CN102422572B - 用于操作相干光学分组接收机的方法和设备 - Google Patents

用于操作相干光学分组接收机的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于操作包括至少一个线性物理损伤补偿滤波器的相干光学分组接收机的方法，其中根据在具有与接收光学分组类似的至少一个行进参数的至少一个光学分组上实现的所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器的先前设置确定，确定施加于具有至少一个给定行进参数的所述接收光学分组上的、至少一个线性物理损伤补偿滤波器的设置。

Description

用于操作相干光学分组接收机的方法和设备
背景技术
本发明涉及光学系统领域且更特别地涉及相干光学分组检测器。
波分复用(WDM)光学网络中的最近的改进已达到每个信道100Gb/s的传输数据速率。
因此，透明网络提供了从进入节点向外出节点传送数据的巨大能力。
然而，此类性能要求设备在外出节点处实现此类信号的相干检测。图1表示在高调制速率WDM光学网络中使用的相干接收机。所述接收机包括允许将被偏振射束分裂器5分裂的输入信号3与由本地振荡器7提供的信号进行组合的两个组合单元1。所述组合单元1包括λ/4光学滤波器9、半反射镜11和偏振射束分裂器5，其允许获得被发送到四个不同光电二极管13的四个信号。来自光电二极管13的信号然后被模数转换器(ADC)15转换并传送至数字信号处理单元17。在DSP单元17的输出端处，信号被传送到误比特率(BER)解码单元19。在图2中表示了数字处理单元17的细节。在ADC15中的转换之后，将信号传送至采样示波器21并然后传送至重新采样单元23。在重新采样之后，色散单元25实现残余色散的粗滤波。单元26因此可以指色散的粗滤波。然后在单元27中实现数字时钟恢复，然后，偏振解复用和均衡单元29实现针对残余色散的细补偿。然后将信号传送至频率和载波相位恢复单元31、符号识别单元33并然后传送至误比特率解码单元19。因此，此类设备允许处理具有高调制速率的光学信号。
为了改善网络的灵活性，可能的下一步骤是不同信号沿着光学信道的聚合以便使网络容量最优化。
然而，经证明在传统电路网络(如先前在图1和图2中描述的那个)中使用的检测设备不适合，因为其太慢，特别是与残余色散(单元26)的粗滤波相对应的步骤，所述步骤基于自适应方法并要求该方法的收敛和/或最优化滤波参数的选择。以相同的方式，用于其它线性物理损伤(诸如偏振模色散)的滤波的设备太慢而不能实现要求时间范围内的高效滤波。
发明内容
因此，本发明的目的是克服上述缺点并提供一种使得能够减少实现线性物理损伤补偿滤波(诸如残余色散滤波)所需的时间的方法。
因此，本发明涉及一种用于操作包括至少一个线性物理损伤补偿滤波器的相干光学分组接收机的方法，其中，根据在具有与接收光学分组类似的至少一个行进参数的至少一个光学分组上实现的所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器的先前设置确定来确定施加于具有至少一个给定行进参数的所述接收光学分组上的至少一个线性物理损伤补偿滤波器的设置。
根据一方面，根据在具有与接收光学分组相同的至少一个行进参数的至少一个光学分组上实现的所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器的先前设置确定来确定施加于具有至少一个给定行进参数的所述接收光学分组上的至少一个线性物理损伤补偿滤波器的设置。
根据另一实施例，所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器包括偏振模色散滤波器。
根据附加实施例，所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器包括色散滤波器。
根据另一实施例，色散的滤波包括第一和第二级，所述第一级实现所述色散的粗滤波，所述第二级实现所述色散的细滤波，并且根据在具有与接收光学分组类似的至少一个行进参数的至少一个光学分组上实现的第一级的所述色散滤波器的先前设置确定来确定施加于具有至少一个给定行进参数的所述接收光学分组上的第一级的色散滤波器的设置。
根据另一实施例，色散的滤波包括第一和第二级，所述第一级实现所述色散的粗滤波，所述第二级实现所述色散的细滤波，并且根据在具有与接收光学分组类似的至少一个行进参数的至少一个光学分组上实现的第二级的所述色散滤波器的先前设置确定来确定施加于具有至少一个给定行进参数的所述接收光学分组上的第一级的色散滤波器的设置。
根据附加实施例，与至少一个给定行进参数相对应的至少一个色散滤波器的设置被保存在查找表中。
根据另一实施例，在预定时间之后基于新接收光学分组的设置确定来更新查找表。
