的光傳輸系統(tǒng)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]這一部分描述可以有助于促進(jìn)更好地理解本發(fā)明的一些方面。因此，這一部分的陳述要鑒于此來被閱讀并且不應(yīng)當(dāng)被理解為承認(rèn)什么是現(xiàn)有技術(shù)或者什么不是現(xiàn)有技術(shù)。
[0038]前向糾錯(cuò)(FEC)使用冗余數(shù)據(jù)來降低接收器處的比特誤碼率(BER)。這一降低的代價(jià)是隨之而來的所需前向信道帶寬的增加，后者依賴于FEC編碼的開銷。通常，具有較大開銷或者較低凈數(shù)據(jù)速率的FEC編碼用于較嘈雜的信道。當(dāng)信道狀態(tài)隨著時(shí)間變化時(shí)，凈數(shù)據(jù)速率和/或FEC編碼可以被適應(yīng)性地改變以維持可接受的BER。
[0039]軟判決前向糾錯(cuò)(SD-FEC)已經(jīng)成為改善比特率等于和大于100Gb/s的光通信系統(tǒng)的到達(dá)率(reach)和性能的很重要的手段。不像硬判決FEC，軟判決FEC不對(duì)所判決的符號(hào)進(jìn)行操作，而是對(duì)所接收的符號(hào)的可靠性進(jìn)行操作。SD-FEC方案通常被設(shè)計(jì)用于加性高斯白噪聲(AWGN)信道。在一些光通信系統(tǒng)中，光纖非線性使得所接收的符號(hào)的統(tǒng)計(jì)分布呈現(xiàn)非高斯分布。在這種情況下，基于AWGN假設(shè)的SD-FEC解碼的性能將會(huì)降低。
[0040]此外，信道間非線性、諸如具有混合1G通斷鍵控(OOK)信道和相干信道以及依賴于偏振的損耗的系統(tǒng)中的信道間非線性，可以使得偏振分割復(fù)用(PDM)信號(hào)的兩個(gè)偏振處的性能產(chǎn)生很大不同。在這種情況下，雖然兩個(gè)偏振上的平均BER在FEC閾值以下，然而FEC后BER不可能沒有誤差，因?yàn)橐粋€(gè)偏振處的BER可能高于FEC閾值。
[0041]圖1(a)、圖1(b)、圖1(c)和圖1(d)示出了對(duì)于兩個(gè)不同的系統(tǒng)配置接收器處的偏振分割復(fù)用正交相移鍵控(PDM-QPSK)信號(hào)的信號(hào)星座的一些示例。這些附圖圖示了在這兩個(gè)不同的系統(tǒng)中的所接收的130Gb/s PDM-QPSK信號(hào)星座。一個(gè)系統(tǒng)處于使用加載的放大式自發(fā)射(ASE)噪聲的背對(duì)背式操作(圖1 (a)和圖1 (b))，另一系統(tǒng)是具有15個(gè)lOGb/s通斷鍵控(OOK)信道和I個(gè)130Gb/s PDM-QPSK信道的混合傳輸系統(tǒng)(圖1 (c)和圖1 (d))。這兩個(gè)系統(tǒng)具有相似的預(yù)FEC BER0圖1(a)圖示具有130Gb/s PDM-QPSK信道的背對(duì)背系統(tǒng)中的X偏振。圖1 (b)圖示具有130Gb/s PDM-QPSK信道的背對(duì)背系統(tǒng)中的y偏振。圖1(c)圖示混合的10Gb/s OOK和130Gb/s PDM-QPSK系統(tǒng)中的x偏振。圖1(d)圖示混合的10Gb/s 00K 和 130Gb/s PDM-QPSK 系統(tǒng)中的 y 偏振。
[0042]圖1(a)和圖1(b)類似于AWGN信道，并且星座云具有圓形形狀，而且兩個(gè)偏振的噪聲的方差相似。圖1(c)和圖1(d)示出了在混合的00K和PDM-QPSK系統(tǒng)中，星座云不是圓形，并且y偏振比X偏振更差(即遭受更大的非線性)。由于依賴于偏振的非線性和依賴于偏振的損耗O3DL)，X偏振和y偏振中的BER存在很大差異。
[0043]獲得所接收的符號(hào)的可靠性的一種直接的方式是假定所接收的符號(hào)具有雙變量高斯分布并且根據(jù)這一分布對(duì)所接收的信號(hào)解碼，認(rèn)為兩個(gè)分量在統(tǒng)計(jì)上獨(dú)立。然而，在真實(shí)世界的光通信系統(tǒng)中，所接收的符號(hào)的概率分布可能引入在同相(I)分量與正交(Q)分量之間的相關(guān)，或者可能與有條件的雙變量高斯分布極為不同。因此，獨(dú)立雙變量高斯分布模型的假定將降低軟FEC的性能。
[0044]因此，可能需要附加的和/或可替換的性能增強(qiáng)技術(shù)來克服傳輸系統(tǒng)的這些和其他相關(guān)限制。
