CN104620521B - 与偏振关联的交织符号的光通信装置及方法 - Google Patents

与偏振关联的交织符号的光通信装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种装置，包括相干光发射器。相干光发射器包括用于生成第一偏振的第一调制器、用于生成第二偏振的第二调制器以及符号调制器，符号调制器被配置成：接收意图要在第一偏振上传输的第一符号流和意图要在第二偏振上传输的第二符号流，将第一符号流中的符号的一部分引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上并且将第一符号流中的符号的另一部分引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上，以及将第二符号流中的符号的一部分引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上并且将第二符号流中的符号的另一部分引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上。

Description

与偏振关联的交织符号的光通信装置及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年9月15日提交的美国临时专利申请序列第61/701,634号的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及光通信设备，更具体但非排他地涉及一种用于管理通过光信道的数据传输的设备。
发明内容
在一种实施例中，一种装置包括相干光发射器。相干光发射器包括：用于生成具有第一偏振的信号的第一调制器、用于生成具有第二偏振的信号的第二调制器以及符号交织器，符号交织器被配置成：接收意图要在第一偏振上传输的第一符号流和意图要在第二偏振上传输的第二符号流，将第一符号流中的符号的一部分引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上并且将第一符号流中的符号的另一部分引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上，以及将第二符号流中的符号的一部分引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上并且将第二符号流中的符号的另一部分引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上。
在一种实施例中，符号交织器被配置成：以交替方式将第一符号流中的符号引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上以及引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上；以及以对应的交替方式将第二符号流中的符号引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上以及引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上。
在一种实施例中，符号交织器被配置成：将第一符号流中的相 应符号对中的每个第一符号引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上并且将第一符号流中的该相应符号对中的每个第二符号引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上；以及将第二符号流中的相应符号对中的每个第一符号引导至第一调制器以用于调制到第一符号上并且将第二符号流中的该相应符号对中的每个第二符号引导至第二调制器以用于调制到第二符号上。
在一种实施例中，相干光发射器还包括第一前向纠错编码器和第一符号映射器，第一前向纠错编码器用于向第一比特流应用冗余以生成第一编码比特流，第一符号映射器用于根据第一编码比特流来生成第一符号流。
在一种实施例中，相干光发射器还包括偏振光束组合器，偏振光束组合器用于组合第一偏振和第二偏振以生成偏振分割复用光信号。
在一种实施例中，第一符号流和第二符号流是独立的，不是互相关的，不是从单个比特流或者比特流的组合取得的。
