[发明专利]路径时延差评估器、路径时延差补偿器和相干接收机

说明书

发明背景

本发明涉及用于评估相干接收机中第一数据路径第一信号与第二数据路径的第二信号之间路径时延差的路径时延差评估器。本发明还涉及用于补偿路径时延差的路径时延差补偿器和相干接收机，具体涉及包括路径时延差评估器和路径时延差补偿器的相干光接收机。

长距离光纤系统的一个重要目标是，在最长距离上传输最多数据，而光域内不会有信号再生。考虑到光放大器以及光纤本身对带宽的特定限制，实现最佳频谱效率便可能具有重要意义。大多数系统使用二进制调制格式，例如开关键控每个码元编码一个比特。

根据参考文献[1]-[6]，结合高级调制格式和相干接收机能够实现高容量和高频谱效率。因为偏振复用、正交幅度调制和相干检测允许完全自由地进行信息编码，所以这三种功能可用于成功实现高容量的光传输系统。

另外，使用QAM星座的商用设备可用于40Gb/s和100Gb/s的光通信系统中。

关于这一方面，图15显示了相干光接收机1500的原理方框图。相干光接收机1500包括接收(Rx)模拟部分1501和接收(Rx)数字部分1503。

接收模拟部分1501包括本地振荡器(LO)1505和双极90°混合接口1507。混合接口1507接收光信号。四个光前端(OFE)1509、1511、1513和1515耦合混合接口1507。各个OFE部件1509-1515分别耦合各个自动增益控制(AGC)部件1517、1519、1521和1523。另外，各个AGC部件1517-1523分别耦合模数转换器(ADC)1525、1527、1529和1531。详情如下：

因为数字信号被映射为两种偏振，所以90°所述混合接口1507用于混合输入光信号与LO 1505的本地振荡器(LO)信号，从而形成四种输出信号，即每种偏振两种信号。光网络OFE 1509-1515用于将各自的电信号转换为光信号。各个OFE 1509-1515可以包括光电二极管和跨阻放大器(TIA)。因为信号功率可能会随着时间改变，所以AGC部件1517-1525都可补偿信号功率的变化(请参阅参考文献[7])。四个AGC部件1517-1525也可作为OFE部件1509-1515的内部组成部分。

由于实现的复杂度，所以一对AGC部件可由一个控制信号控制。例如，AGC部件1517和AGC部件1519可由用于X偏振的控制信号VX_AGC控制。另外，AGC部件1521和AGC部件1523可由用于Y偏振的控制信号VY_AGC控制。另外，四个AGC部件1517-1523可由四种独立的控制电压或控制信号控制。

ADC部件1525-1531可对AGC部件1517-1523的信号输出进行量化。四个ADC部件1525-1531可输出X偏振同相信号(XI)、X偏振正交相位信号(XQ)、Y偏振同相信号(YI)和Y偏振正交相位信号(YQ)。

另外，将在接收数字部分1503的数字信令处理(DSP)部件1533中对上述四个已量化的数字数据流XI、XQ、YI和YQ进行进一步处理。DSP 1533可包括软件部分1535和硬件部分1537。相比软件部分1535，硬件部分1537的处理速度较快。DSP部件1533设计成可补偿色度色散(CD)、模式色散(PMD)、偏振旋转、非线性效应、LO噪声、LO频偏等。另可在DSP部件1533的软件部分1535中对较慢的处理(如LO频偏或CD)进行评估。

另外，图16显示了基本DSP部件1600的原理方框图。DSP 1600包括软件部分1601和硬件部分1603。硬件部分1603包括偏差和增益调整(AGC)部件1605。

与AGC部件1605耦合的有两个补偿部件1607和1609，即用于X偏振的色度色散(CD)部件1607和用于Y补偿的CD补偿部件1609。

硬件部件1603还包括一个频率恢复部件1611，以及一个与频率恢复部件1611耦合的模式色散(PMD)、色度色散(CD)补偿和解偏振功能部件1613。PMD/CD补偿和解偏振部件1613可包括有限脉冲响应(FIR)滤波器。

另外，定时评估部件1615接收CD补偿部件1609和PMD/CD补偿和解偏振部件1613的输出，用于向VCC 1617提供时间信息。

在部件1613之后，载波恢复部件1619耦合到解码检测部件1621。

另外，在提供输入信号X、XQ、Y和YQ的数据路径之间，有四个ADC部件1623、1625、1627和1629耦合。详情如下：