專利名稱：光學(xué)接收器的功率優(yōu)化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)接收器系統(tǒng)和操作方法，并且特別地涉及用于管理這樣的接收器中的信號的光功率的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
可重新配置的光學(xué)分插(add/drop)復(fù)用器(ROADM)節(jié)點是一種重要的光網(wǎng)絡(luò)元件，其允許在波長層在任何或者所有波分復(fù)用(WDM)信道上靈活地插入(add)和分接(drop)信號?？梢詾榫哂?階(degree)或更高階的ROADM節(jié)點的多階ROADM節(jié)點(MD-ROADM)是另一種光網(wǎng)絡(luò)元件，其也提供WDM信號在不同路徑之間的交叉連接功能。盡管常規(guī)的ROADM節(jié)點具有在WDM信道上插入和分接信號的一定程度的靈活性，但是它們并不具有足夠的靈活性以適應(yīng)快速增長和日益增加的基于因特網(wǎng)的動態(tài)通信量。例如，常規(guī)ROADM節(jié)點采用的應(yīng)答器典型地沒有對于所有密集波分復(fù)用(DWDM)網(wǎng)絡(luò)端口的非阻塞和波長透明訪問。結(jié)果，無色無方向(CL&DL) MD-ROADM節(jié)點近來被廣泛地研究以代替常規(guī)的ROADM節(jié)點。在本文中，“無色”可以涉及這樣的ROADM節(jié)點特征，每個應(yīng)答器可以通過該特征在ROADM節(jié)點系統(tǒng)采用的任何波長上接收和傳輸信號。進而，“無方向”可以涉及這樣的ROADM節(jié)點特征，連接到節(jié)點的每個應(yīng)答器可以通過該特征接收來源于任何輸入端口的信號并且可以將信號轉(zhuǎn)發(fā)到ROADM節(jié)點的任何輸出端口。

發(fā)明內(nèi)容
一個實施例涉及一種光學(xué)接收器系統(tǒng)，其包括本地振蕩器、混合器和處理器。本地振蕩器被配置成產(chǎn)生指示多個信道之一的選擇的激光信號。此外，混合器被配置成接收所述多個信道上的信號并且利用激光信號區(qū)分選擇的信道上的信號。此外，處理器被配置成基于所述多個信道的總數(shù)通過調(diào)節(jié)輸入到混合器的激光信號的功率以便限制接收器系統(tǒng)中的噪聲懲罰而最大化激光信號與所述多個信道中的至少一個之間的功率水平差異。另一個實施例涉及一種光信號處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括ROADM節(jié)點，該ROADM節(jié)點進一步包括被配置成從多個信道中選擇要分接至多個應(yīng)答器的信道集合的選擇開關(guān)。該系 統(tǒng)也包括所述多個應(yīng)答器，每個應(yīng)答器包括上面描述的光學(xué)接收器系統(tǒng)實施例的本地振蕩器和混合器。此外，ROADM節(jié)點進一步包括上面描述的光學(xué)接收器系統(tǒng)實施例的處理器。一個可替換的實施例涉及一種方法。依照該方法，接收在其上信號輸入到光學(xué)混合器中的多個信道的總數(shù)。該方法進一步包括基于所述多個信道的總數(shù)確定激光信號與所述多個信道中的至少一個之間的最大功率水平差異，所述激光信號被產(chǎn)生來使得混合器能夠區(qū)分所述多個信道之一上的信號。此外，依照確定的最大功率水平差異來調(diào)節(jié)輸入到混合器的激光信號的功率以便限制噪聲懲罰。這些和其他特征和優(yōu)點根據(jù)其說明性實施例的以下詳細(xì)描述將變得清楚明白，所述描述要結(jié)合附圖進行閱讀。


本公開將在以下參照下列附圖對優(yōu)選實施例的描述中提供細(xì)節(jié)，其中
圖I為圖解說明噪聲懲罰、應(yīng)用到相干接收器的分接信道的總數(shù)以及本地振蕩器激光 與應(yīng)用到接收器的一個或多個分接信號之間的功率差異之間的示例性關(guān)系的曲線圖。圖2為圖解說明用于相干接收器的示例性最佳操作條件的曲線圖。圖3為包括ROADM節(jié)點和應(yīng)答器集合的示例性光信號處理系統(tǒng)的高級框圖/流程圖。圖4為示例性相干接收系統(tǒng)的高級框圖/流程圖。圖5為用于優(yōu)化相干接收器的功率水平的示例性方法的高級流程圖。圖6為用于確定優(yōu)化參數(shù)的示例性設(shè)置方法的高級流程圖。圖7為用于確定本地振蕩器激光和/或一個或多個分接信號的功率的示例性方法的高級流程圖。