在一种实施例中，一种装置包括相干光发射器。相干光发射器包括：用于生成第一偏振的第一调制器、用于生成第二偏振的第二调制器、以及交织器，交织器被配置成：接收与意图要在第一偏振上传输的第一符号流关联的数据和与意图要在第二偏振上传输的第二符号流关联的数据，将与第一符号流关联的数据的第一部分引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上并且将与第一符号流关联的数据的第二部分引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上，以及将与第二符号流关联的数据的第一部分引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上并且将与第二符号流关联的数据的第二部分引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上。
在一种实施例中，交织器被配置成：以交替方式将与第一符号流关联的数据的部分引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上以及引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上；以及以对应的交替方式将与第二符号流关联的数据的部分引导至第一调制器以用于调 制到第一偏振上以及引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上。
在一种实施例中，与第一符号流关联的数据的上述部分和与第二符号流关联的数据的上述部分为定义符号的多个输入比特。
在一种实施例中，与第一符号流关联的数据的上述部分和与第二符号流关联的数据的上述部分为符号。
在一种实施例中，交织器被配置成：将与第一符号流关联的数据的每个第一部分引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上并且将与第一符号流关联的数据的每个第二部分引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上；以及将与第二符号流关联的数据的每个第一部分引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上并且将与第二符号流关联的数据的每个第二部分引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上。
在一种实施例中，相干光发射器还包括第一前向纠错编码器和第一符号映射器，第一前向纠错编码器用于向被引导至第一调制器的与第一符号流关联的数据和与第二符号流关联的数据应用冗余。第一符号映射器用于在应用冗余之后，根据被引导至第一调制器的与第一符号流关联的数据和与第二符号流关联的数据来生成第一符号流，其中第一调制器被配置成对第一符号流进行调制以生成第一偏振。
在一种实施例中，相干光发射器还包括第一前向纠错编码器和第一符号映射器，第一前向纠错编码器用于向被引导至第一调制器的与第一符号流关联的数据的一部分和与第二符号流关联的数据的一部分应用冗余。第一符号映射器用于在应用冗余之后，根据被引导至第一调制器的与第一符号流关联的数据的上述一部分和与第二符号流关联的数据的上述一部分来生成第一符号流，其中第一调制器被配置成对第一符号流进行调制以生成第一偏振。
在一种实施例中，相干光发射器还包括偏振光束组合器，偏振光束组合器用于组合第一偏振和第二偏振以生成偏振分割复用光信号。
在一种实施例中，第一符号流和第二符号流是独立的，不是互相关的，不是从单个比特流或者比特流的组合取得的。
在一种实施例中，还包括一种用于对所接收的具有交织的偏振的光信号进行解码的相干光接收器，相干光接收器被配置成在符号解映射之前对所接收的光信号的偏振进行去交织。
在一种实施例中，还包括一种用于对所接收的具有交织的偏振的光信号进行解码的相干光接收器，相干光接收器被配置成以与相干光发射器对应的方式来对交织的偏振进行去交织。
在一种实施例中，一种方法包括：在发射器处接收与意图要在第一偏振上传输的第一符号流关联的数据和与意图要在第二偏振上传输的第二符号流关联的数据；对与第一符号流关联的数据的一部分进行引导至以用于调制到第一偏振上并且对与第一符号流关联的数据的另一部分进行引导至以用于调制到第二偏振上；以及对与第二符号流关联的数据的一部分进行引导以用于调制到第一偏振上并且对与第二符号流关联的数据的另一部分进行引导以用于调制到第二偏振上。
在一种实施例中，与第一符号流关联的数据和与第二符号流关联的数据为符号数据。
在一种实施例中，上述方法包括：对上述一部分进行调制以生成第一偏振，并且对上述另一部分进行调制以生成第二偏振。
在一种实施例中，对与第一符号流关联的数据的一部分和另一部分的引导以交替方式进行，并且其中对与第二符号流关联的数据的一部分和另一部分的引导以与上述交替方式对应的方式进行。
