BR112017015215B1

BR112017015215B1 - METHODS AND DEVICES FOR OPTICAL TRANSMISSION OF DISCRETE MULTITONS AND COMPUTER READABLE NON-TRANSITORY MEMORY

Info

Publication number: BR112017015215B1
Application number: BR112017015215-0A
Authority: BR
Inventors: Chuandong Li; Zhuhong Zhang; Mahdi Zamani
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2023-06-20

Abstract

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA UMA TRANSMISSÃO DE MULTITONS DISCRETOS COM UMA MULTIPLICIDADE DE MODULAÇÕES. São propostos dispositivos de redes ópticas e método para comunicações de redes ópticas em multitons discretos (DMT). Um sinal de informação serial é convertido em grupos de bits e carregado em ramais de processamento paralelo com base em taxas de bits dos ramais de processamento paralelo. Cada ramal é configurado para codificar o grupo associado de bits de dados no tom associado. Uma primeira taxa de bits e uma primeira modulação e uma primeira alocação de potência a um primeiro ramal dos ramais pode ser diferentes de uma segunda taxa de bits e de uma segunda modulação e de uma segunda alocação de potência a um segundo ramal dos ramais. Para recuperar os dados que entram, o sinal codificado pode ser processado em paralelo usando-se ramais com diferentes formatos de modulação e prover a corrente de dados seriais.METHOD AND DEVICE FOR DISCRETE MULTITON TRANSMISSION WITH A MULTIPLICITY OF MODULATIONS. Optical network devices and method for optical network communications in discrete multitone (DMT) are proposed. A serial information signal is converted into groups of bits and loaded into parallel processing branches based on the bit rates of the parallel processing branches. Each station is configured to encode the associated group of data bits into the associated tone. A first bit rate and a first modulation and a first power allocation to a first branch of the branches may be different from a second bit rate and a second modulation and a second power allocation to a second branch of the branches. To recover incoming data, the coded signal can be processed in parallel using branches with different modulation formats and provide the serial data stream.

Description

CROSS-REFERENCE TO A RELATED ORDER

[001]Este pedido reivindica a prioridade ao pedido de patente U.S. 14/596.875 depositado em 14 de janeiro de 2015.[001] This application claims priority over U.S. patent application 14/596,875 filed on January 14, 2015.

TECHNICAL FIELD

[002]O presente pedido se refere a sistemas de transmissão óptica e especialmente a sistemas de transmissão de multitons discretos.[002] This application relates to optical transmission systems and especially to discrete multitone transmission systems.

FUNDAMENTALS

[003]Os sistemas de comunicação óptica são amplamente usados hoje me dia para a comunicação de dados. Os sistemas de comunicação óptica podem empregar fibras ópticas como o veículo de transmissão para dar suporte a altas velocidades de dados em transmissões a longa distância (sistemas ópticos de longo alcance, por exemplo). Há uma demanda crescente de taxas de dados ultra-elevadas e largura de banda em redes de comunicação óptica proporcionando desafios no projeto de redes. É, portanto, desejável se prover elementos de rede flexíveis e adaptativos que permitam que se aumente a taxa de dados com uma eficiência da largura de banda.[003] Optical communication systems are widely used today for data communication. Optical communication systems can employ optical fibers as the transmission vehicle to support high data rates in long distance transmissions (long range optical systems, for example). There is an increasing demand for ultra-high data rates and bandwidth in optical communication networks providing challenges in network design. It is, therefore, desirable to provide flexible and adaptive network elements that allow increasing the data rate with bandwidth efficiency.

SUMMARY

[004]De acordo com um aspecto da presente invenção é proposto um dispositivo para a transmissão óptica de multitons discretos (DMT). O dispositivo que compreende um demultiplicador é configurado para converter dados seriais em grupos de bits e carregar em cada ramal de uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo com um grupo de bits de dados associados, com base nas taxas de bits da multiplicidade de ramais de processamento paralelo. Cada ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo é configurado para codificar o grupo associado de bits dados em um tom associado, sendo uma primeira taxa de bits e modulação para um primeiro ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo diferentes de uma segunda taxa de bits e modulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo.[004] According to one aspect of the present invention, a device for the optical transmission of discrete multitone (DMT) is proposed. The device comprising a demultiplier is configured to convert serial data into groups of bits and load on each branch of a plurality of parallel processing branches with a group of associated data bits based on the bit rates of the plurality of processing branches. parallel. Each branch of the plurality of parallel processing branches is configured to encode the associated group of data bits into an associated tone, a first bit rate and modulation being for a first branch of the multiplicity of parallel processing branches different from a second bit rate and modulating to a second branch of the plurality of parallel processing branches.

[005]De acordo com um outro aspecto da presente invenção é proposto um método para a transmissão óptica de multitons discretos (DMT). O método compreende o recebimento de uma corrente de dados seriais e a conversão dos dados seriais em grupos de bits e o carregamento em cada ramal de uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo com um grupo associado de bits de dados, com base nas taxas de bits da multiplicidade de ramais de processamento paralelo. Sendo cada ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurado para codificar o grupo de bits de dados associado em um tom associado, sendo uma primeira taxa de bits e modulação ao primeiro ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo diferentes de uma segunda taxa de bits e modulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo.[005] According to another aspect of the present invention, a method for the optical transmission of discrete multitone (DMT) is proposed. The method comprises receiving a stream of serial data and converting the serial data into groups of bits and loading on each branch a plurality of parallel processing branches with an associated group of data bits based on the bit rates multiplicity of parallel processing branches. Each branch of the plurality of parallel processing branches being configured to encode the associated group of data bits into an associated tone, a first bit rate and modulation being the first branch of the multiplicity of parallel processing branches other than a second bit rate and modulating to a second branch of the plurality of parallel processing branches.

[006]De acordo com um outro aspecto da presente invenção é proposto um dispositivo para o processamento da transmissão óptica de multitons discretos (DMT). O dispositivo compreende uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurados para processar um sinal elétrico digital da transmissão de DMT que tem uma multiplicidade de tons codificados, sendo cada ramal configurado para processar um tom codificado da transmissão de DMT com uma multiplicidade de tons codificados nele para prover bits de dados, sendo que um primeiro ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurado para processar um primeiro tom de um primeiro formato de demodulação diferente de um segundo formato de demodulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo para um segundo tom. O dispositivo compreende ainda um multiplexador configurado para receber os bits de dados de cada um da multiplicidade de ramais de processamento paralelo e para converter em uma corrente de dados seriais.[006] According to another aspect of the present invention, a device for processing discrete multitone optical transmission (DMT) is proposed. The device comprises a plurality of parallel processing branches configured to process a DMT transmission digital electrical signal having a plurality of encoded tones, each branch configured to process a DMT transmission encoded tone with a plurality of encoded tones therein to providing bits of data, wherein a first branch of the parallel processing multiplicity of branches configured to process a first tone of a first demodulation format other than a second demodulation format to a second branch of the parallel processing multiplicity of branches for a second tone. The device further comprises a multiplexer configured to receive the data bits from each of the plurality of parallel processing branches and convert them into a serial data stream.

[007]De acordo com um outro aspecto da presente invenção é provido um método para a transmissão óptica de multitons discretos (DMT). O método compreendendo o uso de uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurados para produzir bits de dados a partir de um sinal elétrico digital da transmissão de DMT, sendo cada ramal configurado para processar um tom codificado da transmissão de DMT com uma multiplicidade de tons codificados nele para prover bits de dados, sendo um primeiro ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurado para processar um primeiro tom de um primeiro formato de demodulação diferente de um segundo formato de demodulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo para um segundo tom. Os bits de dados são recebidos de cada um da multiplicidade de ramais de processamento paralelo e ocorre a multiplexação dos bits de dados em uma corrente de dados seriais.[007] According to another aspect of the present invention, a method for the optical transmission of discrete multitone (DMT) is provided. The method comprising using a plurality of parallel processing branches configured to produce bits of data from a digital electrical signal of the DMT transmission, each branch being configured to process a coded tone of the DMT transmission with a plurality of coded tones therein for providing bits of data, a first branch of the parallel processing multiplicity of branches being configured to process a first tone of a first demodulation format other than a second demodulation format to a second branch of the parallel processing multiplicity of branches to a second tone. Data bits are received from each of the plurality of parallel processing branches and multiplexing the data bits into a serial data stream takes place.

[008]De acordo com um outro aspecto da presente invenção é proposto uma memória não transitória legível por computador armazenando um ou mais programas compreendendo o um ou mais programas instruções que, quando executadas por um dispositivo de computador, faz com que o dispositivo de computador efetue uma transmissão óptica de multitons discretos (DMT). É utilizada uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurados para produzir bits de dados a partir de um sinal elétrico digital da transmissão de DMT. Cada ramal configurado para processar um tom codificado da transmissão de DMT com uma multiplicidade de tons codificados nele para prover bits de dados, em que um primeiro ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurado para processar um primeiro tom de um primeiro formato de demodulação é diferente de um segundo formato de demodulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo para um segundo tom. Os bits de dados provenientes de cada um da multiplicidade de ramais de processamento paralelo são recebidos e ocorre a multiplexação dos bits de dados em uma corrente de dados seriais.[008] According to a further aspect of the present invention, a computer-readable non-transient memory storing one or more programs comprising the one or more programs instructions which, when executed by a computer device, causes the computer device to perform discrete multitone optical transmission (DMT). A plurality of configured parallel processing branches are used to produce bits of data from a digital electrical signal from the DMT transmission. Each branch configured to process a coded tone of the DMT transmission with a multiplicity of coded tones therein to provide bits of data, wherein a first branch of the parallel processing plurality of branches configured to process a first tone of a first demodulation format is different from a second demodulation format to a second branch of the multiplicity of parallel processing branches to a second tone. Data bits from each of the plurality of parallel processing branches are received and multiplexing the data bits into a serial data stream takes place.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[009]Para uma compreensão mais completa da presente invenção, faz-se agora referência à breve descrição que segue, tomada em conexão com os desenhos apensos e com a descrição detalhada.[009] For a more complete understanding of the present invention, reference is now made to the brief description that follows, taken in connection with the attached drawings and the detailed description.

[0010]A Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema óptico coerente; a Figura 2 é um espectro de domínio de frequência de um exemplo de um sinal de multitons discretos (DMT) com uma multiplicidade de tons; a Figura 3 é um diagrama de blocos de um transmissor de um sistema de DMT de multimodulação; a Figura 4 é um diagrama de blocos de um receptor de um sistema de DMT de multimodulação; a Figura 5 é um diagrama de blocos de uma unidade DSP transmissora; a Figura 6 ilustra um exemplo de um esquema de multitons tomada na unidade DSP da Figura 5; a Figura 7 ilustra um exemplo de uma vista em espectro das saídas da unidade DSP da Figura 5 antes de DAC; a Figura 9 é um diagrama de blocos de uma unidade DSP receptora; a Figura 9 ilustra um esquema de tons multimodulados tomado na unidade DSP da Figura 8. a Figura 10A ilustra um exemplo de um espectro de uma única portadora de um sinal modulado em uma única portadora recebido em um receptor de única portadora; a Figura 10B ilustra um exemplo de um espectro de 8QAM-DMT de um sinal recebido de um receptor de DMT; a Figura 10C ilustra um exemplo de um espectro de DMT de multimodulação de um sinal recebido em um receptor de DMT de multimodulação, com QPSK como tons laterais e 16QAM como o tom médio; a Figura 11 ilustra resultados de simulação mostrando uma taxa de banda máxima obtida em comparação com vistas de largura de banda de RF; a Figura 12 é um diagrama esquemático de uma tabela de consulta exemplar para a alocação de potência na Figura 10C; a Figura 13 é um fluxograma mostrando um método de comunicação óptica no transmissor; a Figura 14 é um fluxograma mostrando um outro método de comunicação óptica no receptor; a Figura 15 é um diagrama de blocos de uma unidade transceptora.[0010] Figure 1 is a schematic diagram of a coherent optical system; Figure 2 is a frequency domain spectrum of an example of a discrete multitone (DMT) signal having a multiplicity of tones; Figure 3 is a block diagram of a transmitter of a multimodulation DMT system; Figure 4 is a block diagram of a receiver of a multimodulation DMT system; Figure 5 is a block diagram of a transmitting DSP unit; Figure 6 illustrates an example of a multitone scheme taken in the DSP unit of Figure 5; Figure 7 illustrates an example of a spectrum view of the outputs of the DSP unit of Figure 5 before DAC; Figure 9 is a block diagram of a receiver DSP unit; Figure 9 illustrates a scheme of multimodulated tones taken in the DSP unit of Figure 8. Figure 10A illustrates an example of a single-carrier spectrum of a single-carrier modulated signal received at a single-carrier receiver; Figure 10B illustrates an example of an 8QAM-DMT spectrum of a signal received from a DMT receiver; Figure 10C illustrates an example of a multimodulation DMT spectrum of a signal received at a multimodulation DMT receiver, with QPSK as the sidetones and 16QAM as the midtone; Figure 11 illustrates simulation results showing a maximum bandwidth rate achieved compared to RF bandwidth views; Figure 12 is a schematic diagram of an exemplary look-up table for the power allocation in Figure 10C; Figure 13 is a flowchart showing an optical communication method in the transmitter; Figure 14 is a flowchart showing another method of optical communication in the receiver; Figure 15 is a block diagram of a transceiver unit.