[0045]因此，在本文中所提供的實(shí)施例中，意圖用于在X偏振或y偏振上通信的離散符號(hào)流中的符號(hào)在所傳輸?shù)腦偏振和I偏振中被交織，以解決兩個(gè)偏振之間在噪聲方面的性能差異。在其他實(shí)施例中，接收器接收按照以上方式傳輸?shù)墓庑盘?hào)，并且在對(duì)符號(hào)進(jìn)行解映射之前對(duì)偏振所承載的信息進(jìn)行去交織以對(duì)上述信息解碼以得到其意圖輸出的流。在另一實(shí)施例中，接收器根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)(即上述傳輸?shù)臄?shù)據(jù))記錄符號(hào)直方圖，以便借助于考慮所接收的信號(hào)的實(shí)際概率密度函數(shù)來更好地估計(jì)對(duì)數(shù)似然比(LLR)的值。對(duì)LLR的這一更好估計(jì)將用于顯著地改善軟FEC的性能。
[0046]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例的光傳輸系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100具有光發(fā)射器110，光發(fā)射器110被配置成傳輸偏振分割復(fù)用光信號(hào)，在偏振分割復(fù)用光信號(hào)中，原本意圖要通過PDM信號(hào)的相應(yīng)的第一偏振或第二偏振中的一個(gè)偏振來傳輸?shù)姆?hào)在調(diào)制之前被交織，并且因此原本意圖要通過第一偏振或第二偏振中的一個(gè)來承載的符號(hào)以交替方式被調(diào)制到第一偏振或第二偏振。也就是說，第一符號(hào)流中的符號(hào)的一部分被提供至第一調(diào)制器，以用于調(diào)制到第一偏振上，并且第一符號(hào)流中的符號(hào)的另一部分被提供至第二調(diào)制器，以用于調(diào)制到第二偏振上。同樣地，第二符號(hào)流中的符號(hào)的一部分被提供至第一調(diào)制器，以用于調(diào)制到第一偏振上，并且第二符號(hào)流中的符號(hào)的另一部分被提供至第二調(diào)制器，以用于調(diào)制到第二偏振上。數(shù)據(jù)流的符號(hào)可以根據(jù)任何所選擇的比率被交替地引導(dǎo)，以用于調(diào)制到PDM信號(hào)的正交偏振上。
[0047]例如，第一符號(hào)流中的第一符號(hào)可以被調(diào)制到第一偏振，第一符號(hào)流中的第二符號(hào)可以被調(diào)制到第二偏振，第一符號(hào)流中的第三符號(hào)可以被調(diào)制到第一偏振，第一符號(hào)流中的第四符號(hào)可以被調(diào)制到第二偏振，等等。以對(duì)應(yīng)的方式，第二符號(hào)流中的第一符號(hào)可以被調(diào)制到第二偏振，第二符號(hào)流中的第二符號(hào)可以被調(diào)制到第一偏振，第二符號(hào)流中的第三符號(hào)可以被調(diào)制到第二偏振，第二符號(hào)流中的第四符號(hào)可以被調(diào)制到第一偏振，等等。也就是說，每當(dāng)符號(hào)流中的一個(gè)符號(hào)流中的一個(gè)符號(hào)被調(diào)制到一個(gè)偏振時(shí)，該符號(hào)流中的下一符號(hào)被調(diào)制到另一偏振。
[0048]例如，第一符號(hào)流中的第一數(shù)目的符號(hào)可以被調(diào)制到第一偏振，第一符號(hào)流中的第二數(shù)目的符號(hào)可以被調(diào)制到第二偏振，第一符號(hào)流中的第三數(shù)目的符號(hào)可以被調(diào)制到第一偏振，第一符號(hào)流中的第四數(shù)目的符號(hào)可以被調(diào)制到第二偏振，等等。以對(duì)應(yīng)的方式，第二符號(hào)流中的第一數(shù)目的符號(hào)可以被調(diào)制到第二偏振，第二符號(hào)流中的第二數(shù)目的符號(hào)可以被調(diào)制到第一偏振，第二符號(hào)流中的第三數(shù)目的符號(hào)可以被調(diào)制到第二偏振，第二符號(hào)流中的第四數(shù)目的符號(hào)可以被調(diào)制到第一偏振，等等。也就是說，在符號(hào)流中的一個(gè)符號(hào)流中的某個(gè)大小的符號(hào)集合被調(diào)制到一個(gè)偏振之后，該符號(hào)流中的下一符號(hào)集合被調(diào)制到另一偏振，并且反之對(duì)于PDM光信號(hào)的另一符號(hào)流也如此。
[0049]系統(tǒng)100還具有光接收器190，光接收器190被配置成處理所接收的PDM信號(hào)以按照如下方式來恢復(fù)對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù):該方式可以用于將偏振的數(shù)據(jù)的BER降低至誤差閾值以下，因此允許恢復(fù)原本意圖要在PDM信號(hào)的第一偏振或者第二偏振二者上傳輸?shù)姆?hào)。發(fā)射器110和接收器190經(jīng)由光傳輸鏈路140連接至彼此。