根据另一实施例，将服务光学分组用于查找表的更新。
根据附加实施例，所述至少一个行进参数包括光学分组所遵循的光程。
根据另一实施例，所述至少一个行进参数包括光学分组所经历的残余色散。
根据另一实施例，在在专用控制信道上传送的控制光学分组中传送所述至少一个行进参数。
根据另一实施例，在光学分组报头中传送所述至少一个行进参数。
本发明还涉及一种相干光学接收机，其包括用于处理具有至少一个给定行进参数的接收光学分组的至少一个线性物理损伤补偿滤波器和用于执行所述至少一个行进参数的确定且根据施加于具有类似的至少一个行进参数的光学分组上的先前设置来修改所述线性物理损伤补偿滤波器的设置的至少一个处理装置。
根据另一实施例，所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器包括偏振模色散滤波器。
根据另一实施例，所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器包括色散滤波器。
相对于另一方面，所述先前设置已被施加于具有相同的至少一个行进参数的光学分组上。
根据附加实施例，所述相干光学接收机包括检测所述至少一个行进参数的装置。
根据另一实施例，所述至少一个行进参数包括光学分组所遵循的透明路径的标识符。
根据另一实施例，所述至少一个行进参数包括光学分组所经历的残余色散量。
根据附加实施例，所述相干光学接收机包括实现粗滤波的第一色散滤波器和实现细色散滤波的第二色散滤波器，其中，根据施加于具有类似的至少一个行进参数的光学分组上的先前设置来确定所述第一色散滤波器的设置。
本发明还涉及一种光学网络，其包括装配有相干光学接收机和用于从一个节点向另一个节点传送至少一个行进参数的值的处理装置。
根据另一实施例，所述节点包括用于执行从光学分组的进入节点到当前节点的至少一个行进参数的值的更新的处理装置。
附图说明
图1是表示相干接收机的图；
图2是在光学相干接收机的数字信号处理电路中使用的不同单元的概要图；
图3是表示根据本发明的实施例的查找表的一部分的示例的图表；
图4是其中能够使用本发明的实施例的透明光学网络的图示。
图5是根据本发明的实施例的在光学相干接收机的数字信号处理电路中使用的不同单元的概要图。
具体实施方式
如本文中所使用的，术语“光学信号的行进参数”指的是所述光信号根据所遵循的路径而变的参数。所述行进参数可以是例如光信号的行进路径的标识符或诸如残余色散之类的根据路径而变的参数。
如本文中所使用的，术语“服务光学分组”指的是不包括需要被传送的任何数据并且被传送以便控制行进参数的变化的光学分组。
如本文中所使用的，术语“光程”指的是光学网络中的透明路径。
可以在其它特定设备和/或方法中体现本发明。所述实施例将在所有方面被视为仅仅是说明性而非限制性的。特别地，由所附权利要求而不是由本文的说明书和附图来指示本发明的范围。
为了改善网络的灵活性，可能的步骤是不同信号沿着光学信道聚合以便使网络容量最优化并连同相干检测设备一起使用光学分组。
本发明的实施例涉及用于相干光学接收机中的残余色散的粗滤波的滤波器参数确定的最优化。所述最优化对应于保存针对具有给定行进参数的光学分组所获得的滤波器参数，所保存的滤波器参数在在相干光学接收机的输入端处接收到具有类似或例如相同行进参数的光学分组的情况下被重新使用。
事实上，诸如偏振模色散或残余色散之类的线性物理损伤是根据分组所遵循的光程而变的因数。此外，对于给定光程而言，诸如残余色散之类的残余损伤可能随时间而改变。因此，可以确定光学分组的光程与其残余损伤(例如残余色散或残余偏振模色散)之间的对应关系，但可能需要定期更新以便获得良好的适合性。
可以每当接收到行进通过给定光程的光学分组时或在预定时间量之后实现这些更新。在后一种情况下，如果在已经历预定时间之后未接收到沿着给定光程的光学分组，则沿着该路径发送服务光学分组以便更新沿着所述光程的残余损伤(诸如色散)的值。此外，可以使用服务光学分组在包括相干光学分组接收机的网络或网络的一部分实施时对其进行初始化。
在以下说明中，将关注色散滤波的情况，然而，可以对其它线性物理损伤应用类似技术。
残余色散补偿滤波器系数和关联光程的值被保存在诸如图3中描述的查找表100中。在表示光学网络的图4上示出在图3中参考的光程。在本示例中，该图表对应于与节点N6相对应的查找表的一部分的示例。第二列表示通过中间节点从进入节点至外出节点(N6)的光程。其它列包括残余色散滤波方法所需的参数的值。这些参数的数目可以根据色散滤波器而变化。
因此，如果在节点N6处接收到直接来自节点N12的光学分组，则从数据存储器44(参见图5)中检索保存在查找表中的参数的值(在本示例中，0，25；3，29；20，13；2，54)并加载到滤波单元26中以便用作起始滤波器参数而不是使用随机或缺省参数。由于已获得了针对具有类似光程(例如相同光程)的光学分组的滤波器参数，所以用于粗色散滤波的自适应滤波器的收敛将快得多。