[0011] Para fins de simplicidade e clareza da ilustração, os elementos nos desenhos não estão necessariamente na mesma escala, sendo somente esquemáticos e não são limitantes, e os mesmos números de referência nas diferentes figuras indicam os mesmos elementos, a não ser que seja declarado em contrário.[0011] For the purposes of simplicity and clarity of illustration, the elements in the drawings are not necessarily on the same scale, being only schematic and not limiting, and the same reference numbers in the different figures indicate the same elements, unless it is declared otherwise.

DETAILED DESCRIPTION

[0012]Elementos e dispositivos de rede de comunicação óptica tais como um transmissor, um receptor, um transceptor e seus métodos, são descritos abaixo, a título de exemplo somente com referência às Figuras 1-15. Na presente invenção, o transmissor e o receptor são configuráveis para utilizar um esquema de modulação de multitons discretos (DMT) para comunicação. Na modulação de DMT, uma multiplicidade de tons (ou subcanais, subportadoras, ramais) é codificada com bits de informação a serem transmitidos. Na descrição, os termos “tons”, “subcanais”, “subportadoras”, “canais” e “ramais” podem ser usados intercambiavelmente. Ao contrário dos transceptores existentes que utilizam o mesmo formato de modulação para uma multiplicidade de tons, a técnica divulgada pode aumentar uma taxa de dados usando formatos de modulação diferentes. Com os formatos de modulação diferentes, uma multiplicidade de tons pode ser codificada usando-se carregamento de bits (taxa de bits) flexível em que um grupo de bits de dados carregados em cada tom pode ser otimizado. Além disso, a alocação de potência a cada tom pode ser otimizada, de modo que diferentes modulações com potências diferentes são usadas na multiplicidade de tons. Este carregamento de bits flexível e os esquemas de alocação de potência flexíveis podem ser baseados na realização digital de um único sinal de onda com tons multimodulados. O transmissor e o receptor incluem elementos programáveis por software que podem permitir diversos esquemas de transmissão ou formatos de modulação, taxas de dados, taxas de bits, alocações de potência, diversos esquemas de compensação e números de tons a serem configurados.[0012] Optical communication network elements and devices such as a transmitter, a receiver, a transceiver and their methods are described below, by way of example only with reference to Figures 1-15. In the present invention, the transmitter and receiver are configurable to use a discrete multitone modulation (DMT) scheme for communication. In DMT modulation, a multiplicity of tones (or subchannels, subcarriers, branches) are encoded with bits of information to be transmitted. In the description, the terms “tones”, “subchannels”, “subcarriers”, “channels” and “stems” may be used interchangeably. Unlike existing transceivers which use the same modulation format for a multiplicity of tones, the disclosed technique can increase a data rate by using different modulation formats. With the different modulation formats, a multitude of tones can be encoded using flexible bit loading (bit rate) in which a group of data bits carried in each tone can be optimized. Furthermore, the allocation of power to each tone can be optimized, so that different modulations with different powers are used in the multiplicity of tones. This flexible bit loading and flexible power allocation schemes can be based on the digital realization of a single wave signal with multimodulated tones. The transmitter and receiver include software programmable elements that can allow various transmission schemes or modulation formats, data rates, bit rates, power allocations, various compensation schemes and numbers of tones to be configured.

[0013]Um dispositivo para a transmissão óptica de multitons discretos (DMT) pode incluir: um demultiplexador configurado para converter dados seriais em grupos de bits e carregar em cada um de uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo um grupo associado de bits de dados com base em taxas de bits da multiplicidade de rampas, e cada ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo é configurado para codificar o grupo associado de bits em um tom associado, sendo uma primeira taxa de bits e modulação a um primeiro ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo diferentes de uma segunda taxa de bits e modulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo.[0013] A device for the optical transmission of discrete multitones (DMT) may include: a demultiplexer configured to convert serial data into groups of bits and load into each of a plurality of parallel processing branches an associated group of data bits with based on bit rates of the multiplicity of branches, and each branch of the multiplicity of parallel processing branches is configured to encode the associated group of bits into an associated tone, a first branch of the multiplicity of branches being modulation and a first branch of the multiplicity of branches different parallel processing branches of a second bit rate and modulation to a second branch of the multiplicity of parallel processing branches.

[0014]Um método para a transmissão óptica de multitons discretos (DMT) pode incluir: o recebimento de uma corrente de dados seriais e a conversão dos dados seriais em grupos de bits e o carregamento a cada ramal de uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo de um grupo de bits de dados, com base nas taxas de bits da multiplicidade de ramais de processamento paralelo, sendo cada ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurado para codificar o grupo associado de bits de dados em um tom associado, sendo uma primeira taxa de bits e modulação a um primeiro ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo diferentes de uma segunda taxa de bits e modulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo.[0014] A method for the optical transmission of discrete multitone (DMT) may include: receiving a stream of serial data and converting the serial data into groups of bits and uploading to each branch a multiplicity of parallel processing branches of a group of data bits based on the bit rates of the parallel processing multiplicity of branches, each branch of the parallel processing multiplicity of branches being configured to encode the associated group of data bits into an associated tone, a first being bit rate and modulation to a first branch of the parallel processing multiplicity of branches different from a second bit rate and modulation to a second branch of the parallel processing multiplicity of branches.

[0015]Um dispositivo para o processamento de uma transmissão óptica de multitons discretos (DMT) pode incluir: uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurados para processar um sinal elétrico digital da transmissão de DMT tendo uma multiplicidade de tons codificados, sendo cada ramal configurado para processar um tom codificado da transmissão de DMT com uma multiplicidade de tons codificados nele para prover bits de dados, sendo um primeiro ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurado para processar um primeiro tom de um primeiro formato de demodulação diferente de um segundo formato de demodulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo para um segundo tom e um multiplexador configurado para receber os bits de dados provenientes de cada um da multiplicidade de ramais de processamento paralelo e para converter em uma corrente de dados seriais.[0015] A device for processing a discrete multitone optical transmission (DMT) may include: a plurality of parallel processing branches configured to process a digital electrical signal from the DMT transmission having a plurality of coded tones, each branch being configured for processing an encoded tone of the DMT transmission with a plurality of encoded tones therein to provide bits of data, a first branch of the parallel processing plurality of branches being configured to process a first tone of a first demodulation format other than a second format demodulating a second branch of the multiplicity of parallel processing branches to a second tone and a multiplexer configured to receive the data bits from each of the multiplicity of parallel processing branches and convert it into a serial data stream.

[0016]Um método para a transmissão óptica de multitons discretos (DMT) pode incluir: o uso de uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurados para produzir bits de dados a partir de um sinal elétrico digital da transmissão de DMT, cada ramal configurado para processar um tom codificado da transmissão de DMT com uma multiplicidade de tons codificados nela para prover bits de dados, em que um primeiro ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurados para processar um primeiro tom de um primeiro formato de demodulação sendo diferente de um segundo formato de demodulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo para um segundo tom, e o recebimento dos bits de dados de cada um da multiplicidade de ramais de processamento paralelo e a multiplexação dos bits de dados em uma corrente de dados seriais.[0016] A method for optical discrete multitone (DMT) transmission may include: the use of a plurality of parallel processing branches configured to produce bits of data from a digital electrical signal of the DMT transmission, each branch configured to processing an encoded tone of the DMT transmission with a plurality of encoded tones therein to provide bits of data, wherein a first branch of the plurality of parallel processing branches configured to process a first tone of a first demodulation format being different from a second demodulating format to a second branch of the parallel processing multiplicity of branches to a second tone, and receiving the data bits from each of the parallel processing multiplicity of branches and multiplexing the data bits into a serial data stream.

[0017] Pode ser provida uma memória não transitória legível por computador armazenando um ou mais programas, compreendendo o um ou mais programas instruções, que, quando executadas por um dispositivo de computador, fazem com que o processador de dispositivo implemente um método para uma transmissão óptica de multitons discretos (DMT).[0017] A computer-readable non-transient memory can be provided by storing one or more programs, the one or more programs comprising instructions, which, when executed by a computer device, cause the device processor to implement a method for a transmission discrete multitone optics (DMT).

[0018]A transmissão óptica de DMT pode incluir: o recebimento de dados seriais; e a conversão dos dados seriais em grupos de bits e o carregamento a cada um de uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo de um grupo de bits de dados com base em taxas de bits da multiplicidade de ramais de processamento paralelo, sendo cada ramal configurado para codificar o grupo associado de bits de dados em um tom associado, sendo uma primeira taxa de bits e modulação de um primeiro ramal da multiplicidade dos ramais de processamento paralelo diferentes de uma segunda taxa de bits e modulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo.[0018] Optical transmission of DMT may include: receiving serial data; and converting the serial data into groups of bits and loading to each of a plurality of parallel processing branches a group of bits of data based on bit rates of the plurality of parallel processing branches, each branch being configured to encoding the associated group of data bits into an associated tone, a first bit rate and modulation being a first branch of the multiplicity of parallel processing branches being different from a second bit rate and modulation being a second branch of the multiplicity of branches of parallel processing.

[0019]A transmissão óptica de DMT pode incluir: o uso de uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurados para produzir bits de dados a partir de um sinal elétrico digital da transmissão de DMT, sendo cada ramal configurado para processar um tom codificado da transmissão de DMT com uma multiplicidade de tons codificados nele para prover bits de dados, sendo um primeiro ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo configurado para processar um primeiro tom de um primeiro formato de demodulação diferente de um segundo formato de demodulação a um segundo ramal da multiplicidade de ramais de processamento paralelo para um segundo tom e o recebimento dos bits de dados de cada um da multiplicidade de ramais de processamento paralelo e a multiplexação dos bits de dados em uma corrente de dados seriais.[0019] Optical DMT transmission may include: the use of a plurality of parallel processing branches configured to produce bits of data from a digital electrical signal of the DMT transmission, each branch being configured to process a coded tone of the transmission of DMT having a plurality of tones encoded therein for providing bits of data, a first branch of the parallel processing plurality of branches being configured to process a first tone of a first demodulation format other than a second demodulation format to a second branch of the multiplicity of parallel processing branches for a second tone and receiving the data bits from each of the plurality of parallel processing branches and multiplexing the data bits into a serial data stream.

