一種色度色散測(cè)量方法、裝置及數(shù)字相干接收機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光通信技術(shù)，尤其涉及一種色度色散測(cè)量方法、裝置及數(shù)字相干接收 機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著互聯(lián)網(wǎng)流量的增加，在干線系統(tǒng)的光通信系統(tǒng)中需要更大的容量。同時(shí)，當(dāng)每 波長(zhǎng)比特率增加時(shí)，由傳輸路徑上的色度色散、偏振模色散以及各種非線性效應(yīng)的波形失 真而導(dǎo)致信息質(zhì)量的退化會(huì)變得很嚴(yán)重。
[0003] 和非相干技術(shù)相比，數(shù)字相干接收技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：大約3dB的光信噪比（OSNR) 增益；可以方便地采用電均衡技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)信道變化，降低成本等；可以采用更高效的調(diào)制 技術(shù)以及偏振復(fù)用技術(shù)來(lái)提高傳輸容量；其中，采用電均衡技術(shù)能夠近乎完全地補(bǔ)償光信 號(hào)的線性失真，比如：可以補(bǔ)償色度色散（CD)、偏振模色散（PMD)等。因此數(shù)字相干技術(shù)被 認(rèn)為是高速光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
[0004] 圖1為典型的數(shù)字相干接收機(jī)的信號(hào)處理框圖。如圖1所示，數(shù)字相干接收機(jī)進(jìn) 行信號(hào)處理的過(guò)程包括：光信號(hào)被偏振分光器（PBS)IOl分成相互正交的兩個(gè)偏振光信號(hào)； PBSlOl輸出的偏振光信號(hào)通過(guò)90°光混頻器102與本振光信號(hào)進(jìn)行混頻；混頻后的光信 號(hào)通過(guò)平衡光電檢測(cè)器（PD) 103轉(zhuǎn)換為基帶電信號(hào)；光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC,Analog-to-Digital Converter)104轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，之后可以通用數(shù)字信號(hào)處理技 術(shù)對(duì)經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。
[0005] 其中，采用通用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，依次包 括：歪斜補(bǔ)償模塊104進(jìn)行歪斜補(bǔ)償處理、去直流/IQ不平衡補(bǔ)償模塊105進(jìn)行去直流/IQ 不平衡補(bǔ)償處理、色散色度補(bǔ)償模塊106進(jìn)行色散色度補(bǔ)償處理、時(shí)鐘恢復(fù)模塊107進(jìn)行時(shí) 鐘恢復(fù)處理、自適應(yīng)均衡模塊108進(jìn)行自適應(yīng)均衡處理、載波同步模塊109進(jìn)行載波同步處 理、判決檢測(cè)模塊110進(jìn)行判決檢測(cè)處理。
[0006] 其中，由于色散色度的值一般較大，因此色度色散和偏振模色散的補(bǔ)償一般分兩 部分完成，首先，補(bǔ)償色度色散，這里的均衡器通常不能使用標(biāo)準(zhǔn)的自適應(yīng)算法進(jìn)行系數(shù)更 新，如補(bǔ)償40000ps/nm色度色散，濾波器抽頭數(shù)要達(dá)到大幾百甚至上千，通常利用快速傅 立葉變換技術(shù)進(jìn)行頻域快速卷積；并由色度色散估計(jì)模塊為色散色度補(bǔ)償模塊106提供要 補(bǔ)償?shù)纳壬⒅担?br>[0007] 接著，殘余的色度色散和偏振模色散的補(bǔ)償由自適應(yīng)均衡模塊108實(shí)現(xiàn)，具體地， 通過(guò)有限長(zhǎng)脈沖響應(yīng)（FIR, Finite Impulse Response)蝶形均衡器來(lái)實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)IR蝶形濾波 器采用自適應(yīng)算法對(duì)系數(shù)進(jìn)行更新，以跟蹤補(bǔ)償隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的偏振模色散。