具體實施例方式ROADM節(jié)點的無色無方向特征的實現(xiàn)方式使得常規(guī)的靜態(tài)光學(xué)解復(fù)用器不適合于分離分接的WDM信號，因為與ROADM節(jié)點使用的每個應(yīng)答器關(guān)聯(lián)的波長可以動態(tài)地改變。在上面引用的共同擁有的申請中提出了“無濾波”或“無解復(fù)用”的無色無方向多階ROADM節(jié)點架構(gòu)。在那里描述的示例性架構(gòu)從接收器系統(tǒng)中移除了諸如光學(xué)解復(fù)用器或濾波器之類的波長選擇器元件，并且利用本地振蕩器(LO)在相干光學(xué)系統(tǒng)中從WDM信道中選擇要分接的目標(biāo)信道。然而，由于應(yīng)答器處的其他WDM信道的存在，可能在本地振蕩器與不希望的信號之間出現(xiàn)附加的干擾。在這里，干擾可能導(dǎo)致接收的信號的光學(xué)信噪比(OSNR)懲罰形式的一定水平的性能退化。為了在光網(wǎng)絡(luò)中實際地使用該系統(tǒng)，該懲罰應(yīng)當(dāng)在所有條件中都保持在一定的閾值水平(例如0. 5dB，這取決于系統(tǒng)規(guī)范)內(nèi)。特別地，應(yīng)當(dāng)針對所有可能的WDM信道數(shù)量考慮OSNR懲罰，因為ROADM節(jié)點可能在不同的時間分接到零與所有信道之間。在本文中描述的實施例可以最小化無濾波ROADM節(jié)點中的OSNR懲罰，并且可以將該懲罰限制為處于維持最佳性能的閾值水平內(nèi)，從而確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？梢曰赗OADM/應(yīng)答器系統(tǒng)的理論分析而管理OSNR懲罰，該理論分析估計各種條件下的OSNR懲罰。特別地，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，最大化相干接收器中的本地振蕩器激光與分接信號之間的功率水平差異在降低OSNR懲罰中具有顯著的影響。將分析的結(jié)果與可以被假設(shè)為固定的相干接收器的特定配置信息一起使用，實施例可以建立前饋環(huán)路。在這里，該環(huán)路可以被配置成收集WDM信道計數(shù)信息，計算接收器部件的功率水平以便針對該WDM信道計數(shù)將OSNR懲罰限制在特定水平內(nèi)，并且控制本地振蕩器和WDM信號的功率以便在相干接收器處實現(xiàn)計算的功率水平。特別地，實施例可以基于光電檢測器的飽和水平、散粒噪聲、熱噪聲和下游數(shù)字化儀的量化噪聲而優(yōu)化本地振蕩器與WDM信號之間的功率水平差異的最大化。因此，本原理的實施例可以確保系統(tǒng)一直以最佳配置操作，而不管接收器與之爭用以便執(zhí)行分接功能的WDM信道的數(shù)量如何。在沒有諸如光學(xué)解復(fù)用器或可調(diào)諧濾波器之類的波長選擇器的ROADM節(jié)點中，所有分接信號都可以到達應(yīng)答器系統(tǒng)中的每個應(yīng)答器。這種ROADM節(jié)點在本文中稱為“無濾波”ROADM節(jié)點。如上所述，在上面引用的共同擁有的申請中描述了無濾波ROADM節(jié)點的實例。即使無濾波ROADM的相干接收器中的本地振蕩器(LO)可以檢測要分接的(一個或多個)正確信道，相干接收器也由于其他接收的WDM信道而遭受干擾。系統(tǒng)的性能可以基于信號干擾和噪聲比iSim參數(shù)而進行估計，其中噪聲包括LO放大的自發(fā)發(fā)射(ASE)拍頻噪聲、散粒噪聲和熱噪聲。上面提到的SINR和OSNR懲罰取決于接收的WDM信道的數(shù)量、接收的信號和本地振蕩器的功率水平以及相干接收器的質(zhì)量。特別地，可以表達為
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)接收器系統(tǒng)(100)，包括 本地振蕩器(112)，被配置成產(chǎn)生指示多個信道之一的選擇的激光信號； 混合器(113)，被配置成接收所述多個信道上的信號并且利用激光信號區(qū)分選擇的信道上的信號；以及 處理器(116)，被配置成基于所述多個信道的總數(shù)通過調(diào)節(jié)輸入到混合器的激光信號的功率以便限制接收器系統(tǒng)中的噪聲懲罰而最大化激光信號與所述多個信道中的至少一個之間的功率水平差異。
2.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中處理器(116)進一步被配置成確定功率水平差異與噪聲懲罰之間的關(guān)系并且限制功率水平差異使得將噪聲懲罰限制到閾值水平。
3.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，進一步包括 光電檢測器(114)，被配置成接收區(qū)分的信號并且將區(qū)分的信號轉(zhuǎn)換成電信號。
4.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中處理器(116)進一步被配置成限制功率水平差異，使得區(qū)分的信號的功率處于上限內(nèi)。
5.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上限基于光電檢測器的飽和極限。
6.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中處理器(116)進一步被配置成限制功率水平差異，使得轉(zhuǎn)換的信號的功率處于下限內(nèi)。