[0020]A Figura 1 ilustra um sistema óptico coerente 100, que forma uma parte de uma rede de comunicação óptica. O sistema óptico coerente 100 inclui um transmissor 110 e um receptor 130. O transmissor 110 está localizado de um lado de transmissão da rede de comunicação óptica e pode ser configurado para enviar sinais ópticos através de um enlace óptico 120 a um ou mais dos receptores 130 localizados de um lado de recepção da rede de comunicação óptica. Na Figura 1, o transmissor 110 e o receptor 130 são mostrados separadamente para fins de ilustração somente. O transmissor 110 e o receptor 130 pode ser integrado para formar um único dispositivo transceptor para comunicações bidirecionais de dados.[0020] Figure 1 illustrates a coherent optical system 100, which forms a part of an optical communication network. The optical coherent system 100 includes a transmitter 110 and a receiver 130. The transmitter 110 is located on the transmission side of the optical communication network and can be configured to send optical signals over an optical link 120 to one or more of the receivers 130 located on the receiving side of the optical communication network. In Figure 1, transmitter 110 and receiver 130 are shown separately for illustration purposes only. Transmitter 110 and receiver 130 can be integrated to form a single transceiver device for two-way data communications.

[0021]O transmissor 110 e o receptor 130 incluem um sistema de tons múltiplos que pode utilizar uma modulação de DMT para comunicações. O espaço entre os tons vizinhos pode ser otimizado com base, por exemplo, nas limitações de largura de banda (ou de precisão de recuperação de relógio) para valores de espaço altos (ou baixos). A modulação de multitons (N tons, N > 1) é otimizada usando-se diferentes formatos de modulação em que um formato de modulação a um tom pode ser diferente do outro tom. Os formatos de modulação podem incluir, por exemplo, M modulações por amplitude em quadratura (QAM) (M = 8, 16, 32, 64, 256, ..., por exemplo), uma modulação de Chaveamento por Deslocamento de Fase em Quadratura (QPSK), uma modulação de Chaveamento por Deslocamento binário de fase (BPSK), ou qualquer variante de dupla polarização destas formas de modulação. Um sinal transmitido exemplar do transmissor 110 é uma onda única com N tons modulados, que pode incluir componentes de polarização linear ortogonal (X e Y) em que cada componente de polarização inclui dois componentes de fase ortogonais (em fase e em quadratura). A alocação de diferentes formatos aos tons pode ser determinada com base nas características do tom (largura de banda, SNR, por exemplo).[0021] Transmitter 110 and receiver 130 include a multitone system that can use DMT modulation for communications. The space between neighboring tones can be optimized based on, for example, bandwidth (or clock recovery accuracy) limitations for high (or low) space values. Multitone modulation (N tones, N > 1) is optimized using different modulation formats where one tone's modulation format can be different from another tone. Modulation formats can include, for example, M quadrature amplitude modulations (QAM) (M = 8, 16, 32, 64, 256, ..., for example), a Quadrature Phase Shift Keying modulation (QPSK), a Binary Phase Shift Keying (BPSK) modulation, or any dual-polarization variant of these forms of modulation. An exemplary transmitted signal from transmitter 110 is a single wave with N modulated tones, which may include orthogonal linear polarization components (X and Y) with each polarization component including two orthogonal phase components (in-phase and quadrature). Allocation of different formats to tones can be determined based on tone characteristics (bandwidth, SNR, for example).

[0022]O transmissor 110 inclui uma unidade transmissora à base de processamento de sinal digital (DSP) (indicada como ”TX DSP”) 112, que é implementada em forma de componentes de software de DSP ou uma combinação de software e hardware. No TX DSP 112, os bits de informação que entram são processados em ramais em paralelo cada um associado com um tom O TX DSP 112 é configurado para codificar ou mapear correntes de bits de informação em símbolos usando uma multiplicidade de formatos de modulação. O TX DSP 112 pode incluir um codificador de polarização para a codificação (ou transformação) de símbolos. Na descrição, o termo “codificação”, “mapeamento” e “modulação” podem ser usados intercambialmente. O TX DSP 112 é configurado para otimizar o carregamento em N ramais para N tons com um esquema de carregamento de bits flexível em que taxas de bits para pelo menos dois tons podem ser diferentes. O carregamento de bits entre N tons pode ser determinado com base na configuração da modulação e/ou nas características do tom (largura de banda do canal disponível, SNR, por exemplo). O TX DSP 112 é configurado para otimizar a alocação de potência a um ou mais dos símbolos com um esquema de alocação de potência flexível. O transmissor 110 pode incluir componentes para a formatação de pulsos e/ou componentes para a compensação pela distorção de sinais. O transmissor 110 pode incluir uma extremidade dianteira 114 para transmissão de sinais ópticos a um ou mais dos receptores 130 por meio do enlace óptico 120.[0022] The transmitter 110 includes a digital signal processing (DSP)-based transmitter unit (referred to as "TX DSP") 112, which is implemented in the form of DSP software components or a combination of software and hardware. In the TX DSP 112, incoming information bits are processed on parallel branches each associated with a tone. The TX DSP 112 is configured to encode or map information bit streams into symbols using a variety of modulation formats. The TX DSP 112 may include a bias encoder for encoding (or transforming) symbols. In the description, the terms “encoding”, “mapping” and “modulation” can be used interchangeably. The TX DSP 112 is configured to optimize loading on N branches for N tones with a flexible bitloading scheme where bitrates for at least two tones can be different. The bitload between N tones can be determined based on the modulation configuration and/or tone characteristics (available channel bandwidth, SNR, for example). The TX DSP 112 is configured to optimize power allocation to one or more of the symbols with a flexible power allocation scheme. Transmitter 110 may include components for shaping pulses and/or components for compensating for signal distortion. Transmitter 110 may include a front end 114 for transmitting optical signals to one or more of receivers 130 via optical link 120.

[0023]O receptor 130 inclui uma unidade receptora baseada em processamento de sinal digital (DSP) (indicada como “RX DSP”) 132, que é implementada em forma de componentes de software de DSP ou em forma de uma combinação de software e hardware. No RX DSP 132 um sinal que entra é demultiplexado em sinais com N tons que são processados em paralelo. O RX DSP 132 é configurado para decodificar N tons modulados recebidos de um ou mais dos transmissores 110 usando uma multiplicidade de formatos de demodulação em que um formato de demodulação de um dos tons pode ser diferente de um outro formato de demodulação de um outro dos tons. O receptor 130 pode incluir outros componentes, tais como componentes para compensar a distorção de sinais, incluindo uma compensação por dispersão cromática (CDC). O receptor 130 pode incluir uma extremidade dianteira 134 para receber sinais ópticos de um ou mais dos transmissores 110 por meio do enlace óptico 120.[0023] The receiver 130 includes a receiver unit based on digital signal processing (DSP) (referred to as "RX DSP") 132, which is implemented in the form of DSP software components or in the form of a combination of software and hardware . In the RX DSP 132 an incoming signal is demultiplexed into signals with N tones which are processed in parallel. RX DSP 132 is configured to decode N modulated tones received from one or more of transmitters 110 using a multiplicity of demodulation formats wherein one demodulation format of one of the tones may differ from another demodulation format of another of the tones. . Receiver 130 may include other components, such as components to compensate for signal distortion, including chromatic dispersion compensation (CDC). Receiver 130 may include a front end 134 for receiving optical signals from one or more of transmitters 110 via optical link 120.

[0024]O recondicionamento de sinal pode ser aplicado no domínio analógico e/ou no domínio digital para melhorar a qualidade de sinal. A reamostragem e/ou a recronometragem podem ser aplicados aos sinais digitais para alinhar e manter a mesma cronometragem de símbolos e durações como no transmissor 110.[0024] Signal reconditioning can be applied in the analog domain and/or in the digital domain to improve signal quality. Resampling and/or retiming can be applied to the digital signals to align and maintain the same timing of symbols and durations as in transmitter 110.

[0025]O enlace óptico 120 pode incluir filtros ópticos tais como comutadores seletivos por comprimento de onda em cascata (WSSs), fibras, amplificadores e outros componentes. O enlace óptico 120 pode incluir fontes de dispersão cromática (CD), ruído de fase não liner, dispersão de modo de polarização (PMD), perda dependente de polarização (PDL), ganho dependente de polarização, rotação de polarização e ruído gaussiano branco óptico. O sistema óptico coerente 100 é configurado para compensar a distorção de sinais devida ao dano do enlace óptico 120 e/ou WSSs.[0025] The optical link 120 may include optical filters such as cascade wavelength selective switches (WSSs), fibers, amplifiers and other components. Optical link 120 may include sources of chromatic dispersion (CD), non-liner phase noise, polarization mode dispersion (PMD), polarization-dependent loss (PDL), polarization-dependent gain, polarization rotation, and optical white gaussian noise. . Coherent optical system 100 is configured to compensate for signal distortion due to damage to optical link 120 and/or WSSs.

[0026]A Figura 2 ilustra um exemplo de um espectro de um sinal de DMT de onda única 200 com uma multiplicidade de tons 210, 220, e 230. Na Figura 2, três tons sendo um tom médio 210 e tons laterais 220 e 230 são mostrados para fins ilustrativos somente. O eixo de X representa uma faixa de radiofrequências e o eixo de Y representa a amplitude. O sinal de DMT pode ser obtido no TX DSP 112 da Figura 1 onde pode ser usado um formato de modulação de ordem superior no tom médio (210) ao passo que pode ser usado um formato de modulação de ordem inferior nos tons laterais (220, 230).[0026] Figure 2 illustrates an example of a spectrum of a single wave DMT signal 200 with a multiplicity of tones 210, 220, and 230. In Figure 2, three tones being a mid tone 210 and side tones 220 and 230 are shown for illustrative purposes only. The X axis represents a range of radio frequencies and the Y axis represents amplitude. The DMT signal can be obtained at the TX DSP 112 of Figure 1 where a higher order modulation format can be used in the midtone (210) while a lower order modulation format can be used in the sidetones (220, 230).

[0027]A Figura 3 ilustra um transmissor 300 de um sistema de DMT de multimodulação. O transmissor 300 inclui uma unidade transmissora baseada em DSP (indicada como “TX DSP”) 310. O TX DSP 310 pode corresponder ao TX DSP 112 da Figura 1. Na Figura 3, há uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo (o número total “i”) um para cada um dos tons. O TX DSP 310 codifica ou mapeia as correntes de bits que entram usando unidades de codificação (Mod1, Mod2, ..., Modi, i>1) 314. Em uma estrutura multiplexada por divisão de polarização, a unidade de codificação (Mod1, por exemplo), em um ramal tem dois ramais para dois componentes de polarização, a unidade de codificação efetua a modulação de símbolos em cada um dos dois ramais. O TX DSP 310 inclui um módulo 312 para converter a corrente de bits que entra em N correntes de bits (N grupos de bits) para N ramais e para carregar em cada um dos N ramais o grupo associado de bits de dados. Cada grupo de bits de dados tem um ou mais bits da corrente de bits que chega, que é carregada no ramal associado para a codificação do grupo de bits de dados em um tom para gerar um símbolo. Um grupo de bits de dados para gerar um símbolo é flexivelmente alocado a um ramal para codificação com base no formato de modulação associado. O TX DSP 310 inclui uma multiplicidade de alocadores de potência (Pow1, Pow2,..., Powi), sendo cada um deles configurado para ajustar a potência de cada símbolo em um ramal para dividir a potência total pelos símbolos. A alocação flexível de potência pode ser implementada usando-se uma tabela de consulta (LUT) 330. A LUT 330 pode ser interna ou externa ao TX DSP 310. A LUT 330 ou valores da LUT 330 podem ser providos por meio de uma rede de comunicação.[0027] Figure 3 illustrates a transmitter 300 of a multimodulation DMT system. Transmitter 300 includes a DSP-based transmitter unit (indicated as "TX DSP") 310. TX DSP 310 may correspond to TX DSP 112 of Figure 1. In Figure 3, there are a plurality of parallel processing branches (the total number “i”) one for each tone. The TX DSP 310 encodes or maps the incoming bit streams using coding units (Mod1, Mod2, ..., Modi, i>1) 314. In a polarization division multiplexed structure, the coding unit (Mod1, for example), where a branch has two branches for two polarization components, the coding unit performs symbol modulation on each of the two branches. The TX DSP 310 includes a module 312 for converting the incoming bit stream into N bit streams (N bit groups) for N branches and for loading the associated group of data bits onto each of the N branches. Each group of data bits has one or more bits from the incoming bit stream, which is carried to the associated branch for encoding the group of data bits into a tone to generate a symbol. A group of data bits to generate a symbol is flexibly allocated to a branch for encoding based on the associated modulation format. The TX DSP 310 includes a multitude of power allocators (Pow1, Pow2,..., Powi), each of which is configured to adjust the power of each symbol on a branch to divide the total power across the symbols. Flexible power allocation may be implemented using a look-up table (LUT) 330. The LUT 330 may be internal or external to the TX DSP 310. The LUT 330 or LUT 330 values may be provided via a network of communication.