FIR蝶形均 衡器又稱為偏振解復(fù)用。FIR蝶形均衡器具有均衡、匹配濾波和采樣位置調(diào)整的作用。當(dāng)采 樣位置變化范圍過(guò)大，或者，存在的采樣頻偏使得采樣相位變化范圍超過(guò)FIR蝶形自適應(yīng) 均衡器調(diào)整范圍時(shí)，會(huì)引起FIR蝶形均衡器無(wú)法正常工作。因此，需要在FIR蝶形均衡器之 前放一個(gè)時(shí)鐘恢復(fù)模塊107。
[0008] 其中，時(shí)鐘恢復(fù)模塊107估計(jì)輸入符號(hào)的采樣時(shí)間誤差，并對(duì)符號(hào)的采樣時(shí)間進(jìn) 行插值調(diào)整，或者通過(guò)壓控振蕩器（VCO, Voltage-Controlled Oscillator)調(diào)整ADC采樣 頻率，以保證提供穩(wěn)定的符號(hào)采樣相位。在對(duì)符號(hào)的采樣時(shí)間進(jìn)行插值調(diào)整，或者通過(guò)VCO 調(diào)整ADC采樣頻率時(shí)，要求時(shí)鐘恢復(fù)模塊107的鑒相器能夠容忍一定的信號(hào)失真，而傳統(tǒng)的 鑒相器通常僅能容忍很小的色度色散值。因此，就要求色散色度補(bǔ)償模塊106能夠精確地 進(jìn)行色度色散補(bǔ)償；而要求色散色度補(bǔ)償模塊106能夠精確地進(jìn)行色度色散補(bǔ)償，就需要 色度色散估計(jì)模塊提供精確的要補(bǔ)償?shù)纳壬⒅?，換句話說(shuō)，需要高精度地測(cè)量要補(bǔ)償 的色度色散值。
[0009] 目前，還未有高精度地測(cè)量要補(bǔ)償?shù)纳壬⒅档募夹g(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種色度色散測(cè)量方法、裝置及 數(shù)字相干接收機(jī)。
[0011] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種色度色散測(cè)量方法，包括：
[0012] 對(duì)獲取的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行色度色散序列處理，得到所述頻域數(shù)據(jù)的色度色散序列；
[0013] 對(duì)得到的各色度色散序列分別進(jìn)行預(yù)設(shè)間隔的相關(guān)運(yùn)算處理，并將得到的各相關(guān) 值求和，得到第一值；
[0014] 根據(jù)所述第一值、所述頻域數(shù)據(jù)的單位頻點(diǎn)間隔的頻率值及所述預(yù)設(shè)間隔，確定 色度色散值。
[0015] 上述方案中，所述進(jìn)行色度色散序列處理，為：
[0016] 將所述頻域數(shù)據(jù)中的元素與其相距第一距離的另一元素的復(fù)共軛相乘；其中，所 述第一距離為系統(tǒng)符號(hào)速率。
[0017] 上述方案中，所述對(duì)得到的各頻域數(shù)據(jù)的色度色散序列分別進(jìn)行預(yù)設(shè)間隔的相關(guān) 運(yùn)算處理，為：
[0018] 分別將所述各色度色散序列中的元素與其相距所述預(yù)設(shè)間隔的另一元素的復(fù)共 軛相乘，并將得到的各乘積求和，得到各相關(guān)值。
[0019] 上述方案中，所述根據(jù)所述第一值、所述頻域數(shù)據(jù)的單位頻點(diǎn)間隔的頻率值及所 述預(yù)設(shè)間隔，確定色度色散值，包括：
[0020] 計(jì)算第一值的幅角，得到第二值；
[0021] 將第二值除以所述預(yù)設(shè)間隔，得到第三值；