7.權(quán)利要求6的系統(tǒng),其中下限基于散粒噪聲、熱噪聲和量化噪聲中的至少一個。
8.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中處理器(116)進一步被配置成通過調(diào)節(jié)輸入到混合器的所述多個信道中的至少一個上的信號的功率水平而最大化功率水平差異。
9.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中處理器(116)進一步被配置成基于其上的信號輸入到混合器的所述多個信道的總數(shù)的變化實時動態(tài)地最大化功率水平差異。
10.一種光信號處理系統(tǒng)(10),包括 可重新配置的光學(xué)分插復(fù)用器(ROADM)節(jié)點(11)，包括被配置成從多個信道中選擇要分接至多個應(yīng)答器的信道集合的選擇開關(guān)(101);以及 所述多個應(yīng)答器(Iog1-Iogn),其中每個應(yīng)答器包括本地振蕩器(112)，被配置成產(chǎn)生指示多個信道之一的選擇的激光信號；以及混合器(113)，被配置成接收所述信道集合上的信號并且利用激光信號區(qū)分選擇的信道上的信號， 其中ROADM節(jié)點進一步包括處理器(116)，該處理器被配置成基于所述信道集合的總數(shù)通過調(diào)節(jié)輸入到混合器的激光信號的功率以便限制相應(yīng)應(yīng)答器中的噪聲懲罰而最大化激光信號與所述信道集合中的至少一個信道之間的功率水平差異。
11.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中處理器(116)進一步被配置成確定功率水平差異與噪聲懲罰之間的關(guān)系并且限制功率水平差異使得將噪聲懲罰限制到閾值水平。
12.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中處理器(116)進一步被配置成基于其上的信號輸入到混合器的所述信道集合的總數(shù)的變化實時動態(tài)地最大化功率水平差異。
13.—種用于優(yōu)化光信號功率的方法(500),包括 接收(504)其上的信號輸入到光學(xué)混合器中的多個信道的總數(shù)； 基于所述多個信道的總數(shù)，確定(508)激光信號與所述多個信道中的至少一個之間的最大功率水平差異，所述激光信號被產(chǎn)生來使得混合器能夠區(qū)分所述多個信道之一上的信號；以及 依照確定的最大功率水平差異，調(diào)節(jié)(510)輸入到混合器的激光信號的功率以便限制噪聲懲罰。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述確定(508)進一步包括確定功率水平差異與噪聲懲罰之間的關(guān)系并且限制功率水平差異使得將噪聲懲罰限制到閾值水平。
15.權(quán)利要求13的方法，其中所述確定(508)進一步包括限制功率水平差異，使得區(qū)分的信號的功率處于上限內(nèi)。
16.權(quán)利要求15的方法，其中上限基于光電檢測器的飽和極限，該光電檢測器被配置成將區(qū)分的信號轉(zhuǎn)換成電信號。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述確定(508)進一步包括限制功率水平差異，使得轉(zhuǎn)換的信號的功率處于下限內(nèi)。
18.權(quán)利要求17的方法，其中下限基于散粒噪聲、熱噪聲和量化噪聲中的至少一個。
19.權(quán)利要求13的方法，其中所述調(diào)節(jié)(510)進一步包括調(diào)節(jié)輸入到混合器的所述多個信道中的至少一個上的信號的功率水平。
20.權(quán)利要求13的方法，進一步包括 對所述接收(504)、確定(508)和調(diào)節(jié)(510)進行迭代，以便基于其上的信號輸入到混合器的所述多個信道的總數(shù)的變化實時動態(tài)地最大化功率水平差異。
全文摘要
公開了一種光學(xué)接收器系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括本地振蕩器(112)、混合器(113)和處理器(116)。本地振蕩器(112)被配置成產(chǎn)生指示多個信道之一的選擇的激光信號。此外，混合器(113)被配置成接收所述多個信道上的信號并且利用激光信號區(qū)分選擇的信道上的信號。此外，處理器(116)被配置成基于所述多個信道的總數(shù)通過調(diào)節(jié)輸入到混合器的激光信號的功率以便限制接收器系統(tǒng)中的噪聲懲罰而最大化激光信號與所述多個信道中的至少一個之間的功率水平差異。
文檔編號H01S3/10GK102640433SQ201180004883
公開日2012年8月15日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者E.伊普, K.蘇祖基, P.N.紀(jì), T.王, Y.奧諾 申請人:美國日本電氣實驗室公司