[0028]O TX DSP 310 pode incluir um codificador FEC 318 para o processamento dos bits de informação que entram. O TX DSP 310 pode incluir um módulo 320 para multiplexar tons modulados. O módulo 320 pode incluir componentes para a compensação de distorção e a formatação de pulsos. A compensação e a formatação de pulsos podem ser implementadas em cada ramal em paralelo. A compensação e a formatação de pulsos podem ser implementadas em um domínio de tempo ou em um domínio de frequência. O transmissor 300 pode incluir uma extremidade dianteira 350 para a transmissão de sinais modulados do TX DSP 310 para um enlace óptico (120 da Figura 1, por exemplo). A extremidade dianteira 350 pode corresponder à extremidade dianteira 114 da Figura 1. A extremidade dianteira 350 pode ser acoplada de modo comunicativo ao TX DSP 310 por meio de um conversor de digital em analógico (DAC) 340. A extremidade dianteira 350 pode incluir um modulador 352, um conversor de elétrico em óptico (E/O), por exemplo, um driver, um amplificador, um filtro, um laser, um modulador multiplexado por divisão de polarização (PM) em fase e em fase em quadratura (PM- I&Q), e outros componentes elétricos e/ou ópticos.[0028] The TX DSP 310 may include a FEC encoder 318 for processing the incoming information bits. TX DSP 310 may include a module 320 for multiplexing modulated tones. Module 320 can include components for distortion compensation and pulse shaping. Compensation and pulse shaping can be implemented on each branch in parallel. Compensation and pulse shaping can be implemented in either a time domain or a frequency domain. Transmitter 300 may include a front end 350 for transmitting modulated signals from TX DSP 310 to an optical link (120 of Figure 1, for example). Front end 350 may correspond to front end 114 of Figure 1. Front end 350 may be communicatively coupled to TX DSP 310 via a digital-to-analog converter (DAC) 340. Front end 350 may include a modulator 352, an electrical-to-optical (E/O) converter, e.g., a driver, an amplifier, a filter, a laser, a polarization division multiplex (PM) modulator in-phase and quadrature-phase (PM-I&Q) ), and other electrical and/or optical components.

[0029]Em uma implementação do TX DSP 310, são usadas modulações de ordem inferior nos tons laterais de N tons e modulações de ordem superior são usados nos tons médios. Alocando-se diferentes formatos de modulação diferentes à multiplicidade de tons com uma eficiência espectral fixa, é aumentada a tolerância de largura de banda e consequentemente, uma taxa baud máxima atingível (e de modo correspondente à taxa de dados). Em uma implementação de TX DSP 310, a alocação flexível de potência entre N tons é implementada com base na largura de banda disponível e/ou na diferença de SNR exigida entre os formatos de modulação diferentes. A alocação flexível de potência pode ser configurada para manter a taxa de erros de bits (BER) geral no seu valor mínimo.[0029] In an implementation of the TX DSP 310, lower order modulations are used in the side tones of N tones and higher order modulations are used in the middle tones. By allocating different modulation formats to the multiplicity of tones with a fixed spectral efficiency, the bandwidth tolerance is increased and consequently, a maximum achievable baud rate (and correspondingly the data rate). In a TX DSP 310 implementation, flexible power allocation among N tones is implemented based on the available bandwidth and/or the required SNR difference between the different modulation formats. Flexible power allocation can be configured to keep the overall bit error rate (BER) to its minimum value.

[0030]A Figura 4 ilustra um receptor 400 de um sistema de DMT de multimodulação. O receptor 400 inclui uma unidade receptora de DSP (indicada como “RX DSP”) 410. O RX DSP 410 pode corresponder ao RX DSP 132 da Figura 1. O receptor 400 é configurado para decodificar os dados transmitidos de um ou mais de um transmissor (300 da Figura 3, por exemplo) usando-se uma multiplicidade de formatos de demodulação. O RX DSP 410 inclui um módulo 414 para demultiplexar um espectro de sinal de um sinal que entra nos N tons. Há uma multiplicidade de ramais de processamento paralelo (o número total “i”) um para cada tom. O RX DSP 410 decodifica tons modulados usando uma multiplicidade de unidades de decodificação (DeMod1, DeMod2, ..., DeModi i > 1) 412. As unidades de decodificação 412 utilizam formatos de demodulação associados com formatos de demodulação múltiplos empregados em um lado de transmissor (300 da Figura 3, por exemplo) em que um formato de demodulação (DeMod1, por exemplo) pode ser diferente de um outro formato (DeMod2, por exemplo).[0030] Figure 4 illustrates a receiver 400 of a multimodulation DMT system. Receiver 400 includes a DSP receiver unit (indicated "RX DSP") 410. RX DSP 410 may correspond to RX DSP 132 of Figure 1. Receiver 400 is configured to decode data transmitted from one or more transmitters. (300 of Figure 3, for example) using a multitude of demodulation formats. The RX DSP 410 includes a module 414 for demultiplexing a signal spectrum of a signal entering N tones. There are a multiplicity of parallel processing branches (the total number “i”) one for each tone. RX DSP 410 decodes modulated tones using a plurality of decoding units (DeMod1, DeMod2, ..., DeModi i > 1) 412. Decoding units 412 utilize demodulation formats associated with multiple demodulation formats employed on one side of transmitter (300 of Figure 3, for example) where one demodulation format (DeMod1, for example) may be different from another format (DeMod2, for example).

[0031]O RX DSP 410 pode incluir um conversor de paralelo em serial 416 para serializar os bits decodificados para restaurar os mesmos na sua ordem original, recuperando, deste modo, um sinal de dados de informação seriais. O RX DSP 410 pode incluir outros componentes, tais como componentes para a compensação de distorção de sinais, equalizadores de CDC, por exemplo. A compensação pode ser implementada em cada ramal em paralelo. O RX DSP 410 pode incluir um decodificador FEC 418. No RX DSP 410, danos quase-estáticos de canal e também danos ao hardware tais como rotações de estado de polarização (SOP), dispersão de modo de polarização (PMD), perda dependente de polarização (PDL), ruído de fase de laser, PPM, desvio de frequência, retardo de I-Q E X-Y, desequilíbrio I-Q etc., podem ser compensados digitalmente. O RX DSP 410 pode incluir uma unidade de recuperação de portadora (CR) em cada ramal.[0031] The RX DSP 410 may include a parallel-to-serial converter 416 to serialize the decoded bits to restore them to their original order, thereby recovering a serial information data signal. The RX DSP 410 can include other components, such as components for signal distortion compensation, CDC equalizers, for example. Compensation can be implemented on each branch in parallel. The RX DSP 410 may include a FEC decoder 418. In the RX DSP 410, quasi-static channel damage and also hardware damage such as polarization state rotations (SOP), polarization mode dispersion (PMD), voltage dependent loss polarization (PDL), laser phase noise, PPM, frequency offset, I-Q AND X-Y delay, I-Q imbalance, etc., can be digitally compensated. The RX DSP 410 can include a Carrier Recovery Unit (CR) on each branch.

[0032]O receptor 400 pode incluir uma unidade receptora coerente 440 para receber sinais ópticos de um enlace óptico (120 da Figura 1, por exemplo). A unidade receptora coerente 440 pode corresponder à extremidade dianteira 134 da Figura 1. A unidade receptora coerente 440 pode separar o sinal óptico recebido em componentes de polarização ortogonal (um componente de polarização em X, e um componente de polarização em Y, por exemplo) e em componentes de fase ortogonais (um componente em fase (I) e um componente de fase em quadratura (Q)). A unidade receptora coerente 440 pode converter os componentes de sinal óptico separados em uma multiplicidade de sinais elétricos analógicos ou componentes, em que cada componente I ou Q dos componentes de polarização. A unidade receptora coerente 440 pode ser acoplada de modo comunicativo ao TX DSP 410 por meio de um conversor de analógico em digital (ADC) 430. A unidade receptora coerente 440 pode incluir um oscilador local (LO), um mixador e um fotodetector (um diodo do tipo p/intrínseco/tipo n (PIN)).[0032]The receiver 400 may include a coherent receiver unit 440 for receiving optical signals from an optical link (120 of Figure 1, for example). Coherent receiver unit 440 may correspond to front end 134 of Figure 1. Coherent receiver unit 440 may separate the received optical signal into orthogonally polarized components (an X-polarized component, and a Y-polarized component, for example). and into orthogonal phase components (an in-phase component (I) and a quadrature-phase component (Q)). Coherent receiver unit 440 can convert the separate optical signal components into a plurality of analog electrical signals or components, each of which is I or Q component of polarization components. Coherent receiver unit 440 may be communicatively coupled to TX DSP 410 via an analog-to-digital converter (ADC) 430. Coherent receiver unit 440 may include a local oscillator (LO), a mixer, and a photodetector (a p/intrinsic-type/n-type (PIN) diode).

[0033]A Figura 5 ilustra uma unidade de DSP de transmissor 500. A unidade de DSP (indicada como “TX DSP”) 500 pode corresponder ao TX DSP 112 da Figura 1 ou ao TX DSP 310 da Figura 3. O TX DSP 500 pode ser acoplado a uma extremidade dianteira (114 da Figura 1, 350 da Figura 3, por exemplo) por meio de um DAC (340 da Figura 3, por exemplo). O TX DSP 500 é um componente de um transmissor ou de um transceptor óptico coerente. Há quatro ramais (B1, B2, B3 e B4) para quatro tons. Neste exemplo, pressupõe-se que o número total de tons (ramais) é quatro. O número de tons (ramais) não é limitado a quatro e os componentes podem ser em número maior ou menor dependendo dos tons. No TX DSP 500, os dados são processados em uma estrutura paralela e são então multiplexados para transmitir um sinal de DMT modulado em onda única com quatro tons a um lado de receptor O TX DSP 50 inclui unidades de codificação 530 (Mod1, Mod2, Mod3, Mod4, por exemplo) que são capazes de usar diferentes formatos de modulação diferentes. O TX DSP 500 pode incluir um codificador FEC 510 para o processamento de bits que chegam. Os bits de informação que chegam podem ser processados no codificador FEC 510 e os bits de informação depois do codificador FEC 510 podem ser paralelizados em um multiplexador (MUX) 520 usando-se um conversor de seriais em paralelos. A unidade de codificação em um ramal é configurada para codificar ou mapear a corrente de bits de informação associada (grupo de bits de dados) no ramal em um tom com uma taxa de bits específica. A unidade de codificação mapeia cada um de um componente de polarização em X e um componente de polarização em Y no símbolo correspondente.[0033] Figure 5 illustrates a transmitter DSP unit 500. The DSP unit (indicated as “TX DSP”) 500 may correspond to the TX DSP 112 of Figure 1 or the TX DSP 310 of Figure 3. The TX DSP 500 it can be coupled to a front end (114 of Figure 1, 350 of Figure 3, for example) by means of a DAC (340 of Figure 3, for example). The TX DSP 500 is a component of a coherent optical transmitter or transceiver. There are four branches (B1, B2, B3 and B4) for four tones. In this example, it is assumed that the total number of tones (branches) is four. The number of tones (branches) is not limited to four and the components can be more or less depending on the tones. In the TX DSP 500, data is processed in a parallel structure and is then multiplexed to transmit a single-wave modulated DMT signal with four tones to a receiver side The TX DSP 50 includes 530 coding units (Mod1, Mod2, Mod3 , Mod4, for example) that are capable of using different modulation formats. The TX DSP 500 may include an FEC encoder 510 for processing incoming bits. Incoming information bits can be processed in FEC encoder 510 and information bits after FEC encoder 510 can be parallelized in a multiplexer (MUX) 520 using a serial-to-parallel converter. The coding unit on a branch is configured to encode or map the associated information bit stream (group of data bits) on the branch into a tone with a specified bit rate. The encoding unit maps each of an X-bias component and a Y-bias component to the corresponding symbol.

