[发明专利]用于相干光系统中非线性损害监视和减轻的载波相位估计器

说明书

技术领域

本文涉及光传输系统。具体地，本文涉及用于估计载波相位以及用于估计在光传输信道中产生的非线性失真程度的方法和装置。

背景技术

使用相干光接收机成为对于下一代光转发器的要求，下一代光转发器在基于间距50GHz的网格的光WDM(波分复用)网络上提供100Gb/s的(和更高的)高频谱密度的信道。事实上，相干检测对于诸如色度色散和偏振模色散之类的线性光纤效应提供了良好的容忍度。然而，WDM光传输系统的另一个主要关注点是对于直接影响可达到的范围和/或可达到的传输容量的非线性损害的恢复。这种非线性光纤效应例如是自相位调制(SPM)和/或交叉相位调制(XPM)。

US6600794B1描述了用于从光盘反射的激光的MLSE接收机。Bononi A等人，“Cross-Phase Modulation Induced by OOK Channels on Higher-Rate DQPSK and Coherent QPSK Channels”，发表于Journal of Lightwave Technology，IEEE Service Center，NY，US，vol.PP，no.18，5.09.2009，pages 3974-3983，描述了用于估计受XPM损害的高数据速率QPSK信道的性能的方法。

非线性光纤效应使得所发送的光信号的幅度和相位失真，并且补偿这些失真的重要环节是可靠地并且正确地确定光信号的载波相位作为相位参考。因此，相干光接收机应当包括用于在对发送的符号进行判决之前恢复载波相位的载波相位估计器。这样，取决于在光传输信道中接收的光信号所遭受的非线性效应的载波相位估计器的自动优化方案将是有利的，使得能够得到载波相位良好的估计值，以及由此减轻所引起的非线性损害，并且由此改进光传输系统的性能。而且，提供对于在光传输信道中存在的非线性效应的程度的度量将是有利的。

发明内容

根据一方面，描述了用于测量光纤的光传输信道的非线性的方法。该方法可包括在接收机处提供连续时刻处的多个信号样本的步骤。多个信号样本可以与允许多个可能的数据相位值的调制方案和载波相位相关联。具体地，多个信号样本可以与在对应的发射机处的多个发送信号样本相关联。发送信号样本可以使用调制方案(例如M-PSK)进行编码。随后，发送信号样本可被调制到具有该光载波相位的光载波信号上。实质上，发送信号样本可以通过光传输信道进行发送，其中发送信号样本可能遭受各种线性和/或非线性失真。非线性失真可能是由于SPM和/或XPM导致的。

多个信号样本，即接收信号样本，可分别包括多个信号相位。具体地，信号样本可包括同相和正交相位分量，它们可以在极坐标上表示为信号幅度和信号相位。多个信号相位可分别包括多个数据相位和多个剩余相位，其中数据相位与编码的数据相关联。多个剩余相位可以与载波相位相关联。另外，剩余相位可以与各种噪声分量相关联，例如ASE(放大的自发辐射)噪声、(由于发送激光器和/或本地振荡器激光器的相位噪声所导致的)激光器噪声、和/或(例如由于光传输信道中的非线性效应所导致的)非线性噪声。

该方法可包括通过考虑调制方案而从多个信号相位中去除多个数据相位的步骤；由此产生多个剩余相位。如果调制方案对应于M-PSK(相移键控)，该去除步骤可包括对多个信号相位求M次幂。如果调制方案对应于x-QAM(正交幅度调制)，该去除步骤可包括对多个信号相位求幂，该幂对应于与x-QAM调制方案相关联的可能的数据相位值的数目。

该方法可包括针对滞后值集合分别确定多个剩余相位的自相关值集合的步骤；由此产生光传输信道的非线性度量。该滞后值集合可包括时刻或时隙的不同偏移。作为示例，该滞后值集合可包括一定数目时隙或时刻的偏移。

正如已经提到的，多个剩余相位可分别包括多个非线性引起的相位噪声值和多个激光器相位噪声值。在这种情况下，该方法可包括针对于第一滞后值确定多个剩余相位的自相关值的步骤；由此产生激光器相位噪声的自相关值。典型地，第一滞后值被选择为相对较大的滞后值。作为示例，第一滞后值可以被选择为滞后值集合中的最大值和/或最小值。该方法还可包括通过从多个剩余相位的自相关值集合中减去激光器相位噪声的自相关值而确定非线性引起的相位噪声的自相关值集合。

该方法可包括通过内插针对不等于零的滞后值的非线性引起的相位噪声的自相关值集合的多个自相关值而确定在为零的滞后值处的非线性引起的相位噪声的自相关值的步骤。