[发明专利]光接收器中的信号处理装置和方法

说明书

本发明涉及光接收器中的信号处理，具体涉及在相干光接收器中进行的均衡处理。多输入多输出(MIMO)均衡器接收并均衡多个实值信号，例如，四个采样的电基带支路(HI，HQ，VI，VQ)。多输入多输出(MIMO)均衡器的输出提供复信号的经均衡的实分量或虚分量。然后，包括实分量和虚分量的复信号各自单独地被均衡以消除色散。

技术领域

本发明涉及光接收器中的信号处理的领域，具体涉及在相干光接收器中进行的均衡处理。本发明包括具有多个色散均衡器和多输入多输出均衡器的信号处理装置，其中色散均衡器配置成接收并均衡由多输入多输出均衡器提供的信号。此外，本发明涉及相应的信号处理方法。

背景技术

光通信系统中的传统的相干接收器利用信道均衡器来减轻信道损坏。例如，可以实现均衡器级以提供具有校正信道损坏的能力的数字检测器。

对此，现代光通信系统可以采用多相位多电平信号字符和偏振分割多路复用(PDM)以良好的频谱效率承载高数据速率。与传统的直接解调相反，现有技术的相干解调技术在可能不丢失任何信息的情况下将撞击的(impinging)光信号映射到电信号上。

相干光接收器中的信号处理通常在等效复基带中执行。接收器前端将任意一对正交偏振H和V分解成它们的同相(I)分量和正交(Q)分量。产生的四个电信号HI、HQ、VI和VQ被采样并传送到执行检测算法的数字处理器。

典型的过程需要多个阶段来减轻传输减损。由光纤中的色散(CD； chromaticdispersion)引起的群速度色散(GVD；group velocity dispersion) 例如可通过被称作体色散均衡器(bulk CD equalizer)的线性均衡器进行补偿。由于色散独立于偏振而起作用并且是准静态现象，因此体色散均衡器分别处理H偏振和V偏振，并且通常仅在链路建立时或在链路重新配置的情况下调整色散均衡器就足够了。

相反，光纤中出现的偏振相关效应(例如，偏振旋转，偏振模色散 (PMD)和偏振相关损耗(PDL))本质上是更动态的。这些效应通常使用共同处理H信号和V信号的第二线性均衡器(被称为多输入多输出 (MIMO)均衡器)进行补偿。由于偏振相关效应的动态特性，MIMO均衡器可以持续地适应对动态改变的信道状态作出反应。

在均衡阶段之后，附加的检测阶段可包括载波频率和相位恢复，其对发送激光器与接收激光器之间的失配进行补偿。

图1示出了包括在传统的相干接收器中的数字信号处理装置100的图示。

四个电基带支路(HI，HQ，VI，VQ)110、120、130、140对应于经由光纤传输的光信号的H偏振和V偏振，其中，H偏振和V偏振在相干接收器处被接收并转换成电基带支路。在图1中，四个电基带支路(HI， HQ，VI，VQ)110、120、130、140通过四个模数转换器(ADC)150、160、170、180以奈奎斯特速率(Nyquist rate)或更快的速率进行采样。因此，由于模拟路径中(例如，模数转换器(ADC)150、160、170、180 中)的不平衡而可能导致出现电基带支路(HI，HQ，VI，VQ)110、120、 130、140之间的时序偏差(偏移)。采样的信号转发到将在下文中更详细描述的可配置延迟190、200、210、220，并且两个偏振面中的I分量和 Q分量逻辑地聚集到与等效复基带中的H和V对应的两个复信号中。在图1中，聚集每个偏振面中的I分量和Q分量的步骤以符号化形式表示为：使乘法器块230、240执行Q分量与虚数单位j的乘法，并且随后将各自的实部与虚部相加。

然后，复基带信号的每个偏振面通过复值单输入单输出(SISO)体色散均衡器250、260。在这里，体色散均衡器250、260通常对应于长线性有限脉冲响应(FIR)滤波器(例如，具有多达4000个复系数)。由于复杂性原因，体色散均衡器250、260FIR滤波器可以在频域上实现。