[0034]Em uma implementação do TX DSP 500, a relação de alocação de bits a cada ramal se refere diretamente ao número de bits por símbolos do seu formato de modulação correspondente. Se os formatos de modulação, por exemplo, para os ramais laterais forem ambos QPSK e os formatos de modulação para os ramais médios forem ambos 16QAM, a alocação de taxa de bits ao primeiro e ao quarto ramais consiste na metade daqueles para o segundo e terceiro ramais. Deste modo para cada 6 bits como uma entrada no módulo de serial em paralelo (isto é, o MUX 520), cada uma das unidades de codificação dos ramais laterais (Mod1 e Mod4, por exemplo) recebe 1 bit e cada uma das unidades de codificação dos ramais médios (Mod2 e Mod3, por exemplo) recebe 2 bits. Neste exemplo, as taxas de bits de entrada dos ramais médios consistem no dobro daquelas dos ramais laterais. Em seguida, os bits de entrada de cada ramal são mapeados nos seus símbolos de modulação de DMT correspondentes. A partir deste ponto, as taxas de símbolos de todos os ramais são iguais. Em uma estrutura multiplexada de polarização, este processo é aplicado a cada polarização.[0034] In a TX DSP 500 implementation, the bit allocation ratio for each branch refers directly to the number of bits per symbol of its corresponding modulation format. If the modulation formats, for example, for the side branches are both QPSK and the modulation formats for the middle branches are both 16QAM, the bit rate allocation to the first and fourth branches is half of those for the second and third branches. This way for every 6 bits as an input in the parallel serial module (i.e. the MUX 520), each of the coding units of the side branches (Mod1 and Mod4, for example) receives 1 bit and each of the coding units coding of medium extensions (Mod2 and Mod3, for example) receives 2 bits. In this example, the input bit rates of the middle branches are twice those of the side branches. Then, the input bits of each branch are mapped into their corresponding DMT modulation symbols. From this point on, the symbol rates of all branches are equal. In a polarization multiplex structure, this process is applied to each polarization.

[0035]O TX DSP 500 efetua a alocação flexível de potência a cada ramal para enfatizar um ou mais dos símbolos de DMT. Em uma estrutura multiplexada de polarização, este processo é aplicado a cada polarização. A alocação de potência pode ser implementada por mixadores 540. A alocação de potência pode ser implementada depois da normalização do RMS dos símbolos em cada ramal. Em uma implementação, a alocação de potência a cada tom é otimizada para se atingir um BER total mínima. Os símbolos nos ramais médios (B2, B3, por exemplo) são multiplicados por um fator de potência de 2 (PA2, PA3=2; PA1, PA4=1, por exemplo), que compensa a diferença de SNR necessária entre QPSK e 16QAM, transmitindo assim os tons médios com uma SNR superior a 6 dB.[0035]The TX DSP 500 performs flexible power allocation to each branch to emphasize one or more of the DMT symbols. In a polarization multiplex structure, this process is applied to each polarization. Power allocation can be implemented by mixers 540. Power allocation can be implemented after RMS normalization of the symbols on each branch. In one implementation, the allocation of power to each tone is optimized to achieve a minimum total BER. The symbols on medium branches (B2, B3, for example) are multiplied by a power factor of 2 (PA2, PA3=2; PA1, PA4=1, for example), which compensates for the required SNR difference between QPSK and 16QAM , thus transmitting midtones with an SNR greater than 6 dB.

[0036]Em uma implementação, um algoritmo de carregamento de transceptor de multitons tal como o algoritmo de Chow descrito em “A practical Discrete Multitone Transceiver Loading Algorithm for Data Transmission over Spectrally Shaped Channels” (IEEE Trans Communications, vol. 4 no. 2/3/4, páginas 773-775, 1995”) pode ser usado para otimizar a alocação de potência e o carregamento de bits.[0036] In one implementation, a multitone transceiver loading algorithm such as Chow's algorithm described in “A practical Discrete Multitone Transceiver Loading Algorithm for Data Transmission over Spectrally Shaped Channels” (IEEE Trans Communications, vol. 4 no. 2 /3/4, pages 773-775, 1995") can be used to optimize power allocation and bit loading.

[0037]O TX DSP 500 pode incluir um módulo para a conversão dos símbolos depois da alocação de potência em sinais de subcanal no domínio de frequência. O TX DSP 500 pode incluir módulos de formatação de pulsos (PS) 560 para a formatação de pulsos, sendo cada um deles alocado a um ramal. Os módulos de PS 560 podem implementar a formatação de pulsos independentemente dos tons que usam FFTs 550 pequenos discretos. A formatação de pulsos pode ser implementada no domínio de tempo. O TX DSP 500 pode incluir um ou mais outros componentes para uma precompensação da distorção de sinais em cada ramal. O sinal depois das precompensações pode passar por um DAC (340 da Figura 3, por exemplo) e de um modulador (352 da Figura 2, por exemplo) para ser transmitido. O TX DSP 500 pode incluir IFFT 570 para emitir amostras de sinais modulados e multiplexados no domínio de tempo discreto. O IFFT 570 pode ter um número suficiente de saídas para emitir um sinal com quatro tons modulados.[0037]The TX DSP 500 may include a module for converting symbols after power allocation into subchannel signals in the frequency domain. The TX DSP 500 may include pulse formatting modules (PS) 560 for formatting pulses, each of which is allocated to an extension. PS 560 modules can implement tone-independent pulse shaping using small discrete 550 FFTs. Pulse formatting can be implemented in the time domain. The TX DSP 500 can include one or more other components to precompensate for signal distortion on each branch. The signal after the precompensations can pass through a DAC (340 in Figure 3, for example) and a modulator (352 in Figure 2, for example) to be transmitted. The TX DSP 500 may include IFFT 570 for outputting samples of modulated and multiplexed signals in the discrete time domain. The IFFT 570 can have a sufficient number of outputs to output a signal with four modulated tones.

[0038]A Figura 6 ilustra um esquema de tons multimodulados tomada em TX DSP 500 da Figura 5. Na Figura 6 são esquematicamente ilustrados quatro tons de frequência modulada 610, 620, 630 e 640 no domínio da frequência. Na saída do IFFT 570, o espectro de um sinal de saída do IFFT 570 tem quatro tons modulados 650 (em geral N tons modulados).[0038] Figure 6 illustrates a scheme of multimodulated tones taken in TX DSP 500 of Figure 5. In Figure 6 four tones of frequency modulated 610, 620, 630 and 640 in the frequency domain are schematically illustrated. At the output of the IFFT 570, the spectrum of an output signal from the IFFT 570 has four 650 modulated tones (generally N modulated tones).

[0039]A Figura 7 ilustra um exemplo de uma vista espectral 700 de uma saída do TX DSP 500 da Figura 5 antes do DAC (340 da Figura 3, por exemplo). O eixo de X representa a frequência e o eixo de Y representa a amplitude. O espectro 700 da saída inclui componentes 710 e 7040 para os 2 tons laterais dentre 4 tons nos ramais laterais e componentes 720 e 730 para os 2 tons médios dentre 4 tons nos ramais médios. Os componentes 710 e 740 são obtidos, por exemplo, em B1 e B4 da Figura 5 e os componentes 720 e 730 são obtidos, por exemplo, em B2 e B3 da Figura 5.[0039] Figure 7 illustrates an example of a spectral view 700 of an output of the TX DSP 500 of Figure 5 before the DAC (340 of Figure 3, for example). The X axis represents frequency and the Y axis represents amplitude. Output spectrum 700 includes components 710 and 7040 for the 2 side tones out of 4 tones on the side branches and components 720 and 730 for the 2 middle tones out of 4 tones on the middle branches. Components 710 and 740 are obtained, for example, in B1 and B4 of Figure 5 and components 720 and 730 are obtained, for example, in B2 and B3 of Figure 5.

[0040]A Figura 8 ilustra uma unidade de DSP de receptor 800. A unidade de DSP (indicada como “RX DSP”) 800 é um componente de um transceptor óptico coerente. O RX DSP 800 pode corresponder ao RX DSP 132 da Figura 1 ou ao RX DSP 410 da Figura 4. O RX DSP 800 pode ser acoplado a uma extremidade dianteira (134 da Figura 1, por exemplo) ou a uma unidade receptora coerente (440 da Figura 4, por exemplo), por meio de um ADC (430 da Figura 4, por exemplo). No RX DSP 800, um sinal que chega com quatro tons modulados é processado em uma estrutura paralela de acordo com um esquema de um transmissor (500, por exemplo, da Figura 5). Neste exemplo, pressupõe-se que o espectro de frequência do sinal que chega é demultiplexado em quatro tons, no tanto, o número de tons não é limitado a quatro. O RX DSP 800 inclui unidades de decodificação 860 (DeMod1, DeMod2, DeMod3, DeMod4) que são capazes de usar formatos de demodulação diferentes. Os formatos de demodulação correspondem a formatos de modulação empregados no transmissor. O RX DSP 800 decodifica ou demodula os símbolos baseados nos formatos de demodulação, em que um dos formatos de demodulação (DeMod1, por exemplo) pode ser diferente de um outro formato de demodulação (DeMod2, por exemplo).[0040] Figure 8 illustrates a receiver DSP unit 800. The DSP unit (indicated as "RX DSP") 800 is a component of a coherent optical transceiver. The RX DSP 800 may correspond to the RX DSP 132 of Figure 1 or the RX DSP 410 of Figure 4. The RX DSP 800 may be coupled to a front end (134 of Figure 1, for example) or a coherent receiver unit (440 of Figure 4, for example), by means of an ADC (430 of Figure 4, for example). In the RX DSP 800, a signal arriving with four modulated tones is processed in a parallel structure according to a transmitter scheme (500, for example, of Figure 5). In this example, it is assumed that the frequency spectrum of the incoming signal is demultiplexed into four tones, however, the number of tones is not limited to four. The RX DSP 800 includes 860 decoding units (DeMod1, DeMod2, DeMod3, DeMod4) that are capable of using different demodulation formats. Demodulation formats correspond to modulation formats employed in the transmitter. The RX DSP 800 decodes or demodulates symbols based on demodulation formats, where one of the demodulation formats (DeMod1, for example) may be different from another demodulation format (DeMod2, for example).

