[发明专利]用于光纤非线性减轻的方法和装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及光通信，尤其涉及对非线性光传输具有改进容限这一效果的光学信号的产生和检测。

背景技术

在超过每波长1Tb/s的光纤光传输中已经展示了相干光正交频分复用(Coherent optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing，CO-OFDM)。光纤非线性对于实际实施CO-OFDM是一个突出的障碍。常规的想法是OFDM具有高的峰值平均功率比(peak-to-average powerratio，PAPR)，并且因为使信号失真的光纤内的非线性效应与光功率成比例，CO-OFDM必将遭受更大的信号失真。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种经由非线性光学信道来传输数字信息的方法，该方法包括以下步骤：接收包括该数字信息的至少一部分的数据；从该数据产生多个频域标记；将每个标记分配给预定的多个频率子带中的一个；生成包括多个子带的光学信号；以及经由上述的非线性光学信道来传输该光学信号，其中预先确定多个频率子带以便相对于对应的单频带信号降低光学信号在非线性光学信道内的非线性光学畸变。

该方法可以包括进一步的步骤：处理频域标记以降低所传输的光学信号的峰值平均功率比(peak-to-average power ratio，PAPR)。PAPR减小算法可以分离地应用于每个频率子带。在各个实施例中，该算法从包括以下算法的组中选择：离散傅里叶变换扩展(discrete Fourier transformspreading，DFT-s)算法、选择映射算法和动态星座图扩展算法。

预先确定多个子带可以包括例如通过理论原理计算或计算机模拟来计算子带的数量。

替换地，预先确定多个该子带可以包括：经由非线性光学信道来传输多个训练信号，每个训练信号包括预定的数据值并且具有不同数量的子带；在经由非线性光学信道传输后检测每个训练信号；处理每个所检测的信号以恢复所接收的数据；通过将所接收的数据值与训练信号的预定数据值进行比较来确定每个所检测的训练信号的比特误码率；以及使用所确定的比特误码率来确定预定的多个子带。

在实施例中，每个子带具有单个载波。各个子带的该单个载波可以光谱上限制在各自子带内。

在实施例中，光学信号可以是光学正交频分复用(optical orthogonalfrequency division multiplexed，O-OFDM)信号。

根据本发明的又一方面，提供一种接收经由非线性光学信道在光学信号中传输的数字信息的方法，该光学信号包括预定的多个子带，每个子带分配有从包括数字信息的至少一部分的数据所产生的多个频域标记，该方法包括以下步骤：检测光学信号；处理所检测的光学信号以恢复分配给上述预定的多个频率子带中的每个的频域标记；以及处理该频域标记以恢复所接收的数据，其中预先确定多个频率子带以便相对于对应的单频带信号降低光学信号在非线性光学信道内的非线性光学畸变。

在一些实施例中，在使用适配成降低所传输的光学信号的峰值平均功率比（PAPR）的算法经由非线性光学信道进行传输前已处理频域标记，且处理该频域标记以恢复所接收的数据的步骤包括施加适于使如下算法的效果逆转的逆算法，该算法适配成降低所传输的光学信号的PAPR。

该逆算法可以从包括以下算法的组中选择：逆离散傅里叶变换扩展（IDFT-s）算法、逆选择映射算法以及逆动态星座图扩展算法。

在实施例中，每个子带具有单个载波。各个子带的该单个载波可以光谱上限制在各自子带内。

在实施例中，该光学信号是光学正交频分复用（O-OFDM）信号。

根据本发明的又一方面，提供一种经由非线性光学信道来传输数字信息的装置，该装置被设置为与包括数字信息的至少一部分的输入数据一起使用，该装置包括：频域标记生成器，被配置为从输入的数据产生多个频域标记，以及将每个标记分配给预定的多个频率子带中的一个；时域信号发生器，该时域信号发生器操作地耦合到频域标记生成器，且被配置为产生包括多个子带的随时间而变化的信号；以及光源，该光源具有操作地耦合到该时域信号发生器的至少一个调制输入，且被配置为以随时间而变化的信号调制光学载波以产生包括多个子带的相应的光学信号，其中预先确定多个频率子带以便相对于对应的单频带信号降低光学信号在非线性光学信道内的非线性光学畸变。