶）是光纤传输系统中最常见的损耗（impairment)之一。在相干传输中， 可以使用数字信号处理器对CD进行补偿，例如，数字信号处理器被实现为被定位在光接收 器后端的专用集成电路（ASIC)。相干光接收器的设计者们试图要解决的技术问题之一在 于，要降低ASIC的（多个）⑶补偿模块的复杂度（并且因此降低与这些⑶补偿模块相关 联的功耗），同时保持甚至增加其中可以被补偿的最大CD量。
【发明内容】
[0006] 本文公开了具有包含两个并行信号处理分支的电子色散补偿模块的光接收器的 各种实施例，该光接收器被配置为提供比具有可比较的实现复杂度的现有技术设备所能提 供的色散补偿的范围更大的色散补偿范围。在示例实施例中，每个信号处理分支包括相应 的有限冲激响应滤波器组，这些滤波器组根据需要被补偿的群延迟的相应不同的近似值 (approximation)进行配置。由滤波器组所使用的这两个群延迟近似值取决于相应不同的 阶梯函数（stepfunction)，每个阶梯函数具有相应的多个量化阶梯，在一个阶梯函数中的 相邻阶梯之间的转变与另一个阶梯函数中的对应阶梯的平坦部分在频谱上对准。滤波器组 可以进一步被配置为应用相应不同的频率相关的相移和/或幅度缩放概况（profile)，这 些缩放概况被设计用于减少与阶梯函数中的相邻阶梯之间的转变相关联的信号失真。
[0007] 根据一个实施例，提供了一种装置，包括：光电转换器，被配置为将光输入信号与 光参考信号混合，以生成光输入信号的多个电数字测量（electricaldigitalmeasure); 以及数字电路，被配置为处理多个电数字测量进行处理，以恢复被编码在光输入信号中的 数据。数字电路包括：具有第一多个线性滤波器的第一信号处理分支，每个线性滤波器被配 置为向与光输入信号对应的第一组频谱子带中的相应频谱子带应用相应的第一量化延迟， 以生成多个第一延迟频谱子带中的相应第一延迟频谱子带；以及具有第二多个线性滤波器 的第二信号处理分支，每个线性滤波器被配置为向与光输入信号对应的第二组频谱子带中 的相应频谱子带应用相应的第二量化延迟，以生成多个第二延迟频谱子带中的相应第二延 迟频谱子带。数字电路被配置为将与第一延迟频谱子带和第二延迟频谱子带对应的数字信 号组合，以生成经处理的数字信号；以及基于经处理的数字信号来恢复数据。
[0008] 根据另一个实施例，提供了一种信号处理方法，包括下列步骤：(A)生成与接收到 的光信号对应的群延迟的第一近似值，所述第一近似值基于第一阶梯函数，其中每个阶梯 具有固定的幅度；(B)生成群延迟的第二近似值，所述第一近似值基于第二阶梯函数，其中 每个阶梯具有固定的幅度，所述第二阶梯函数与第一阶梯函数不同；(C)向与接收到的光 信号对应的第一组频谱子带中的相应频谱子带应用从第一阶梯函数确定的相应第一量化 延迟，以生成多个第一延迟频谱子带中的相应第一延迟频谱子带；(D)向与接收到的光信 号对应的第二组频谱子带中的相应频谱子带应用从第二阶梯函数确定的相应第二量化延 迟，以生成多个第二延迟频谱子带中的相应第二延迟频谱子带；以及（E)组合与第一延迟 频谱子带和第二延迟频谱子带对应的电数字信号，从而以至少部分补偿经处理的电数字信 号上与群延迟相关联的色散效应的方式，生成经处理的电数字信号。
[0009] 根据又一实施例，提供了一种设备，包括：用于生成与接收到的光信号对应的群延 迟的第一近似值的装置，所述第一近似值基于第一阶梯函数，其中每个阶梯具有固定的幅 度；用于生成群延迟的第二近似值的装置，所述第一近似值基于第二阶梯函数，其中每个阶 梯具有固定的幅度，所述第二阶梯函数与第一阶梯函数不同；用于向与接收到的光信号对 应的第一组频谱子带中的相应频谱子带应用从第一阶梯函数确定的相应第一量化延迟、以 生成多个第一延迟频谱子带中的相应第一延迟频谱子带的装置；用于向接收到的光信号对 应的第二组频谱子带中的相应频谱子带应用从第二阶梯函数确定的相应第二量化延迟、以 生成多个第二延迟频谱子带中的相应第二延迟频谱子带的装置；以及用于组合与第一延迟 频谱子带和第二延迟频谱子带对应的电数字信号、从而以在至少部分补偿经处理的电数字 信号上与群延迟相关联的色散效应的方式生成经处理的电数字信号的装置。
【附图说明】
[0010] 从例如以下详细描述和附图，所公开的各种实施例的其它方面、特征和益处将变 得更加充分清楚，在附图中：
[0011] 图1示出了在其中可以实践本公开的各种实施例的光传输系统的框图；
[0012] 图2示出了根据本公开的一个实施例的可以用在图1的光传输系统中数字电路的 框图；
[0013] 图3A-3B示出了根据本公开的一个实施例的可以用在图2的数字电路中的⑶补 偿模块的框图；
[0014] 图4图示了根据本公开的一个实施例的可以在图3A-3B的CD补偿模块中实现的 信号处理；
[0015] 图5图示了根据本公开的一个实施例的可以用在图3A-3B的CD补偿模块中的滤 波概况；
[0016] 图6图示了根据本公开的一个备选实施例可以用在图3A-3B的⑶补偿模块中的 滤波概况；
[0017] 图7示出了根据本公开的一个备选实施例的可以用在图2的数字电路中的CD补 偿模块的框图；
[0018] 图8示出了根据本公开的又一个备选实施例的可以用在图2的数字电路中的CD 补偿模块的框图；以及