[0041]O RX DSP 800 pode usar um FFT 810 para demultiplexar ou fatiar o espectro de frequência de um sinal de onda única recebido em quatro tons de frequência, que podem ser implementados depois da compensação por filtro. O RX DSP 800 pode incluir um filtro de coincidência, componentes para componentes de compensação tais como as compensações de CD (CDCs) 820 e equalizadores MIMO 840. As saídas dos CDCs 820 podem ser conectadas a IFFTS pequenos 830. Os equalizadores MIMO 840 podem ser usados para um canal óptico coerente de polarização multiplexado. O RX DSP 800 pode incluir blocos de recuperação de portadora (Crs) 850 para rastrear e compensar qualquer má correspondência em frequência e/ou em fase entre um oscilador no transmissor e um oscilador local do lado do receptor.[0041]The RX DSP 800 can use an FFT 810 to demultiplex or slice the frequency spectrum of a received single-wave signal into four frequency tones, which can be implemented after filter compensation. The RX DSP 800 may include a coincidence filter, components for compensation components such as CD compensations (CDCs) 820, and MIMO equalizers 840. The outputs of the CDCs 820 may be connected to small IFFTS 830. The MIMO equalizers 840 may be used for a multiplexed polarization coherent optical channel. The RX DSP 800 may include carrier recovery blocks (Crs) 850 to track and compensate for any mismatches in frequency and/or phase between an oscillator on the transmitter and a local oscillator on the receiver side.

[0042]O sinal de cada polarização depois da pós- compensação pode ser demultiplexado em quatro tons de DMT de acordo com o transmissor correspondente (500 da Figura 5, por exemplo). Depois do processamento dos tons e de sua decodificação em uma estrutura paralela, os bits de decodificação de cada ramal (com diferentes taxas de bits de acordo com os seus formatos de modulação correspondentes) pode ser serializados usando-se um conversor de paralelo em serial (multiplexador 870, por exemplo), recuperando assim um sinal de dados de informação seriais.[0042] The signal of each polarization after post-compensation can be demultiplexed into four DMT tones according to the corresponding transmitter (500 in Figure 5, for example). After processing the tones and decoding them into a parallel structure, the decoding bits of each branch (with different bit rates according to their corresponding modulation formats) can be serialized using a parallel-to-serial converter ( multiplexer 870, for example), thereby recovering a serial information data signal.

[0043]A Figura 9 ilustra um esquema de tona multimodulados tomados em RX DSP 800 da Figura 8. Na Figura 9, o FFT 810 emite quatro tons modulados 900 no domínio de frequência, que são processados nos CDCs 820 e convertidos nos IFFTs 830. Na saída dos IFFTs 830, o espectro de um sinal modulado no domínio de tempo tem quatro tons modulados 910.[0043] Figure 9 illustrates a multimodulated tone scheme taken in RX DSP 800 of Figure 8. In Figure 9, the FFT 810 emits four 900 modulated tones in the frequency domain, which are processed in the CDCs 820 and converted into the IFFTs 830. At the output of the 830 IFFTs, the spectrum of a time domain modulated signal has four 910 modulated tones.

[0044]Em DMT, devido aos zeros no espectro de sinal, a Oscilação de Baixa Frequência (LOFO) pode ser estimada com precisão no domínio da frequência. Em DMT, o CD pode ser compensado para cada tom independentemente. Como CD segue uma função parabólica de frequência, a redução da largura de banda do tom por M resulta na redução da resolução de FFT de M2. Isto leva à redução dos recursos de hardware no equalizador do domínio de frequência (FDEQ ). Assim, em uma implementação de CDC, somente a parte parabólica do CD é compensada em cada tom, isto é, em vez da compensação de exp(jD(f-f0)2) em que f0 é a frequência no centro daquele tom, o RX DSP 800 compensa exp(jD(2) e deixa exp(-j2Df0f) + exp(jDf02) para ser compensado em módulos de recuperação de fase no enquadrador e na portadora. Devido à fase linear residual de CD no exp(j2Df0f), a formação de janelas pode ser otimizada em um método de sobrepor e salvar.[0044] In DMT, due to zeros in the signal spectrum, the Low Frequency Oscillation (LOFO) can be accurately estimated in the frequency domain. In DMT, CD can be compensated for each tone independently. Since CD follows a parabolic function of frequency, reducing the tone bandwidth by M results in reducing the FFT resolution of M2. This leads to reduced hardware resources in the frequency domain equalizer (FDEQ ). Thus, in a CDC implementation, only the parabolic part of the CD is compensated on each tone, i.e., instead of compensating exp(jD(f-f0)2) where f0 is the frequency at the center of that tone, the RX DSP 800 compensates for exp(jD(2) and leaves exp(-j2Df0f) + exp(jDf02) to be compensated in phase recovery modules on both frame and carrier. Due to residual linear phase of CD in exp(j2Df0f), window formation can be optimized in an overlay and save method.

[0045]A implementação de métodos de estimativa complexos (Estimador de Sequências de Probabilidade Máxima (MLSE)) pode ser opcional. No caso de uma filtração de largura de banda estreita (número grande de WSS, de largura de banda RF baixa etc., por exemplo) somente os tons laterais são afetados. Assim os métodos de estimativa complexos podem ser opcionalmente implementados somente nos tons laterais, o que leva a um projeto de hardware mais eficiente e menos complexo. Na presença de um canal vizinho muito próximo (DWDM, super canal etc., por exemplo) somente se interfere nos tons laterais por interferência intercanais (ICI). Assim, podem ser implementados os equalizadores de ICI somente nos subcanais laterais, o que leva a uma redução da complexidade dos equalizadores de ICI. A complexidade de implementação de algoritmos de DSP (MLSE, equalizador de ICI, por exemplo) fica assim reduzida.[0045]The implementation of complex estimation methods (Maximum Probability Sequence Estimator (MLSE)) may be optional. In the case of narrow-bandwidth filtering (large number of WSS, low-bandwidth RF, etc.) only the sidetones are affected. Thus complex estimation methods can optionally be implemented only on the sidetones, which leads to a more efficient and less complex hardware design. In the presence of a very close neighbor channel (DWDM, super channel, etc., for example) only the sidetones are interfered by interchannel interference (ICI). Thus, the ICI equalizers can be implemented only in the lateral subchannels, which leads to a reduction in the complexity of the ICI equalizers. The complexity of implementing DSP algorithms (MLSE, ICI equalizer, for example) is thus reduced.

[0046]As Figuras 10A-10C ilustram exemplos de vistas de espectros de frequência 1010, 1020 e 1030. O eixo de X representa a frequência e o eixo de Y representa a amplitude. O espectro 1010 mostrado na Figura 10A é um espectro de uma única portadora de um sinal modulado de uma única portadora recebido em um receptor de única portadora. O espectro 1020 mostrado na Figura 10B é um espectro 8QAM- DMT de um sinal recebido em um receptor de DMT. O espectro 1030 mostrado na Figura 10C é um espectro de DMT de multimodulação de um sinal transmitido de um transmissor (TX DSP 500 da Figura 5, por exemplo) e recebido em um receptor (RX DSP 800 da Figura 8, por exemplo).[0046] Figures 10A-10C illustrate example views of frequency spectra 1010, 1020 and 1030. The X axis represents frequency and the Y axis represents amplitude. The spectrum 1010 shown in Figure 10A is a single-carrier spectrum of a single-carrier modulated signal received at a single-carrier receiver. The spectrum 1020 shown in Figure 10B is an 8QAM-DMT spectrum of a signal received at a DMT receiver. The spectrum 1030 shown in Figure 10C is a multimodulation DMT spectrum of a signal transmitted from a transmitter (TX DSP 500 of Figure 5, for example) and received at a receiver (RX DSP 800 of Figure 8, for example).

[0047]No tocante ao espectro 1030 da Figura 10C, QPSK é aplicada em tons laterais dentre quatro tons e 16 QAM é aplicada nos tons médios dentre quatro tons. A alocação flexível de potência é implementada para minimizar a relação de sinal óptico para ruído (OSNR) em pré-FEC, BER 2,6e-2. É considerado um cenário multiplexado por divisão de polarização coerente (PDM). A formatação de pulsos é uma raiz de cosseno elevado com um fator de rolamento de 0,1. O espaço entre os tons é ajustado para 0,06fB. Rendimento R = 2 fB*E{bit/sym}*OHc/o. Deste modo, para um excedente fixo e bit/símbolo médio, R=KfB de, em que K é uma constante. Portanto, em vez de uma taxa de dados máxima, a taxa baud máxima que pode ser obtida por larguras de banda de RF é lançada em um gráfico conforme mostrado na Figura 11. Pressupõe-se que no máximo seja aceitável uma distância de 1 dB do limite do ruído gaussiano branco aditivo (AWGN) de 8QAM, sendo a SNR para 8QAM no BER alvo de 9,7153 dB. Pode ser também pressuposto que ADDA de 8 bits e quantizadores sejam também otimizados para cada caso individual. A largura de Tx RF e a largura de Rx RF são consideradas iguais.[0047] With regard to spectrum 1030 of Figure 10C, QPSK is applied in side tones among four tones and 16 QAM is applied in mid tones among four tones. Flexible power allocation is implemented to minimize optical signal-to-noise ratio (OSNR) in pre-FEC, BER 2.6e-2. It is considered a coherent polarization division multiplexed (PDM) scenario. The pulse formatting is a raised cosine root with a rolling factor of 0.1. The space between tones is set to 0.06fB. Yield R = 2 fB*E{bit/sym}*OHc/o. Thus, for a fixed surplus and average bit/symbol, R=KfB de, where K is a constant. Therefore, instead of a maximum data rate, the maximum achievable baud rate for RF bandwidths is plotted on a graph as shown in Figure 11. It is assumed that at most a distance of 1 dB from the additive white gaussian noise (AWGN) limit of 8QAM, with the SNR for 8QAM at the target BER being 9.7153 dB. It can also be assumed that 8-bit ADDA and quantizers are also optimized for each individual case. The Tx RF width and the Rx RF width are assumed to be the same.

[0048]A Figura 11 ilustra gráficos 1110 e 1120 de taxa de baud máxima que pode ser atingida por larguras de bandas de RF. O gráfico 1110 é calculado usando-se um modelo de transceptor 8QAM de portadora única (SC) em que as informações são transmitidas usando-se uma única portadora com diversos tons. O gráfico 1120 é calculado usando-se um sistema de DMT de multimodulação com um transmissor (110 da Figura 1, 300 de Figura 3, 500 da Figura 5) e um receptor (130 da Figura 1, 400 da Figura 4, 800 da Figura 8). Ele mostra que a potência alocada e o DMT carregado com bits aumentam a taxa baud máxima de aproximadamente 30-40%.[0048] Figure 11 illustrates graphs 1110 and 1120 of the maximum baud rate that can be achieved by RF bandwidths. Graph 1110 is calculated using a single carrier (SC) 8QAM transceiver model where information is transmitted using a single carrier with multiple tones. Graph 1120 is calculated using a multimodulation DMT system with a transmitter (110 of Figure 1, 300 of Figure 3, 500 of Figure 5) and a receiver (130 of Figure 1, 400 of Figure 4, 800 of Figure 8). It shows that allocated power and bit-loaded DMT increase the maximum baud rate by approximately 30-40%.

[0049]A Figura 12 ilustra um exemplo de uma tabela de consulta (LUT) 1200. A LUT 1200 define uma relação entre formatos de modulação e um limite de alocação de potência para a alocação flexível de potência. Neste exemplo, a LUT 1200 é para um transceptor para um DMT de quatro tons com QPSK nos dois tons laterais e 16QAM nos dois tons médios. A LUT 1200, por exemplo, é usada no TX DSP 500 da Figura 5. A carreira superior 1210 da LUT 1200 é a relação de larguras de banda Tx-RF e Rx-RF pela taxa baud. Pressupõe-se que as larguras de banda de Tx-RF e Rx-RF sejam iguais. A carreira inferior 1220 da LUT 1200 é a relação de potência alocada aos tons médios pelos tons laterais (em dB). Se a largura de banda de RF for 0,3*fBaud, o transceptor aloca uma potência mais elevada de 6 dB aos canais de 16QAM em comparação com os canais de QPSK. Diferentes LUTs podem ser aplicadas em símbolos para a alocação flexível de potência.[0049] Figure 12 illustrates an example of a look-up table (LUT) 1200. The LUT 1200 defines a relationship between modulation formats and a power allocation threshold for flexible power allocation. In this example, LUT 1200 is for a transceiver for a four-tone DMT with QPSK on the two side tones and 16QAM on the two mid tones. LUT 1200, for example, is used in the TX DSP 500 of Figure 5. The top row 1210 of LUT 1200 is the ratio of Tx-RF and Rx-RF bandwidths to baud rate. It is assumed that the Tx-RF and Rx-RF bandwidths are the same. The lower row 1220 of the LUT 1200 is the ratio of power allocated to the midtones by the sidetones (in dB). If the RF bandwidth is 0.3*fBaud, the transceiver allocates 6 dB higher power to 16QAM channels compared to QPSK channels. Different LUTs can be applied on symbols for flexible power allocation.