[0050]發(fā)射器110接收有效載荷數(shù)據(jù)的輸入流102并且將其應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 112。處理器112處理輸入流102以生成數(shù)字信號(hào)11七至114 4。處理器112對(duì)與輸入流關(guān)聯(lián)的符號(hào)進(jìn)行交織以用于調(diào)制到調(diào)制光輸出信號(hào)130的偏振上。在每個(gè)信令間隔(時(shí)隙)中，信號(hào)111和1142分別承載表示用于使用X偏振光來傳輸?shù)膶?duì)應(yīng)的星座符號(hào)的同相(I)分量和正交(Q)分量的數(shù)字值。信號(hào)1143和114 4類似地分別承載表示用于使用Y偏振光來傳輸?shù)膶?duì)應(yīng)的星座符號(hào)的I分量和Q分量的數(shù)字值。因此，數(shù)字信號(hào)11七至114 4表示用于調(diào)制的交織的星座符號(hào)。
[0051]發(fā)射器110的電光(E/Ο)轉(zhuǎn)換器(有時(shí)也稱為前端)116將數(shù)字信號(hào)11七至114 4變換成調(diào)制光輸出信號(hào)130。更具體地，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 118jP 118 2將數(shù)字信號(hào)114 #口1142變換成模擬形式以分別生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)I Qx。驅(qū)動(dòng)信號(hào)込和Qx然后以傳統(tǒng)的方式用于驅(qū)動(dòng)1-Q調(diào)制器124x?；隍?qū)動(dòng)信號(hào)込和Q x，1-Q調(diào)制器1240#激光源120 /斤提供的光的X偏振光束122)(進(jìn)行調(diào)制，從而生成調(diào)制光信號(hào)126 x。
[0052]DAC 1183和118 4類似地將數(shù)字信號(hào)114 3和114 4變換成模擬形式以分別生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)Iy和Q γ?；隍?qū)動(dòng)信號(hào)Iy和Q γ，1-Q調(diào)制器124γ對(duì)激光源120 γ提供的光的Y偏振光束122γ?行調(diào)制，從而生成調(diào)制光信號(hào)126 γ。偏振光束組合器128組合調(diào)制光信號(hào)126#Ρ126γ以生成光輸出信號(hào)130。圖示的系統(tǒng)100的發(fā)射器110被示出為具有傳輸偏振復(fù)用光信號(hào)的能力。
[0053]處理器112也可以向信號(hào)IH1UH2UHjP 114 4中的每個(gè)信號(hào)添加導(dǎo)頻符號(hào)和/或?qū)ьl符號(hào)序列。所添加的導(dǎo)頻符號(hào)和/或?qū)ьl符號(hào)序列的一個(gè)目的在于形成具有很好地定義的結(jié)構(gòu)的光學(xué)幀。這一結(jié)構(gòu)可以在接收器190處被用來區(qū)分與有效載荷數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的光符號(hào)與導(dǎo)頻符號(hào)/序列，并且被用來確保相位對(duì)準(zhǔn)。導(dǎo)頻符號(hào)/序列然后可以用于執(zhí)行以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):(i)時(shí)間同步，(?)信道估計(jì)和補(bǔ)償，(iii)頻率估計(jì)和補(bǔ)償，以及(iv)相位估計(jì)和補(bǔ)償。例如，在共同擁有的美國專利申請(qǐng)第12/964，929號(hào)(于2010年12月10日提交)中可以找到對(duì)可能的幀結(jié)構(gòu)和合適的導(dǎo)頻符號(hào)/序列的實(shí)現(xiàn)描述，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
[0054]系統(tǒng)100具有光分插復(fù)用器(OADM)，如本領(lǐng)域中已知的，該光分插復(fù)用器被配置成向經(jīng)由光傳輸鏈路140傳輸?shù)钠渌庑盘?hào)添加信號(hào)130。鏈路140可以承載多個(gè)信道。例如，鏈路可以