[0022] 將所述頻域數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的光信號(hào)的波長(zhǎng)的平方、所述頻域數(shù)據(jù)單位頻點(diǎn)間隔的頻率 值以及系統(tǒng)符號(hào)速率相乘，得到第四值；
[0023] 將光速除以第四值，得到第五值；
[0024] 將第三值與第五值相乘，得到色度色散值。
[0025] 上述方案中，所述預(yù)設(shè)間隔的個(gè)數(shù)為兩個(gè)以上時(shí)，兩個(gè)以上的預(yù)設(shè)間隔的取值不 同；相應(yīng)地，得到兩個(gè)以上所述第一值；
[0026] 在得到第三值時(shí)，所述方法還包括：將兩個(gè)以上的所述預(yù)設(shè)間隔及對(duì)應(yīng)的兩個(gè)以 上第二值進(jìn)行解卷繞處理，得到第三值。
[0027] 上述方案中，所述根據(jù)第一值、所述頻域數(shù)據(jù)的單位頻點(diǎn)間隔的頻率值及所述預(yù) 設(shè)間隔，確定色度色散值之前，所述方法還包括：
[0028] 對(duì)所述第一值進(jìn)行濾波處理，得到第六值；
[0029] 相應(yīng)地，根據(jù)第六值、所述頻域數(shù)據(jù)的單位頻點(diǎn)間隔的頻率值及所述預(yù)設(shè)間隔，確 定色度色散值。
[0030] 上述方案中，所述根據(jù)第六值、所述頻域數(shù)據(jù)的單位頻點(diǎn)間隔的頻率值及所述預(yù) 設(shè)間隔，確定色度色散值，包括：
[0031] 計(jì)算第六值的幅角，得到第二值；
[0032] 將第二值除以所述預(yù)設(shè)間隔，得到第三值；
[0033] 將所述頻域數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的光信號(hào)的波長(zhǎng)的平方、所述頻域數(shù)據(jù)單位頻點(diǎn)間隔的頻率 值以及系統(tǒng)符號(hào)速率相乘，得到第四值；
[0034] 將光速除以第四值，得到第五值；
[0035] 將第三值與第五值相乘，得到色度色散值。
[0036] 上述方案中，所述預(yù)設(shè)間隔的個(gè)數(shù)為兩個(gè)以上時(shí)，兩個(gè)以上的預(yù)設(shè)間隔的取值不 同；相應(yīng)地，得到兩個(gè)以上所述第一值、兩個(gè)以上所述第六值及兩個(gè)以上所述第二值；
[0037] 在得到第三值時(shí)，所述方法還包括：將兩個(gè)以上的所述預(yù)設(shè)間隔及對(duì)應(yīng)的兩個(gè)以 上第二值進(jìn)行解卷繞處理，得到第三值。
[0038] 上述方案中，所述對(duì)獲取的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行色度色散序列處理之前，所述方法還包 括：
[0039] 對(duì)所述頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行偏振旋轉(zhuǎn)，生成多個(gè)具有不同偏振方向的所述頻域數(shù)據(jù)；
[0040] 相應(yīng)地，對(duì)生成的多個(gè)具有不同偏振方向的所述頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行色度色散序列處 理。
[0041] 上述方案中，所述對(duì)所述頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行偏振旋轉(zhuǎn)之前，所述方法還包括：
[0042] 獲取所述頻域數(shù)據(jù)。
[0043] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種色度色散測(cè)量裝置，包括：色度色散序列處理單元、相 關(guān)運(yùn)算處理單元及確定單元；其中，
[0044] 所述色度色散序列處理單元，用于對(duì)獲取的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行色度色散序列處理，得 到所述頻域數(shù)據(jù)的色度色散序列；并將得到的各色度色散序列發(fā)送給所述相關(guān)運(yùn)算處理單 元；