[0050]A Figura 13 ilustra um método de comunicação óptica 1300, que pode ser implementado por um lado de transmissor da rede de comunicações ópticas (TX DSP 112 da Figura 1, por exemplo, TX DSP 310 da Figura 3, TX DSP 500 da Figura 5). As correntes de bits que chegam são convertidas em N grupos de bits para N tons para otimizar uma taxa de bits a cada bom com um esquema flexível de carregamento de bits (1310). Cada corrente de bits com uma taxa de bits específica para um tom é mapeada em um símbolo com um formato de modulação (1320). A potência de um ou mais dos símbolos é otimizada com um esquema de alocação flexível de potência (1330), que pode ser implementado usando uma LUT (330 da Figura 3, por exemplo, 1200 da Figura 12). Os N sinais de bits modulados podem ser transformados de um domínio de tempo em um domínio de frequência, tal como por aplicação de FFTs para gerar uma multiplicidade de sinais de canal, por exemplo, podendo em seguida ser filtrados para efetuar a formatação de pulsos (1340). Os sinais de canal resultantes são multiplexados (1350), por aplicação de um IFFT grande, por exemplo, (570 da Figura 5, por exemplo) para emitir um sinal elétrico digital. O sinal elétrico digital pode ser convertido em um sinal analógico, usando um DAC, por exemplo, (340 da Figura 3, por exemplo) sendo então convertido em um sinal óptico para transmissão (1360).[0050] Figure 13 illustrates an optical communication method 1300, which can be implemented by a transmitter side of the optical communications network (TX DSP 112 of Figure 1, for example, TX DSP 310 of Figure 3, TX DSP 500 of Figure 5). Incoming bitstreams are converted in N groups of bits to N tones to optimize a bitrate per good with a flexible bitloading scheme (1310). Each bitstream with a specific bit rate for a tone is mapped into a symbol with a modulation format (1320). The power of one or more of the symbols is optimized with a flexible power allocation scheme (1330), which may be implemented using a LUT (330 of Fig. 3, for example, 1200 of Fig. 12). The N modulated bit signals can be transformed from a time domain to a frequency domain, such as by applying FFTs to generate a multiplicity of channel signals, for example, and can then be filtered to perform pulse shaping ( 1340). The resulting channel signals are multiplexed (1350), by applying a large IFFT, for example (570 of Figure 5, for example) to output a digital electrical signal. The digital electrical signal can be converted into an analogue signal, using a DAC, for example (340 of Figure 3, for example) and then converted into an optical signal for transmission (1360).

[0051]A Figura 14 ilustra um método de comunicação óptica 1400 que pode ser implementado por um lado de receptor da rede de comunicação óptica (RX DSP 132 da Figura 1, RX DSP 410 da Figura 4, RX DSP 800 da Figura 8, por exemplo). O método 1400 pode incluir funções implementadas por um lado de transmissor da rede de comunicação óptica. Um sinal óptico é recebido (1410). O sinal óptico é convertido em sinal elétrico digital ( 420), tal como por uma conversão O/E e conversão AD. O sinal elétrico digital pode ser transformado para um domínio de frequência, por aplicação de um FFT (810 da Figura 8, por exemplo) para gerar uma multiplicidade de sinais de canal. O sinal elétrico digital pode ser processado para compensação de distorção e para a recuperação da portadora em cada tom (1430). Os sinais processados são decodificados com formatos de demodulação (1440) que correspondem aos formatos de modulação empregados em um lado transmissor. Os sinais de bits demodulados são serializados para restaurar a sua ordem original (1450).[0051] Figure 14 illustrates an optical communication method 1400 that can be implemented by a receiver side of the optical communication network (RX DSP 132 of Figure 1, RX DSP 410 of Figure 4, RX DSP 800 of Figure 8, for example). Method 1400 may include functions implemented by a transmitter side of the optical communication network. An optical signal is received (1410). The optical signal is converted to a digital electrical signal (420), such as by O/E conversion and AD conversion. The digital electrical signal can be transformed to a frequency domain by applying an FFT (810 of Figure 8, for example) to generate a multiplicity of channel signals. The digital electrical signal can be processed for distortion compensation and carrier recovery on each tone (1430). The processed signals are decoded with demodulation formats (1440) that correspond to the modulation formats employed at a transmitting side. The demodulated bit signals are serialized to restore their original order (1450).

[0052]A Figura 15 ilustra uma unidade transceptora 1500 que pode ser qualquer dispositivo que transmita e/ou receba sinais ópticos com dados codificados. A unidade transceptora 1500 pode estar localizada, por exemplo, em um sistema de comunicação óptica que pode implementar o transmissor 110 e o receptor 130 mostrados na Figura 1. A unidade transceptora 150 pode consistir em um transceptor óptico coerente. A unidade transceptora 1500 pode ser configurada para implementar ou dar suporte a qualquer um dos esquemas descritos no presente documento, tal como o esquema de DMT de multimodulação, carregamento de bits flexível, alocação flexível de potência e os métodos de comunicação óptica 1300 e 1400 das Figuras 13 e 14. A unidade transceptora 1500 pode também atuar como um outro nó(s) em uma rede de transporte óptico (OTN) tal como um terminal de linha óptica (OLT), uma unidade de rede óptica (ONU), e/ou outros elementos de rede óptica. O termo unidade transceptora abrange uma faixa ampla de dispositivos dos quais a unidade transceptora 1500 é um exemplo. A unidade transceptora 1500 está incluída para fins de clareza de discussão somente, mas não tem absolutamente o intuito de limitar a aplicação da presente invenção a uma unidade transceptora específica ou classe de unidade transceptora.[0052] Figure 15 illustrates a transceiver unit 1500 that can be any device that transmits and/or receives optical signals with encoded data. Transceiver unit 1500 may be located, for example, in an optical communication system that may implement the transmitter 110 and receiver 130 shown in Figure 1. Transceiver unit 150 may consist of a coherent optical transceiver. Transceiver unit 1500 may be configured to implement or support any of the schemes described herein, such as the DMT scheme of multimodulation, flexible bit loading, flexible power allocation, and the optical communication methods 1300 and 1400 of the Figures 13 and 14. The transceiver unit 1500 may also act as another node(s) in an optical transport network (OTN) such as an optical line terminal (OLT), an optical network unit (ONU), and/or or other optical network elements. The term transceiver unit encompasses a wide range of devices of which the transceiver unit 1500 is an example. Transceiver unit 1500 is included for the purposes of clarity of discussion only, but is by no means intended to limit the application of the present invention to a specific transceiver unit or class of transceiver unit.

[0053]Os elementos/métodos na presente invenção podem ser implementados, por exemplo, usando hardware, firmware e/ou software instalado para funcionar no hardware. Conforme mostrado na Figura 15, a unidade transceptora 1500 pode incluir uma extremidade dianteira de elétrico em óptico (E/O) 1510 e/ou uma extremidade dianteira de óptico em elétrico (O/E) 1520, que podem converter um sinal elétrico em um sinal óptico para transmissão em uma OTN e/ou para receber um sinal óptico da OTN e converter o sinal óptico em um sinal elétrico respectivamente. Um processador 1530 pode ser acoplado à extremidade dianteira E/O 1510 e à extremidade dianteira O/E 1520 por meio de uma multiplicidade de DACs 1540 e ADCs 1550, respectivamente, que podem ser parte ou não do processador 1530. Os DACs 1540 podem converter sinais elétricos digitais gerados pelo processador 1530 em sinais elétricos analógicos que podem ser introduzidos na extremidade dianteira E/O 1510. Os ADCs 1550 podem converter sinais elétricos analógicos recebidos da extremidade dianteira O/E 1520 em sinais elétricos digitais que podem ser processados pelo processador 1530. Se a unidade transceptora se encontra em lado de transmissor, o processador 1530 pode incluir uma unidade de carregamento flexível de bits 1533 para o carregamento de bits em cada tom e um módulo de alocação flexível de potência 1534 para a alocação de potência a um ou mais tons. O processador 1530 pode ser acoplado a um ou mais processadores de núcleos múltiplos e/ou módulos de memória 1532, que podem funcionar como armazenadores de dados, tampões etc. O módulo de memória 1532 pode incluir uma tabela de consulta para a alocação flexível de potência. O processador 1530 pode ser implementado como um processador geral ou pode ser parte de um ou mais ASICs e/ou DSPs. A unidade de carregamento flexível de bits 1533 e o módulo de alocação flexível de potência 1534 podem ser implementados como instruções armazenadas no módulo de memória 1532, que pode ser executado pelo processador 1530. O módulo de memória 1532 pode incluir um cache para armazenar temporariamente o conteúdo, tal como uma Memória de Acesso Aleatório (RAM), por exemplo. Adicionalmente, o módulo de memória 1532 pode incluir uma armazenagem a longo prazo para armazenar o conteúdo durante um tempo relativamente mais prolongado, tal como uma Memória de Leitura Somente (ROM), por exemplo. O cache e a armazenagem a longo prazo podem incluir, por exemplo, memórias de acesso aleatório dinâmico (DRAMs), drives de estado sólido (SSDs), discos rígidos ou suas combinações. O processador 1530 é um processador programável e instruções executáveis podem ser carregadas na unidade transceptora 1500, no pelo menos um do processador 1530 e/ou módulo de memória 1532. Cada um dos ramais de processamento paralelo em um lado de transmissor (112 da Figura 1, 310 da Figura 3, 500 da Figura 5, por exemplo) pode ser configurado usando-se as instruções executáveis, que podem incluir uma taxa de bits, formato de modulação de cada ramal, o número total de ramais e os esquemas de carregamento de bits e alocação de potência dos ramais. Cada um dos ramais de processamento paralelo em um lado do receptor (132 da Figura 1, 410 da Figura 4, 800 da Figura 8, por exemplo) pode ser configurado usando-se as instruções executáveis, que podem incluir um formato de modulação de demodulação de cada ramal e o número total de ramais.[0053] The elements/methods in the present invention can be implemented, for example, using hardware, firmware and/or software installed to run on the hardware. As shown in Figure 15, transceiver unit 1500 may include an electrical-to-optical (E/O) front end 1510 and/or an optical-to-electric (O/E) front end 1520, which can convert an electrical signal into an electrical signal. optical signal for transmission in an OTN and/or for receiving an optical signal from the OTN and converting the optical signal into an electrical signal respectively. A processor 1530 may be coupled to the I/O front end 1510 and O/E front end 1520 via a plurality of DACs 1540 and ADCs 1550, respectively, which may or may not be part of the processor 1530. The DACs 1540 can convert digital electrical signals generated by processor 1530 into analog electrical signals that can be input to front end I/O 1510. ADCs 1550 can convert analog electrical signals received from front end O/E 1520 into digital electrical signals that can be processed by processor 1530 If the transceiver unit is on the transmitter side, the processor 1530 may include a flexible bit loading unit 1533 for loading bits in each tone and a flexible power allocation module 1534 for allocating power to one or more more tones. Processor 1530 may be coupled with one or more multi-core processors and/or memory modules 1532, which may function as data stores, buffers, etc. Memory module 1532 can include a lookup table for flexible power allocation. Processor 1530 may be implemented as a general processor or may be part of one or more ASICs and/or DSPs. Flexible bit loading unit 1533 and flexible power allocation module 1534 may be implemented as instructions stored in memory module 1532, which may be executed by processor 1530. Memory module 1532 may include a cache for temporarily storing the content, such as Random Access Memory (RAM), for example. Additionally, memory module 1532 may include long-term storage for storing content for a relatively longer time, such as Read Only Memory (ROM), for example. Caching and long-term storage may include, for example, dynamic random access memories (DRAMs), solid state drives (SSDs), hard disks, or combinations thereof. Processor 1530 is a programmable processor and executable instructions may be loaded into transceiver unit 1500, at least one of processor 1530 and/or memory module 1532. Each of the parallel processing branches on a transmitter side (112 of Figure 1 , 310 of Figure 3, 500 of Figure 5, for example) can be configured using the executable instructions, which can include a bit rate, modulation format of each branch, the total number of branches and the loading schemes of bits and branch power allocation. Each of the parallel processing branches on one side of the receiver (132 of Figure 1, 410 of Figure 4, 800 of Figure 8, for example) can be configured using executable instructions, which can include a modulation-demodulation format of each extension and the total number of extensions.