在一种实施例中，对与第一符号流关联的数据的一部分和另一部分的引导将与第一符号流关联的数据的相应符号对中的每个第一符号引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上、并且将与第一符号流关联的数据的相应符号对中的每个第二符号引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上；以及其中对与第二符号流关联的数据的一部分和另一部分的引导将与第二符号流关联的数据的相应符号对 中的每个第一符号引导至第一调制器以用于调制到第一偏振上，并且将与第二符号流关联的数据的相应符号对中的每个第二符号引导至第二调制器以用于调制到第二偏振上。
在一种实施例中，上述方法包括：向与第一符号流关联的数据应用冗余并且生成用于与第一符号流关联的数据的符号。
在一种实施例中，应用冗余和生成符号在对与第一符号流关联的数据的一部分和另一部分进行引导以及对与第二符号流关联的数据的一部分和另一部分进行引导之前或之后进行。
在一种实施例中，上述方法包括：对第一偏振和第二偏振进行组合以生成偏振分割复用光信号。
在一种实施例中，第一符号流和第二符号流是独立的，不是互相关的，不是从单个比特流或者比特流的组合取得的。
在一种实施例中，一种装置包括光接收器。光接收器包括前端电路和处理器。前端电路被配置成将偏振复用信号的所接收的光信号版本转换成对应的多个数字电信号。处理器被配置成对所接收的偏振的符号进行去交织以生成去交织偏振数据，并且对去交织偏振数据进行处理以解码有效载荷数据。
在一种实施例中，光接收器的处理器被配置成对去交织偏振数据进行符号解映射，并且对已经被解映射的去交织偏振数据进行前向纠错解码。
在一种实施例中，光接收器的处理器被配置成对去交织偏振数据执行符号概率密度函数(PDF)计算，并且提供PDF计算的输出以辅助前向纠错解码。
附图说明
例如，根据以下详细描述和附图，本发明的各种实施例的其他方面、特征和益处将变得更清楚，附图中：
图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)示出了对于两个不同的系统配置的接收器处的偏振分割复用正交相移键控 (PDM-QPSK)信号的信号星座的一些示例；
图2示出了根据本发明的一种实施例的光传输系统的框图；以及
图3示出了根据本发明的一种实施例的光传输系统的框图。
具体实施方式
这一部分描述可以有助于促进更好地理解本发明的一些方面。因此，这一部分的陈述要鉴于此来被阅读并且不应当被理解为承认什么是现有技术或者什么不是现有技术。
前向纠错(FEC)使用冗余数据来降低接收器处的比特误码率(BER)。这一降低的代价是随之而来的所需前向信道带宽的增加，后者依赖于FEC编码的开销。通常，具有较大开销或者较低净数据速率的FEC编码用于较嘈杂的信道。当信道状态随着时间变化时，净数据速率和/或FEC编码可以被适应性地改变以维持可接受的BER。
软判决前向纠错(SD-FEC)已经成为改善比特率等于和大于100Gb/s的光通信系统的到达率(reach)和性能的很重要的手段。不像硬判决FEC，软判决FEC不对所判决的符号进行操作，而是对所接收的符号的可靠性进行操作。SD-FEC方案通常被设计用于加性高斯白噪声(AWGN)信道。在一些光通信系统中，光纤非线性使得所接收的符号的统计分布呈现非高斯分布。在这种情况下，基于AWGN假设的SD-FEC解码的性能将会降低。
此外，信道间非线性、诸如具有混合10G通断键控(OOK)信道和相干信道以及依赖于偏振的损耗的系统中的信道间非线性，可以使得偏振分割复用(PDM)信号的两个偏振处的性能产生很大不同。在这种情况下，虽然两个偏振上的平均BER在FEC阈值以下，然而FEC后BER不可能没有误差，因为一个偏振处的BER可能高于FEC阈值。
图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)示出了对于两个不 同的系统配置接收器处的偏振分割复用正交相移键控(PDM-QPSK)信号的信号星座的一些示例。这些附图图示了在这两个不同的系统中的所接收的130Gb/s PDM-QPSK信号星座。一个系统处于使用加载的放大式自发射(ASE)噪声的背对背式操作(图1(a)和图1(b))，另一系统是具有15个10Gb/s通断键控(OOK)信道和1个130Gb/s PDM-QPSK信道的混合传输系统(图1(c)和图1(d))。这两个系统具有相似的预FEC BER。图1(a)图示具有130Gb/s PDM-QPSK信道的背对背系统中的x偏振。图1(b)图示具有130Gb/s PDM-QPSK信道的背对背系统中的y偏振。图1(c)图示混合的10Gb/s OOK和130Gb/s PDM-QPSK系统中的x偏振。图1(d)图示混合的10Gb/s OOK和130Gb/s PDM-QPSK系统中的y偏振。
图1(a)和图1(b)类似于AWGN信道，并且星座云具有圆形形状，而且两个偏振的噪声的方差相似。图1(c)和图1(d)示出了在混合的OOK和PDM-QPSK系统中，星座云不是圆形，并且y偏振比x偏振更差(即遭受更大的非线性)。由于依赖于偏振的非线性和依赖于偏振的损耗(PDL)，x偏振和y偏振中的BER存在很大差异。