[0045] 所述相關(guān)運(yùn)算處理單元，用于收到所述色度色散序列處理單元發(fā)送的得到的各色 度色散序列后，對(duì)得到的各色度色散序列分別進(jìn)行預(yù)設(shè)間隔的相關(guān)運(yùn)算處理，并將得到的 各相關(guān)值求和，得到第一值，并將第一值發(fā)送給所述確定單元；
[0046] 所述確定單元，用于收到所述相關(guān)運(yùn)算處理單元發(fā)送的根據(jù)第一值、所述頻域數(shù) 據(jù)的單位頻點(diǎn)間隔的頻率值及所述預(yù)設(shè)間隔，確定色度色散值。
[0047] 上述方案中，所述裝置還包括：濾波單元，用于對(duì)所述第一值進(jìn)行濾波處理，得到 第六值，并將第六值發(fā)送給所述確定單元；相應(yīng)地，所述確定單元43,用于根據(jù)第六值、所 述頻域數(shù)據(jù)的單位頻點(diǎn)間隔的頻率值及所述預(yù)設(shè)間隔，確定色度色散值。
[0048] 上述方案中，當(dāng)所述預(yù)設(shè)間隔的個(gè)數(shù)為兩個(gè)以上時(shí)，所述相關(guān)運(yùn)算處理單元包含 兩個(gè)以上相關(guān)運(yùn)算處理子單元，每個(gè)相關(guān)運(yùn)算處理子單元，用于進(jìn)行兩個(gè)以上所述預(yù)設(shè)間 隔中的一個(gè)預(yù)設(shè)間隔的相關(guān)運(yùn)算處理。
[0049] 上述方案中，所述濾波單元包含兩個(gè)以上濾波子單元；
[0050] 每個(gè)相關(guān)運(yùn)算處理子單元將進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的濾波子單 元；每個(gè)濾波子單元對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理。
[0051] 上述方案中，所述裝置還包括：偏振旋轉(zhuǎn)單元，用于對(duì)獲取的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行偏振旋 轉(zhuǎn)，生成多個(gè)具有不同偏振方向的頻域數(shù)據(jù)；并將生成的多個(gè)具有不同偏振方向的頻域數(shù) 據(jù)發(fā)送給所述色度色散序列處理單元；
[0052] 相應(yīng)地，所述色度色散序列處理單元，用于收到所述偏振旋轉(zhuǎn)單元發(fā)送的多個(gè)具 有不同偏振方向的頻域數(shù)據(jù)后，對(duì)生成的多個(gè)具有不同偏振方向的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行色度色散 序列處理。
[0053] 上述方案中，所述裝置還包括：
[0054] 頻域數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取頻域數(shù)據(jù)，并將獲取的頻域數(shù)據(jù)發(fā)送給所述偏振旋 轉(zhuǎn)單元；
[0055] 相應(yīng)地，所述偏振旋轉(zhuǎn)單元，用于收到頻域數(shù)據(jù)獲取單元發(fā)送的頻域數(shù)據(jù)后，對(duì)獲 取的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行偏振旋轉(zhuǎn)，生成多個(gè)具有不同偏振方向的頻域數(shù)據(jù)。
[0056] 本發(fā)明實(shí)施例又提供了一種數(shù)字相干接收機(jī)，所述數(shù)字相干接收機(jī)包括上述的色 度色散測(cè)量裝置。
[0057] 本發(fā)明實(shí)施例提供的色度色散測(cè)量方法、裝置及數(shù)字相干接收機(jī)，對(duì)獲取的頻域 數(shù)據(jù)進(jìn)行色度色散序列處理，得到所述頻域數(shù)據(jù)的色度色散序列；對(duì)得到的各色度色散序 列分別進(jìn)行預(yù)設(shè)間隔的相關(guān)運(yùn)算處理，并將得到的各相關(guān)值求和，得到第一值；根據(jù)所述第 一值、所述頻域數(shù)據(jù)的單位頻點(diǎn)間隔的頻率值及所述預(yù)設(shè)間隔，確定色度色散值，如此，能 夠精確地確定色度色散值，且處