[发明专利]一种光信号补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种光信号补偿装置。

背景技术

典型的光通信系统包括一对由光波导(如光纤)连接起来的网络节点。光信号通过光传输链路在每对节点之间传输。网络节点之间的光传输链路通常由多个光模块连接构成，多段的光纤跨段通过光放大器连接起来。如图1所示一个典型的波分复用传输系统。光信号发射机1011～101M生成M个不同波长的传输信号，通过波分复用器102合并成一路光信号，通过光纤链路传输。传输链路包括N段光纤跨段1031～103N通过1041～104N的光放大器连接起来，其中，D₁～D_N为每个光纤跨段引入的色散量。在接收端，波分复用信号首先通过105的解复用器，将不同波长的信号分离，然后各自通过接收机1061～106M接收，恢复出原始信息。

光信号在通过传输链路传输过程中，引入了色散、偏振模色散、偏振相关损耗、光线非线性和放大器噪声等损伤，使得性能劣化。在现在光通信网络中，通常希望提高传输信号的入纤功率，使得接收端接收到的信号功率足够大，以保证经过传输链路后接收端有足够大的信噪比，能保证接收端误码率低于一定门限，使得信号能被有效传输。但是，由于光纤传输的非线性特性，提高入纤功率，会使得传输中的非线性效应加强，因此，提高入纤功率，并不是总能提高传输性能，若入纤功率大于最佳入纤功率(在最佳入纤功率下，系统性能最优)，则提高入纤功率反而会使系统性能下降，因此，现有技术中通常是通过补偿光纤非线性来扩大可能的传输距离，提高系统的性能。

图2-a为单偏振系统中在接收端采用数字信号处理的方式进行对光信号进行补偿的结构示意图。接收光信号201和本地激光器202产生的本地光载波信号输入相干接收机前端203，相干接收机前端203将接收的光信号转化成同相和正交(即I/Q)两路基带电信号，经204的模数转化器A/D输出采样的数字信号，数字信号输入补偿模块205，完成色散补偿和非线性补偿。其中，色散和非线性补偿采用N级补偿模块串行完成，每级分别包含串行连接的一个色散补偿模块205ia和一个非线性补偿模块205ib(i为1至N中的任一值)，补偿后信号输入自适应均衡模块206，补偿残余的系统损伤并跟踪系统变化。自适应均衡模块206的输出信号输入相位恢复模块207，补偿激光器频差线宽引入的相位噪声，然后通过判决模块208进行判决，恢复原始比特序列。图2-b是第i级信号补偿的具体实现。色散补偿模块205ia采用频域实现，即，输入信号A首先经过快速傅利叶变换(FFT，Fast Fourier Transformation)转化成频域信号后乘以第i级的频域色散补偿函数H_CD-i，再通过快速傅利叶逆变换(IFFT，Inverse Fast Fourier Transformation)将频域信号转化为时域信号B，送到非线性补偿模块205ib完成如图所示的非线性补偿。其中，补偿的色散量是传输链路中第N-i+1个光纤跨段引入的色散量，即在模块2051～205N中，色散补偿模块2051a～205Na补偿的色散量分别是图1中的D_N～D₁中引入的色散量。

由非线性补偿模块205ib可看出，上述方案中采用公式B*exp(-jγ|B|²)进行非线性补偿，由于B是基于变化的接收数据流得到，因此，上述方案预先计算出与B相关的正弦函数查找表和余弦函数查找表，如不同B对应的cosγ|B|²和sinγ|B|²的值，以便在进行非线性补偿时通过查表计算出B*exp(-jγ|B|²)的结果，而在进行非线性补偿时，由于上述方案需要进行查表计算，处理时延将长。

发明内容

本发明实施例提供了一种光信号补偿装置，用于降低光信号补偿系统的处理时延。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

一种光信号补偿装置，应用于单偏振系统，包括：

并行连接的一个线性补偿模块和N个非线性补偿模块；

上述线性补偿模块用于根据第一补偿色散值对输入信号进行色散补偿，上述第一补偿色散值等于光纤传输链路中累计引入的所有色散量；

上述非线性补偿模块，包括第一色散补偿单元、模方处理单元、乘法处理单元和第二色散补偿单元；

上述第一色散补偿单元用于根据第二补偿色散值对输入信号进行色散补偿；

上述模方处理单元用于对上述第一色散补偿单元的输出信号取模后求平方，得到模方值；