[发明专利]用于相干光接收机的模拟电子偏振控制的系统和方法

说明书

本文描述了通过使用模拟信号处理来管理相干光接收机中的偏振的系统和方法，所述模拟信号处理消除了对超快、功耗大的ADC和DSP的需要并且需要对全带宽信号路径的数字化并导致庞大且昂贵的电路设计。本发明的各种实施例通过使用实施两个矩阵运算的等效物的模拟偏振校正电路来提供偏振校正。这是通过使用包括可变增益放大器与单位增益放大器的组合的模拟电子器件来对准输入信号的偏振从而生成经偏振校正的输出信号来实现的，所述输出信号进一步与所述接收机的偏振参考系对准。

发明人：

查尔斯·约翰·拉扎尔(Charles John Razzell)

相关申请的交叉引用

本专利申请涉及共同未决且共同所有的美国临时专利申请号62/668,643，并根据35U.S.C.§119(e)要求其优先权权益，所述美国临时专利申请标题为“Systems andMethods for Analog Electronic Polarization Control for Coherent OpticalReceivers(用于相干光接收机的模拟电子偏振控制的系统和方法)”，发明人为查尔斯·约翰·拉扎尔(Charles John Razzell)，并于2018年5月8日提交(代理人案号20057-2215P)，所述专利文件通过引用以其全文结合在此并用于所有目的。

A.技术领域

本披露总体上涉及电子信号处理。更具体地，本披露涉及用于控制电光通信系统中的偏振的系统和方法。

B.背景技术

近年来，以100Gbps/λ且更高的速率的相干光通信链路已投入商业应用。即使用于尖端的CMOS工艺技术(例如商业产品中的16nm线宽)的这些系统也严重依赖功耗高(例如>10W)的数字信号处理(DSP)设备。在如此高的速率下支持长达80km的非放大链路的能力证实在降低其他资本支出和运营成本的情况下功能强大的DSP的成本。另一方面，数据中心内对高带宽通信日益增加的需求正在将直接检测、强度调制四电平脉幅调制(PAM4)方案推向它们的极限。

例如，IEEE P802.3cd预计将标准化作为其PHY选项中的一项，100GBASE-DR(使用PAM4通过>500m的单模光纤在一个波长上进行100Gb/s串行传输)。图1(2014年8月，MarcoMazzini(Cisco)的IEEE SMF任务组贡献)中示出的来自IEEE P802.3cd任务组贡献者的结果指示，56G波特/112Gbps PAM4需要前馈均衡器来打开眼图。尽管一些方法已证明可行性，但许多贡献表明，满足这种类型的PHY选项的链路预算余量仍然具有挑战性。

因此，需要的是这样的系统和方法：获得相干调制方案的益处，同时避免经常需要极高采样率ADC和均衡器的大量DSP方法的主要成本和功耗。

附图说明

将参考本发明的实施例，附图中可以展示这些实施例的示例。这些附图旨在为说明性的，并非限制性的。尽管总体上在这些实施例的背景下描述了本发明，但是应当理解的是，其不旨在将本发明的范围限制于这些具体实施例。

图1展示了现有技术中提出的需要前馈均衡器的PAM4调制方案的局限性。

图2是如现有技术中提出的基于模拟信号处理的双偏振正交相移键控(DP-QPSK)接收机的框图。

图3是如现有技术中提出的用于图2中示出的DP-QPSK接收机的偏振控制器。

图4是展示了根据本披露的各种实施例的示例性模拟偏振校正电路的示意图。

图5是对绝对相位不敏感的公共差分解调器电路的简化示意图。

图6展示了根据本披露的各种实施例的利用正交压控振荡器(QVCO)的示例性相干载波恢复电路。