[发明专利]用于400G信号的生成和相干检测的系统和方法

说明书

发明领域

本发明的领域是通信系统，并且更具体地，涉及用于400G信号的生成和相干检测的系统和方法。

引言

随着基于PM-QPSK的100G相干传输技术以迅猛的速度被商业化，人们认为每个信道400G的传输很可能是用于下一阶段的容量扩大的潜在后继技术之一¹。在工业研究团体当中正集中研究用于400G传输的技术选择，这些技术选择可以通过增加码元速率、增加联结信道数、增加调制水平数或它们的组合来实现^2-4。使用以每波长56G波特的单载波PM-16QAM的方法主要受到诸如电多路复用器、光调制器、以及模数转换器的一系列端到端的装置的带宽不足的限制⁵。虽然具有减小的或低的带宽需求的方法，如以28G波特的双载波PM-16QAM或以9G波特的5载波PM-32QAM，已经给出了高达8b/s/Hz的频谱效率(SE)，但不幸的是，在不使用特定的超大面积光纤(ULAF)和拉曼放大来处理降低的非线性容忍度和较高的OSNR需求的情况下，可能很难实现所展示的范围从800km到1200km的最大传输距离。另一方面，以奈奎斯特波分复用(N-WDM)的方式将一些已建立的PM-QPSK信道分组被认为是超过100G的实用性解决方案。N-WDM技术依赖于通过光谱滤波的脉冲成形以优化SE和由信道间干扰(ICI)和码元间干扰(ISI)引起的损耗之间的折中，并且所建议的信道间隔和码元速率的比大约为1.1。[xxx]进一步降低所述比以实现较高的SE将要求关于在接收机处的DSP算法的改进以抑制不理想的噪声和线性串扰的线性均衡过程⁶。

在本公开中，展示了基于以512Gb/s总信道线性速率的四载波PM-QPSK的400G的生成和传输解决方案。首先，信道/载波间隔与码元速率的比下降到只有0.78，产生4b/s/Hz的净SE。两者之间没有防护频带的两个400G信号在再循环回路上进行传送以模拟由于级联内嵌ROADM引起的带宽变窄效应，该再循环回路包括SMF-28光纤跨距、EDFA和100GHz宽的波长选择开关(WSS)。结果显示，甚至对于处于WSS的通带边缘的信道，也能实现超过2400km的有效距离，且BER低于2x10^-2的软判定预FEC的界限。

发明概要

本发明的各个方面包括用于在通信系统中生成和检测信号的系统和方法，在一个方面，包括用于400G信号的生成和相干检测的系统和方法。

在另一个具体方面，以仿真结果和实验结果两者展示了用于基于多模盲均衡(MMBE)的正交双二进制(QDB)频谱成形的偏振复用正交相移键控(PM-QPSK)的一种新颖的数字信号处理(DSP)方案。这种新颖的数字信号处理方案的关键算法包括用于盲偏振解复用的级联多模算法(CMMA)、多模QPSK分割频率偏移估计(FOE)和使用最大似然相位估计的两阶段载波相位恢复(CPR)。最终信号通过最大似然序列检测(MLSD)进行检测，获得数据的BER测量结果。所提出的数字信号处理方案的可行性通过使用用于奈奎斯特WDM信道的25GH带宽的波形成形器的112Gb/s QDB频谱成形的PM-QPSK信号的实验来展示。

附图说明

图1示出了具有4b/s/Hz的净SE的基于四载波PM-QPSK的400G传输的实验设置。

图2是通过数字T-DAF的9QAM的信号生成的说明。

图3是背靠背BER曲线的说明。

图4示出了作为波长偏移的函数的所测量的Q²因子和OSNR衰减。

图5示出了BER性能相对于传输距离。

图6示出了400G发射机和接收机的设置。

图7示出了图6中示出的400G发射机和接收机的设置的元件101。

实验设置和结果