尽管如此，由于行进条件可能已经由于已经传送了其值被保存在查找表中的光学分组而改变，所以针对新接收的光学分组所获得的最终值可能略有不同(例如，0，26；3，35；20，56；2，39)。因此使用所述新参数值来更新与查找表中的光程N12-N6相对应的值，并将其用作针对具有光程N12-N6的后续光学分组的色散滤波方法的起始参数。必须注意的是保存在查找表中的参数可以是在粗滤波单元26中直接获得的参数或在细滤波单元29中获得的参数(或在单元29处获得的所述参数的转换)。
实际上，查找表可以是集中式的，并且可以覆盖整个网络，或者可以本地地在网络节点中实现并因此包括通向所述节点的光程。
在图3中，第一列包括与被关联到每个光程的各点到点光子连接相对应的连接标识符。在图4上示出光子连接LSP1至LSP4。在面向连接的通信中，在预先建立的连接(例如GMPLS网络中的标记交换路径)中传送光学分组。因此，在一个实施例中，连接标识符可以充当分组所遵循的光程的标识符。在另一实施例中，如在公开EP-A-1349416中所述，在多点到点光子总线中传送数据分组。在这种情况下，可以用总线标识符与源节点标识符的组合来标识光程。替换地，可以用其它数据(例如显式路由对象)来标识光程。
此外，作为光程的替代，可以使用表示残余色散的其它行进参数。例如，从光学分组的进入节点至其外出节点的被所述光学分组覆盖的距离、沿着光程的中间节点的数目或残余色散本身。在这些情况下，如果光学分组的行进参数包括在表示操作员的最大可接受差的公共预定区间内，则将其视为类似。例如，路径长度在距离区间内的光学分组(例如具有包括在区间[200-220km]内的路径长度的两个光学分组)将被视为类似的。
如果行进参数是色散，则通过对光学分组的测量来确定光学链路的色散。还通过对接收光学分组(规则或服务光学分组)的测量来定期地更新对应于光学链路的色散的值。因此，在光学分组的外出节点处接收到的所述光学分组的残余色散的值将是沿着其光程的光学链路的所有色散的和。以与在光程情况下相同的方式，查找表包括与残余色散的值或区间相对应的残余色散滤波方法的参数的值。
此外，为了相干接收机知道与接收光学分组相对应的行进参数(光程、色散、路径长度…)的值，必须连同光学分组一起传送所述值。
可以考虑多个可能性以实现此目标。
在图5中示出本发明的实施例。
与图2的那些相同的附图标记指示相同的单元。
图5与图2的不同在于还示出了向行进参数值检测单元42传送报头/控制信号的报头/控制信道40。可以将所检测的行进参数值例如以上述表格100的形式存储在数据存储器44中。
可以在光学分组的报头中传送行进参数的值。事实上，规则光学分组由至少两个部分组成。第一部分称为报头且其对应于路由并处理光学分组所需的信息，诸如其源节点、其目的地节点、其纠错码、其大小…，而第二部分称为有效负荷并携带光学分组传送的数据。因此，可以在报头中传送行进参数。
根据第一所示实施例，在两个不同信道上传送报头和有效负荷。因此，在称为控制信道40的专用信道上在控制光学分组中传送与光学分组的报头相对应的信息。
根据另一实施例，在相同的信道上一个接一个地传送报头和有效负荷。
在两个实施例中，在报头或控制光学分组中携带包括行进参数在内的附加信息。此外，可以添加使得能够改善光学分组的处理的其它信息，诸如调制格式或调制速率。因此，在从数据存储器44加载(charge)与接收光学分组相关联的行进参数时，相干接收机因此由于查找表而能够确定将在色散滤波方法中应用的最佳滤波器参数值。
此外，根据网络特征，可以根据两个不同方式来确定目的地处的行进参数的值。
根据一个实施例，光学分组的整个光程在传输之前是已知的，并且在进入节点处确定例如连接标识符的行进参数的值，并结合在光学分组报头(或控制光学分组)中，该光学分组报头(或控制光学分组)随后被无修改地传送至外出节点。
根据另一实施例，还在光学分组报头中(或在控制光学分组中)携带所述行进参数(例如累计距离或累计色散)的值，但是由沿着光程的光学节点的设备来逐跳地计算并更新。
因此，在外出节点处，相干接收机能够容易地根据所使用的技术从光学分组报头或从控制光学分组中检索行进参数的值。然后，借助于查找表，能够确定对应于最优化色散滤波设置的参数值。
结果，由于在被用于诸如色散补偿滤波的线性物理损伤补偿中的方法中使用最优化滤波器参数作为起始滤波器参数，上述实施例的特征允许改善所述方法的收敛速度并因此减少接收信号的相干检测所需的处理时间。此类改善的结果是有可能实现具有高数据速率的光学分组传输。

Claims (16)