[0019] 图9图示了据本公开的一个备选实施例的在图3A-3B的CD补偿模块中实现的根 信号处理。
【具体实施方式】
[0020] 图1示出了在其中可以实践本公开的各种实施例的光传输系统100的框图。系统 100具有光发射器110,光发射器110被配置为（i)使用星座符号对光进行调制，以及（ii) 将得到的光输出信号130应用至光传输链路140。系统100还具有光接收器190,光接收 器190被配置为适当处理经由光传输链路140而从发射器110接收到的对应的光输入信号 130'，以恢复对应的原始数据。注意的是，光传输链路140通过施加各种信号失真将信号 130转换为了信号130'，这些失真（除了其他之外）包括色散。发射器110和接收器190 都依赖于分别在生成信号130和对信号130'进行解码的过程中所选择的同一星座。
[0021] 发射器110接收有效载荷数据的数字（电）输入流102,并且将其应用于数字信 号处理器（DSP)112。DSP112对输入流102进行处理以生成数字信号114fll44。这种处 理可以包括例如，前向纠错（FEC)编码（其向所传输的数据添加冗余）以及各种形式的预 补偿处理，这使得光输入信号130'比起没有这种预补偿处理而言失真更小。在每个信号 间隔（也被称为与光符号或符号周期对应的时隙）中，信号114dP1142携带数字值，这些 数字值分别表示旨在于使用X偏振光进行传输的对应星座点的同相（I)分量和正交（Q)分 量。信号1143和1144同样携带数字值，这些数字值分别表示旨在于使用Y偏振光进行传输 的对应星座点的I分量和Q分量，其中Y偏振与X偏振正交。
[0022] 发射器110的电光（E/0)转换器（有时也被称作前端电路）116将数字信号 lll-llt转换成经调制的光输出信号130。更具体地，数模转换器（DAC)118JP1182将数 字信号111和114 2转换成模拟形式，以分别生成驱动信号IQx。然后以常规方式来使 用驱动信号I#PQx来驱动Ι-Q调制器124x。基于驱动信号I#PQx，Ι-Q调制器124x对由 激光源120x供应的光的X偏振束122 ：(进行调制，从而生成经调制的光信号126 x。
[0023] DAC1183和118 4类似地将数字信号114 3和114 4转换成模拟形式，以分别生成驱 动信号IY和QY。根据驱动信号IY和QY，Ι-Q调制器124γ对由激光源120γ供应的光的Y偏 振束122,进行调制，从而生成经调制的光信号126 γ。
[0024] 在备选实施例中，激光源12Ο0Ρ120γ可以由耦合到分光器的单个激光源替代，使 得（i)该分光器的输出X偏振光的输出端口被配置为提供X偏振束122χ，以及（ii)该分光 器的输出Y偏振光的输出端口被配置为提供Y偏振束122γ。
[0025] 偏振束组合器128将经调制的光信号126#Ρ126 ,进行组合，以生成光输出信号 130〇
[0026] 光输出信号130可以被应用到可选的光分插复用器（add-dropmultiplexer， OADM) 136,该光分插复用器136被配置为，如本领域已知的，将该信号插入（add)到正在经 由光传输链路140传输的其它光信号。
[0027] 链路140被图示为具有多个光放大器144的放大链路，这些放大器144被配置为 对正在通过该链路传输的光信号进行放大，例如，以便对抗信号衰减。注意的是，备选地，也 可以使用仅具有一个光放大器或不具有光放大器的光链路。在所需要的长度的链路140上 传播之后，光信号130变成了光信号130'，该光信号130'经由另一个可选的光分插复用 器OADM146从该链路中分离（drop)，并且被引导至接收器190以供处理。
[0028] 接收器190具有前端电路172,该前端电路172包含光电（0/E)转换器160、四个 模数转换器（400166^1664和光学本地振荡器（opticallocaloscillator，0L0) 156。0/ E转换器160具有⑴标记为S和R的两个输入端口以及（ii)标记为1至4的四个输出 端口。输入端口S接收光信号13(V。输入端口R接收由0L0 156生成的光参考信号158。 参考信号158具有与信号130'的光载频（波长）足够接近的光载频（波长），从而实现对 信号 130'的内差检测（intradynedetection)和零差检测（homodynedetection)。例 如，可以使用相对稳定的可调谐激光器来生成参考信号158,该可调谐激光器的输出波长与 输入信号130'的载波波长大致相同。
[0029] 0/E转换器160进行操作，以混合输入信号130'和参考信号158,从而生成八个经 混合的光信号（在图1中未被明确示出）。0/E转换器160然后将这八个经混合的光信号 转换成四个电信号162fl624，这些电信号指不与信号130'的两个正交偏振分量对应的复 数值。例如，电信号162JP162 2可以分别是与信号130'的X偏振分量对应的模拟同相信 号和模拟正交信号。类似地，电信号1623和162 4可以分别是与信号130'的Y偏振分量对 应的模拟同相信号和模拟正交信号。
[0030] 在一个实施例中，0/E转换器160是偏振分集90度光混合器（po