[发明专利]降低光传输损伤的方法、装置以及通信系统

说明书

提供了用于降低至少一个链接的光传输损伤(尤其是非线性效应)的方法和装置。所述方法包括以下步骤：从经由该至少一个链接接收的光信号(120)提取相位信息(Δθ)；基于该相位信息(Δθ)确定与该至少一个链接有关的非线性系数(γ)；使用该非线性系数(γ)应用控制设备(202)。此外还提出了包括所述装置的通信系统。

本发明涉及用于降低光传输损伤的方法、装置以及通信系统。

光纤中的传输损伤可分为两类：线性损伤及非线性损伤。线性损伤包括色散(CD)、偏振模色散(PMD)、符号定时偏移以及滤光。非线性传播损伤(其中一些由“克尔效应(Kerreffect)”产生)包括自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)、四波混频(FWM)以及非线性相位噪声(NLPN)。尤其是在使用先进的调制格式的情况下，光纤传输损伤受到高度重视，并且非线性效应在高速远距离光学通信中提升产品带宽和距离上呈现出了最严峻的限制。

在最近的领域(光学领域以及电学领域)已经对补偿光纤传输损伤的各种方法开展了研究。实际上，全光学方法的实施昂贵、灵活性较差且实现很复杂。另一方面，随着基于数字信号处理(DSP)的相干接收器的发展，电子补偿技术显现为为用于远距离光学数据传输的有前景技术。在相干解调之后，可通过DSP采样及处理信号以补偿光纤传输损伤。由于这种数字补偿可提供很好的灵活性及适应性，因而认为其对于缓解光纤传输损伤很重要。

通过求解非线性薛定谔方程，可估算光纤的每个点的光学信号振幅和相位。基于非线性薛定谔方程的逆向数学求解提出了用作共同补偿线性损伤和非线性损伤的通用技术的补偿算法，该补偿算法称作数字反向传播(DBP)。非线性系数γ(“伽马”)以及光纤的有效长度是待调节及优化的DBP的示例性参数。

在Asif等人于2010年10月25日发表于OPTICS EXPRESS第18期的第22号位于第22796页的文章“Optimized digital backward propagation for phase modulatedsignals in mixed-optical fiber transmission links(用于在混合光纤传输链接中的相位调制信号的优化数字反向传播)”中，提出并在数值上证明了用于为在混合光纤传输链接中的相位调制信号缓解光纤传播损伤的数字反向传播算法的参数优化。

在下一代光传输系统中(尤其特征在于通过光纤技术和互联网协议的功能性组合)，将以高符号率使用相位调制光信号。这意味着诸如自相位调制(SPM)的非线性传输损伤是限制效应，因此DBP可导致对传输性能的显著改善。

DBP方法假定，在光纤类型、测量光功率、光纤长度等方面上完全认知链接(即，认知光线跨段配置及参数)。遗憾的是，通常仅可部分地获得这种信息。因此，如果缺乏对链接的准确的描述，则基于光传播等式的精确逆运算的DBP无法提供可靠的畸变补偿。

光系统可由几十甚至上百个链接组成。因此，几乎不可能获得精确的系统描述。此外，即使假定对链接完全认知，也无法正确地测量沿系统的光功率数值。每当通过应用DBP来设计DSP补偿非线性时，上述问题都将导致进一步的不确定性。

T.Tanimura等人在2010年的OSA/OFC/NFOEC发表的“Semi-blind NonlinearEqualization in Coherent Multi-Span Transmission System with InhomogeneousSpan Parameters(具有非均匀跨段参数的相干多区段传输系统中的半盲非线性均衡)”公开了采用半盲双偏振非线性补偿器(DP-NLC)的数字相干接收器，其中提出了基于对链接的有限现有信息优化非线性补偿器的参数数值的半盲算法。鉴于此，通过在偏振解复用、频率偏置补偿、维特比及维特比载波复原、符号判定及差分解码之后分析比特误码率(BER)来推导有效品质因子(Q-factors，与信号的品质相关)。基于该信号调节品质参数，将该品质参数馈送至非线性补偿器。然而，参数数值的优化只在BER确定之后可行，这导致了时间延迟。

发明内容