CN101588207B

CN101588207B - 一种高速光接收子系统及其优化协调方法

Info

Publication number: CN101588207B
Application number: CN2008100673097A
Authority: CN
Inventors: 沈百林; 夏焱
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2028-05-20
Also published as: CN101588207A

Abstract

本发明公开了一种高速光接收子系统及其优化协调方法，该系统包括依次相连的偏振模色散补偿器、掺铒光纤放大器、可调色散补偿器、光接收机及前向误码纠错单元；偏振模色散补偿器用于对光信号进行偏振模色散的补偿；掺铒光纤放大器用于对光信号的功率进行放大；可调色散补偿器用于对功率放大后的光信号进行色散补偿；光接收机用于将光信号恢复成电信号；前向误码纠错单元用于实现信号纠错，并提供纠错前误码信息。本发明具有偏振模色散容限大、系统色散容限大、光接收机输入光功率动态范围大的优点；由于采取了根据是否需要误码信息对各单元进行分类优化调整的方法，各功能单元之间更加协调，达到了优化接收信号的目的，提高了系统的可靠性和健壮性。

Description

一种高速光接收子系统及其优化协调方法

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种高速光接收子系统及其优化协调方法。

背景技术

波分复用技术的商用水平已经发展到单通道40Gb/s，目前正在研究单通道100Gb/s的波分系统。但是，高速光通信系统的传输限制因素很多，需要考虑噪声、色散、偏振模色散、非线性效应等。光纤的偏振模色散源于光纤的双折射，主要是光纤的非理想圆对称或外加应力产生的；光纤的色散源于激光并不是单色光，并且由于加载调制信号会导致光谱展宽，因而同一个光脉冲的前后沿的波长会不同，从而在传输过程中会发生脉冲展宽。通常，光接收机有最小灵敏度和过载光功率的指标限制，即输入光功率动态范围的限制，但是速率越高，输入光功率动态范围越小。以40Gb/s的非归零码为例，色散容限只有±50ps/nm，偏振模色散只有2.5ps，接收机的输入光功率动态范围也很小，只有6dB左右。所以工程上高速光通信系统必须进行色散补偿、偏振模色散补偿、输入光功率控制，而目前还没有实现相应的完整的接收系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高速光接收子系统及其优化协调方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高速光接收子系统，包括依次相连的偏振模色散补偿器、掺铒光纤放大器、可调色散补偿器、光接收机及前向误码纠错单元；

所述偏振模色散补偿器，用于对光信号进行偏振模色散的补偿；

所述掺铒光纤放大器，用于对光信号的功率进行放大；

所述可调色散补偿器，用于根据纠错前误码信息对功率放大后的光信号进行色散补偿；

所述光接收机，用于根据纠错前误码信息将光信号恢复成电信号；

所述前向误码纠错单元，用于实现信号纠错，并提供纠错前误码信息。

其中，该系统还包括微处理器，与所述偏振模色散补偿器、掺铒光纤放大器、可调色散补偿器、光接收机及前向误码纠错单元分别相连，用于协调各功能单元。

其中，所述光接收机包括：判决电平和采样相位调整功能单元。

其中，所述偏振模色散补偿器和掺铒光纤放大器的位置可互换。

其中，所述光接收机和前向误码纠错单元之间建立有快速纠错前误码信息传输通道。

一种高速光接收子系统的优化协调方法，先对偏振模色散补偿器和掺铒光纤放大器进行优化调整；再对可调色散补偿器和光接收机进行优化调整。

其中，所述可调色散补偿器和光接收机的优化调整过程进一步包括：先对可调色散补偿器进行粗略调整，同时禁止优化调整光接收机；粗略调整结束后，再对可调色散补偿器进行精细调整，同时对光接收机进行优化调整；待可调色散补偿器的精细调整结束之后，只对光接收机进行优化调整。

本发明具有以下有益效果：

本发明所提供的高速光接收子系统可依次对光信号进行偏振模色散补偿、功率放大、色散补偿、信号恢复、前向误码纠错，具有偏振模色散容限大、系统色散容限大、光接收机输入光功率动态范围大的优点；同时，由于采取了根据是否需要误码信息对各单元进行分类优化调整的方法，各功能单元之间更加协调，达到了优化接收信号的目的，提高了系统的可靠性和健壮性。

附图说明

图1是本发明中高速光接收子系统的原理结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

请参阅图1，本发明所提出的高速光接收子系统包括偏振模色散补偿器(PMDC，Polarization Mode Dispersion Compensator)、掺铒光纤放大器(EDFA，Erbium Doped Fiber Amplifier)、可调色散补偿器(TODC，Tunable Optical Dispersion Compensator)、光接收机(Rx)、前向误码纠错单元(FEC，forward error correction)以及子系统的微处理器(MCU，Micro Controller Unit)等单元。其中，光接收机又包括若干个性能优化子单元，例如判决电平和采样相位调整功能单元，可通过调整相关参数优化其接收性能。该图中，实线表示信号流向，虚线表示各单元之间的通信。

上述高速光接收子系统在接收到光信号后，对该信号依次进行偏振模色散补偿、光功率放大、色散补偿、光接收优化、前向误码纠错，具体的工作原理为：

首先，来自波分设备解复用器的光信号进入偏振模色散补偿器，自适应地完成偏振模色散的补偿，无需借助FEC(Forward Error Correction，前向纠错)纠错前误码信息。

