[发明专利]在包括相干和直接检测接收机的光网络中的色散管理

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求在2010年12月14日提交的美国临时申请序号61/422995的提交日的权益，该美国临时申请的教导因此通过引用合并到本文。

技术领域

本公开涉及光网络，并且更具体而言涉及在包括相干和直接检测接收机的光网络中的色散管理。

背景技术

在光网络中已经使用直接检测光信号接收机来对调制在光信号上并且在光路上传输给接收机的数据进行再现。通常，直接检测接收机可通过检测所接收的表示所传输数据的符号的相位和/或幅度来解调数据。所检测的相位和/或幅度可提供给硬和/或软判决检测器配置和前向纠错(FEC)电路，以生成表示在发射机处调制在信号上的数据的输出比特流。

在包括直接检测接收机的波分复用(WDM)光网络中的一个挑战是光纤内传播的光可经受色度(chromatic)色散，即不同波长的光可以不同群速度传播，从而在传输中导致改变的波长相关延迟。由光纤赋予的色度色散使所传输的脉冲展开并且重叠。为了可靠地检测所传输的数据，应在接收机之前移除色度色散。然而，在色散大于几个1000 ps/nm时，移除由传输线赋予的色散可能是不切实际的。

为了解决该问题，已知系统已经合并了色散管理技术以在接收机处把色散降低到实用水平。一个已知的色散管理技术涉及色散映射(mapping)，其中选择并且布置光纤类型以在光通信系统的传输段中管理色散。色散映射传输段的一个示例把非零色散位移光纤(NZDSF)的跨度或具有非零色散的色散平坦光纤(DFF)的跨度与色散补偿光纤(DCF)的跨度混合，以在光传输段的长度上实现周期色散补偿。此类周期色散图(map)中每个周期的长度可以在每周期大约500 km的范围内。

例如，图1包括了与使用DFF光纤的此类周期色散图关联的累积色散(accumulated dispersion)(ps/nm)对比距离的绘图10。如所示出的，色散在接收机处（即在大约8500 km处）可接近零，并且沿着系统非零但小（例如，大约1500 ps/nm的最大累积色散）。对于使用直接检测的常规系统，此类色散映射技术在保持低的端对端路径平均色散和抑制光纤非线性方面已经是有用的。

然而，已经认识到相干检测接收机可提供优于直接检测接收机的优点。通常，相干接收机利用相干检测（例如，零差或外差检测）来检测所调制的光信号。本文中关于接收机使用时的术语“相干”指包括用于解调所接收信号的本地振荡器(LO)的接收机。在此类系统中可实施数字信号处理(DSP)，用于处理所接收信号以提供经解调的数据。所接收信号的数字信号处理提供了速度和灵活性，并且可用来执行各种功能。DSP能移除大量的色度色散并且能执行其它功能，比如偏振色散和符号间干扰的校正。因此，不像直接检测接收机，相干检测接收机不需要色散管理。遗憾的是，为支持直接检测和相干检测接收机配置所建立的系统必须进行色散管理，以允许实用的直接检测接收机配置的使用。

附图说明

通过阅读与附图一起进行的下列详细描述，将会更好地理解与本公开一致的系统的特性和优点，在附图中：

图1是示出与现有技术系统的一个实施例一致的累积色散对比距离的色散图。

图2是与本公开的一个实施例一致的光通信系统的示意图。

图3是示出与本公开的一个实施例一致的累积色散对比距离的色散图。

图4是示出与本公开的三个不同实施例一致的累积色散对比距离的色散图。

图5A和5B包括示出分别结合相干和直接检测接收机的与本公开一致的系统的性能的平均Q因子对比发射功率的绘图。

图6A和6B包括示出结合相干接收机并且分别以40 Gb/s和100 Gb/s数据速率的与本公开一致的系统的性能的Q因子对比频谱效率的绘图。

图7是与本公开的一个实施例一致的分支光通信系统的示意图。

图8是示出对图7中所示系统的累积色散对比距离的示例性色散图。

图9是与本公开一致的在光通信系统中管理色散的一个方法的框流程图。

具体实施方式

通常，在导致与本公开一致的系统和方法的实验中，发现使用相干接收机的光网络不需要光路上的色散补偿。而在相干检测系统中，光纤路径上大量色散的累积由于其影响能在接收机处的DSP中被移除而在某种程度上可能是有利的。这与通常需要色散管理以实现可接受性能的直接检测系统完全不同。