1.一种用于操作包括至少一个线性物理损伤补偿滤波器的相干光学分组接收机的方法，其中根据在具有与接收光学分组类似的至少一个行进参数的至少一个光学分组上实现的所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器的先前设置的确定，来确定施加于具有至少一个给定行进参数的所述接收光学分组上的至少一个线性物理损伤补偿滤波器的设置，
其中，所述接收光学分组的所述至少一个给定行进参数根据所遵循的路径而变，以及在光学分组报头中传送所述至少一个给定行进参数。
2.根据权利要求1的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中根据在具有与接收光学分组相同的至少一个行进参数的至少一个光学分组上实现的所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器的先前设置的确定，来确定施加于具有至少一个给定行进参数的所述接收光学分组上的至少一个线性物理损伤补偿滤波器的设置。
3.根据权利要求1或2的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器包括偏振模色散滤波器。
4.根据权利要求1或2的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中所述至少一个线性物理损伤补偿滤波器包括色散滤波器。
5.根据权利要求4的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中色散的滤波包括第一和第二级，所述第一级实现所述色散的粗滤波，所述第二级实现所述色散的细滤波，并且根据在具有与接收光学分组类似的至少一个行进参数的至少一个光学分组上实现的第一级的所述色散滤波器的先前设置的确定，来确定施加于具有至少一个给定行进参数的所述接收光学分组上的第一级的色散滤波器的设置。
6.根据权利要求4的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中色散的滤波包括第一和第二级，所述第一级实现所述色散的粗滤波，所述第二级实现所述色散的细滤波，并且根据在具有与接收光学分组类似的至少一个行进参数的至少一个光学分组上实现的第二级的所述色散滤波器的先前设置的确定，来确定施加于具有至少一个给定行进参数的所述接收光学分组上的第一级的色散滤波器的设置。
7.根据权利要求4、5或6的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中与至少一个给定行进参数相对应的至少一个色散滤波器的设置被保存在查找表中。
8.根据权利要求7的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中基于新接收光学分组的设置确定，在预定时间之后更新所述查找表。
9.根据权利要求8的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中将服务光学分组用于查找表的更新。
10.根据前述权利要求中之一的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中所述至少一个行进参数包括光学分组所遵循的透明路径的标识符。
11.根据权利要求4至10中的一个的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中所述至少一个行进参数包括光学分组所经历的残余色散量。
12.根据前述权利要求之一的用于操作相干光学分组接收机的方法，其中在在专用控制信道上传送的控制光学分组中，传送所述至少一个行进参数。
13.一种相干光学接收机，其包括用于处理具有至少一个给定行进参数的接收光学分组的至少一个线性物理损伤补偿滤波器，以及用于执行所述至少一个行进参数的确定、且根据施加于具有类似的至少一个行进参数的光学分组上的先前设置来修改所述线性物理损伤补偿滤波器的设置的至少一个处理装置，
其中，所述接收光学分组的所述至少一个给定行进参数根据所遵循的路径而变，以及在光学分组报头中传送所述至少一个给定行进参数。
14.根据权利要求13的相干光学接收机，其中所述先前设置已被施加于具有相同的至少一个行进参数的光学分组上。
15.根据权利要求13或14的相干光学接收机，还包括检测所述至少一个行进参数的检测装置。
16.一种光学网络，包括装配有根据权利要求13至15中的一个的相干光学接收机的外出节点，用于向所述外出节点传送光学分组和关联的行进参数的进入节点，以及用于向所述外出节点透明地转送所述光学分组的至少一个中间节点，其中所述或每个中间节点包括用于执行所述光学分组的至少一个行进参数的值的更新的处理装置。
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