其次，光信号进入掺铒光纤放大器进行功率放大，使得光信号之后到达光接收机时的功率满足光接收机的要求。该步骤中，掺铒光纤放大器根据微处理器的下发命令进行功率的控制，其判据是光接收机的辅助信息或者光接收机的类型。

然后，放大后的光信号进入可调色散补偿器进行色散补偿。该步骤中，由微处理器下发色散补偿调整量给可调色散补偿器，其判据是FEC纠错前误码信息，该信息由前向误码纠错单元提供。

最后，光信号进入光接收机，实现信号的恢复，输出电信号，之后由前向误码纠错单元完成信号纠错。光接收机内部又包含有多个信号优化控制功能单元，例如判决电平和采样相位调整功能单元，均需利用FEC纠错前误码信息，为加快优化进程，光接收机和前向误码纠错单元之间建立了快速的纠错前误码信息传输通道。

在该系统中，偏振模色散补偿器的具体配置位置需根据实际情况确定。如图1所示，偏振模色散补偿器置于掺铒光纤放大器之前，但如果光接收机的输入光功率要求较低，偏振模色散补偿器也可以置于掺铒光纤放大器之后。例如光接收机的输入功率要求是+8dBm左右，而偏振模色散补偿器和可调色散补偿器的插入损耗均是6dB，那么偏振模色散补偿器必须置于掺铒光纤放大器之前，这样掺铒光纤放大器的输出功率为+14dBm，如果偏振模色散补偿器置于掺铒光纤放大器之后，考虑到系统裕量，那么要求掺铒光纤放大器输出功率达+20dBm以上，这样设计难度大，系统性能差；再比如，如果光接收机的输入功率要求是0dBm，那么偏振模色散补偿器可置于掺铒光纤放大器之后，此时，掺铒光纤放大器的输出功率为+12dBm左右即可。

偏振模色散补偿器的监测信号有多种，而偏振度是最常用的一种，因此无需误码信息作反馈，当然，误码信息也可以用来调整偏振模色散补偿，由于涉及到多种优化控制，例如色散补偿调整，只有在色散补偿合适的时候，系统才能有效检测到误码，但色散补偿是是未知的，所以不适合用误码信息作为偏振模色散补偿的反馈信号。

本发明所述高速光接收子系统内部单元的优化调整根据是否需要误码信息作为判据分为两类：第一类无需误码信息，包括偏振模色散补偿器和掺铒光纤放大器；第二类需要误码信息，包括可调色散补偿器和光接收机优化，具体为：

第一步：子系统首先进行偏振模色散补偿器和掺铒光纤放大器的优化调整。偏振模色散补偿器实时动态补偿系统偏振模色散，只要输入光功率在允许范围内，掺铒光纤放大器均能锁定输出光功率或者根据接收机的反馈信号动态微调输出光功率。这两个功能单元完成优化后，其后的任何细小调整不会影响后续的可调色散补偿器和光接收机的调整。

第二步：进行可调色散补偿器和光接收机的优化调整，两者不能同时进行优化调整。具体为：先对可调色散补偿器进行粗略调整，同时禁止光接收机的优化调整；粗略调整结束后，对可调色散补偿器进行精细调整，同时可进行光接收机的优化调整，即完成一次精细调整后执行一次光接收机优化，直至最终完成可调色散补偿器的精细调整；精细调整结束后，只对光接收机进行优化调整；当系统色散发生改变时，可再次启动可调色散补偿器的优化调整。

光接收机在优化时可直接从前向误码纠错单元获取误码信息，根据误码信息完成分析处理，可较快地完成优化调整。光接收机的内部优化进程也包含很多种，需要按顺序执行优化，例如判决电平和采样相位，执行完判决电平优化调整后再执行相位调整优化；而有些优化并不需要实时进行，可设置每隔一个较长时间才执行一次优化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高速光接收子系统，其特征在于，包括依次相连的偏振模色散补偿器、掺铒光纤放大器、可调色散补偿器、光接收机及前向误码纠错单元；

所述掺铒光纤放大器，用于对光信号的功率进行放大；

2.如权利要求1所述的高速光接收子系统，其特征在于，该系统还包括微处理器，与所述偏振模色散补偿器、掺铒光纤放大器、可调色散补偿器、光接收机及前向误码纠错单元分别相连，用于协调各功能单元。

3.如权利要求1或2所述的高速光接收子系统，其特征在于，所述光接收机包括：判决电平和采样相位调整功能单元。

4.如权利要求1或2所述的高速光接收子系统，其特征在于，所述偏振模色散补偿器和掺铒光纤放大器的位置可互换。

5.如权利要求1所述的高速光接收子系统，其特征在于，所述光接收机和前向误码纠错单元之间建立有快速纠错前误码信息传输通道。

6.一种用于如权利要求1所述高速光接收子系统的优化协调方法，其特征在于，先对偏振模色散补偿器和掺铒光纤放大器进行优化调整；再对可调色散补偿器和光接收机进行优化调整。

7.如权利要求6所述的优化协调方法，其特征在于，所述可调色散补偿器和光接收机的优化调整过程进一步包括：先对可调色散补偿器进行粗略调整，同时禁止优化调整光接收机；粗略调整结束后，再对可调色散补偿器进行精细调整，同时对光接收机进行优化调整；待可调色散补偿器的精细调整结束之后，只对光接收机进行优化调整。