[0054] Qualquer processamento da presente invenção pode ser implementando fazendo-se com que um processador, processadores de sinal digital (DSP), circuito integrado específico à aplicação (ASIC) ou componentes de um processador em um sistema (110, 130 da Figura 1, por exemplo) execute um programa de computador ou proveja funções. Neste caso um produto de programa de computador pode ser provido a um computador ou a um dispositivo móvel usando-se qualquer tipo de mídia legível por computador não transitória. O produto de programa de computador pode ser armazenado em um meio legível por computador não transitório no computador ou no dispositivo de rede. O meio legível por computador não transitório inclui qualquer tipo de meios de armazenamento tangíveis. Exemplos de meios legíveis por computador não transitórios incluem meios de armazenagem magnéticos (tais como fitas magnéticas, drives de disco rígido, memória flash etc.), meios de armazenagem magnéticos ópticos (discos magneto-ópticos, por exemplo), disco compacto-memória de leitura somente (CD-ROM), disco compacto gravável (CD-R), disco compacto regravável (CD- R/W), disco digital versátil (DVD), disco Blu-ray (marca registrada), (BD), e memórias semicondutoras (tais como ROM mascara, ROM programável (PROM), PROM deletável), ROM flash e RAM). O produto de programa de computador pode ser provido a um computador ou a um dispositivo de rede usando- se qualquer tipo de meios legíveis por computador transitórios. O termo “configurado para (efetuar uma tarefa)” conforme usado no presente documento inclui o fato de ser programável, programado, conectável, ligado por fio ou de outro modo qualquer construído para ter a capacidade de desempenhar a tarefa quando arranjado ou instalado do modo descrito no presente documento.[0054] Any processing of the present invention can be implemented by making a processor, digital signal processors (DSP), application-specific integrated circuit (ASIC) or processor components in a system (110, 130 of Figure 1 , for example) execute a computer program or provide functions. In this case a computer program product can be provided to a computer or a mobile device using any type of non-transient computer readable media. The computer program product may be stored on a non-transient computer-readable medium on the computer or network device. The non-transient computer-readable medium includes any type of tangible storage medium. Examples of non-transitory computer readable media include magnetic storage media (such as magnetic tapes, hard disk drives, flash memory, etc.), optical magnetic storage media (magneto-optical disks, for example), compact disk-optical memory Read Only (CD-ROM), Compact Disc Recordable (CD-R), Compact Disc Rewritable (CD-R/W), Digital Versatile Disc (DVD), Blu-ray Disc (Trademark), (BD), and Memories semiconductor (such as mask ROM, programmable ROM (PROM), erasable PROM), flash ROM and RAM). The computer program product may be provided to a computer or network device using any type of transient computer readable media. The term "configured to (perform a task)" as used herein includes being programmable, programmed, pluggable, wired or otherwise constructed to have the capability of performing the task when arranged or installed in the manner described in this document.

[0055]Embora tenham sido propostas diversas modalidades no presente documento, deve ficar subentendido que os sistemas e métodos descritos podem ser incorporados em muitas outras formas específicas sem que haja desvio do âmbito da presente invenção. Os presentes exemplos devem ser considerados como ilustrativos e não restritivos e a intenção é que não se seja limitado aos detalhes dados no presente documento. Os diversos elementos ou componentes podem ser, por exemplo, combinados integrados a um outro sistema ou então determinados elementos podem ser omitidos ou não implementados. Uma série de variações e modificações podem ser feitas sem que haja desvio do âmbito da invenção conforme ela foi definida nas reivindicações.[0055] Although several embodiments have been proposed in this document, it should be understood that the systems and methods described can be incorporated in many other specific ways without departing from the scope of the present invention. The present examples are to be considered as illustrative and not restrictive and the intention is not to be limited to the details given in this document. The different elements or components can be, for example, combined and integrated into another system or else certain elements can be omitted or not implemented. A number of variations and modifications can be made without departing from the scope of the invention as defined in the claims.

Claims

1. Device for the optical transmission of discrete multitone (DMT), CHARACTERIZED in that the device comprises a demultiplexer configured to convert serial data into groups of bits and to load on each of a plurality of branches (B1, B2, B3 , B4) of parallel processing with an associated group of data bits, based on the bit rates of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing; wherein each branch of the plurality of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing is configured to encode the associated group of data bits into an associated tone, to effect a power allocation to the encoded group of data bits, to apply a respective Fast Fourier Transform (FFT) after power allocation and to perform pulse shaping independently on the tones (610, 620, 630, 640) using the respective Fast Fourier Transform, where a first rate bit rate and modulation to a first branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) parallel processing is different from a second bit rate and modulation to a second branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing.

2. Device according to claim 1, characterized by the fact that each branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing comprises an encoder configured to generate a symbol with an associated modulation; wherein the device is configured to allocate power to the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing to emphasize one or more of the symbols, wherein the power allocated to the first branch is different from a power allocated to the second branch .

3. Device according to claim 1 or 2, CHARACTERIZED by the fact that the first branch is configured to encode a first group of data bits from groups of bits in a first tone with a lower order modulation format, in that the second branch is configured to encode a second group of data bits from the groups of bits into a second tone with a higher order modulation format.

4. Device according to claim 3, characterized by the fact that each branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing comprises an encoder configured to generate a symbol with an associated modulation; wherein the device is configured to allocate a first power to at least the first branch to emphasize the associated symbol of the first branch.

5. Device, according to claim 3, CHARACTERIZED by the fact that the device is configured to allocate power to the first branch based on the signal-to-noise ratio (SNR) difference between the lower-order modulation and the higher-order modulation higher to compensate the SNR difference or based on the bandwidth arrangement of the branches (B1, B2, B3, B4).

6. Device according to claim 2, CHARACTERIZED by the fact that the device is configured to perform power allocation to keep the bit error rate (BER) at a minimum value.

7. Device, according to claim 1 or 2, CHARACTERIZED by the fact that the device is configured to adaptively arrange a compensation for signal distortion in each branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing.

8. Method for optical discrete multitone transmission (DMT), CHARACTERIZED in that the method comprises: receiving a serial data stream; and converting the serial data into groups of bits and loading into each branch of a plurality of parallel processing branches (B1, B2, B3, B4) an associated group of data bits based on the bit rates of the plurality of branches ( B1, B2, B3, B4) of parallel processing, each branch of the plurality of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing configured to encode the associated group of data bits into an associated tone to effect an allocation to the group of encoded data bits, to apply a respective Fast Fourier Transform (FFT) after the power allocation, and to perform pulse shaping independently on the tones (610, 620, 630, 640) using the respective Fast Fourier Transform, where a first bit rate and modulation to the first branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing is different from a second bit rate and modulation to a second branch of the multiplicity of parallel processing branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing.

9. Method, according to claim 8, CHARACTERIZED by the fact that the method further comprises: the use of each of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing, generating a symbol with an associated modulation , and allocating a power to each branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing to emphasize one or more of the symbols, the power allocated to the first branch different from a power allocated to the second branch.

10. Method, according to claim 9, CHARACTERIZED by the fact that the power allocation comprises the determination of a power factor in each branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing to maintain a bit error rate (BER) to a minimum value.

11. Method, according to claim 9, CHARACTERIZED by the fact that the allocation of power comprises the determination of a power factor in each branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing based on a signal-to-noise ratio (SNR) difference between a difference in the modulations of the branches (B1, B2, B3, B4) to compensate for the difference in SNR or based on the bandwidths of the branches (B1, B2, B3, B4 ).

12. Method, according to claim 8 or 9, CHARACTERIZED by the fact that loading on each branch of a plurality of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing of the associated group of data bits comprises loading from a first group of data bits of the groups of bits to a first branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing, and from a second group of data bits of the groups of bits into a second group of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing, a size of the first group of data bits being different from the second group of data bits; wherein the first branch is configured to encode the first group of data bits into a first tone with a low-order modulation format and wherein the second branch is configured to encode the second group of data bits into a second tone with a higher order modulation format.

13. Method, according to claim 12, CHARACTERIZED by the fact that it comprises: the use of each branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) of parallel processing, generating a symbol with an associated modulation, and the allocation of different powers in the first branch and the second branch to emphasize the symbol of one of the first branch and the second branch.

14. Method, according to claim 8 or 9, CHARACTERIZED by the fact that the method further comprises adaptively arranging compensation for signal distortion in each branch.

15. Computer-readable, non-transient memory storing instructions, which, when executed by a computer device, cause the processor of the device to effect a method for transmitting discrete multitone optical (DMT) transmission, CHARACTERIZED by the fact that the method comprises : receive serial data; and converting the serial data into groups of bits and loading into each of a plurality of parallel processing branches (B1, B2, B3, B4) an associated group of data bits based on the bit rates of the plurality of branches ( B1, B2, B3, B4) parallel processing, each branch configured to encode the associated group of data bits into an associated tone, to effect a power allocation to the encoded group of data bits, to apply a respective Fast Transformer Fourier (FFT) after power allocation and to perform pulse shaping independently on the tones (610, 620, 630, 640) using the respective Fast Fourier Transform, where a first bit rate and modulation of a first branch of the different parallel processing multiplicity of branches of a second bit rate and modulation to a second branch of the parallel processing multiplicity of branches.

16. Device for the optical transmission of discrete multitone (DMT), CHARACTERIZED in that the device comprises a multiplicity of parallel processing branches (B1, B2, B3, B4) configured to process a digital electrical signal of the DMT transmission having a plurality of coded tones; wherein each branch is configured to process a coded tone from the DMT transmission with a multiplicity of coded tones in it to provide data bits, to effect a power allocation to the group of coded data bits, to apply a respective Fast Fourier Transform (FFT) after power allocation and to independently format the pulses on the tones (610, 620, 630, 640) using the respective Fast Fourier Transform, where a first branch of the multiplicity of branches (B1, B2 , B3, B4) parallel processing configured to process a first tone of a first demodulation format other than a second demodulation format to a second branch of the multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) parallel processing to a second tone.

17. Method for discrete multitone optical transmission (DMT), CHARACTERIZED by the fact that it comprises: the use of a multiplicity of parallel processing branches (B1, B2, B3, B4) configured to produce bits of data from a DMT transmission digital electrical signal; wherein each branch is configured to process a coded tone from the DMT transmission with a multiplicity of coded tones in it to provide bit data, to effect a power allocation to the group of coded data bits, to apply a respective Fast Fourier Transform (FFT) after power allocation and to perform pulse shaping independently on the tones (610, 620, 630, 640) using the respective Fast Fourier Transform; wherein a first branch of the parallel processing multiplicity of branches (B1, B2, B3, B4) configured to process a first tone of a first demodulation format other than a second demodulation format to a second branch of the multiplicity of branches (B1 , B2, B3, B4) parallel processing for a second tone.