获得所接收的符号的可靠性的一种直接的方式是假定所接收的符号具有双变量高斯分布并且根据这一分布对所接收的信号解码，认为两个分量在统计上独立。然而，在真实世界的光通信系统中，所接收的符号的概率分布可能引入在同相(I)分量与正交(Q)分量之间的相关，或者可能与有条件的双变量高斯分布极为不同。因此，独立双变量高斯分布模型的假定将降低软FEC的性能。
因此，可能需要附加的和/或可替换的性能增强技术来克服传输系统的这些和其他相关限制。
因此，在本文中所提供的实施例中，意图用于在x偏振或y偏振上通信的离散符号流中的符号在所传输的x偏振和y偏振中被交织，以解决两个偏振之间在噪声方面的性能差异。在其他实施例中，接收器接收按照以上方式传输的光信号，并且在对符号进行解映射之前对偏振所承载的信息进行去交织以对上述信息解码以得到其意图输出的流。在另一实施例中，接收器根据所接收的数据(即上述传输的数据)记录符号直方图，以便借助于考虑所接收的信号的实际概率密度函数来更好地估计对数似然比(LLR)的值。对LLR的这一更好估计将用于显著地改善软FEC的性能。
图2示出了根据本发明的一种实施例的光传输系统100的框图。系统100具有光发射器110，光发射器110被配置成传输偏振分割复用光信号，在偏振分割复用光信号中，原本意图要通过PDM信号的相应的第一偏振或第二偏振中的一个偏振来传输的符号在调制之前被交织，并且因此原本意图要通过第一偏振或第二偏振中的一个来承载的符号以交替方式被调制到第一偏振或第二偏振。也就是说，第一符号流中的符号的一部分被提供至第一调制器，以用于调制到第一偏振上，并且第一符号流中的符号的另一部分被提供至第二调制器，以用于调制到第二偏振上。同样地，第二符号流中的符号的一部分被提供至第一调制器，以用于调制到第一偏振上，并且第二符号流中的符号的另一部分被提供至第二调制器，以用于调制到第二偏振上。数据流的符号可以根据任何所选择的比率被交替地引导，以用于调制到PDM信号的正交偏振上。
例如，第一符号流中的第一符号可以被调制到第一偏振，第一符号流中的第二符号可以被调制到第二偏振，第一符号流中的第三符号可以被调制到第一偏振，第一符号流中的第四符号可以被调制到第二偏振，等等。以对应的方式，第二符号流中的第一符号可以被调制到第二偏振，第二符号流中的第二符号可以被调制到第一偏振，第二符号流中的第三符号可以被调制到第二偏振，第二符号流中的第四符号可以被调制到第一偏振，等等。也就是说，每当符号流中的一个符号流中的一个符号被调制到一个偏振时，该符号流中的下一符号被调制到另一偏振。
例如，第一符号流中的第一数目的符号可以被调制到第一偏振，第一符号流中的第二数目的符号可以被调制到第二偏振，第一符号 流中的第三数目的符号可以被调制到第一偏振，第一符号流中的第四数目的符号可以被调制到第二偏振，等等。以对应的方式，第二符号流中的第一数目的符号可以被调制到第二偏振，第二符号流中的第二数目的符号可以被调制到第一偏振，第二符号流中的第三数目的符号可以被调制到第二偏振，第二符号流中的第四数目的符号可以被调制到第一偏振，等等。也就是说，在符号流中的一个符号流中的某个大小的符号集合被调制到一个偏振之后，该符号流中的下一符号集合被调制到另一偏振，并且反之对于PDM光信号的另一符号流也如此。
系统100还具有光接收器190，光接收器190被配置成处理所接收的PDM信号以按照如下方式来恢复对应的原始数据：该方式可以用于将偏振的数据的BER降低至误差阈值以下，因此允许恢复原本意图要在PDM信号的第一偏振或者第二偏振二者上传输的符号。发射器110和接收器190经由光传输链路140连接至彼此。
发射器110接收有效载荷数据的输入流102并且将其应用于数字信号处理器(DSP)112。处理器112处理输入流102以生成数字信号1141至1144。处理器112对与输入流关联的符号进行交织以用于调制到调制光输出信号130的偏振上。在每个信令间隔(时隙)中，信号1141和1142分别承载表示用于使用X偏振光来传输的对应的星座符号的同相(I)分量和正交(Q)分量的数字值。信号1143和1144类似地分别承载表示用于使用Y偏振光来传输的对应的星座符号的I分量和Q分量的数字值。因此，数字信号1141至1144表示用于调制的交织的星座符号。
发射器110的电光(E/O)转换器(有时也称为前端)116将数字信号1141至1144变换成调制光输出信号130。更具体地，数模转换器(DAC)1181和1182将数字信号1141和1142变换成模拟形式以分别生成驱动信号IX和QX。驱动信号IX和QX然后以传统的方式用于驱动I-Q调制器124X。基于驱动信号IX和QX，I-Q调制器124X对激光源120X所提供的光的X偏振光束122X进行调制，从而生成 调制光信号126X。
DAC 1183和1184类似地将数字信号1143和1144变换成模拟形式以分别生成驱动信号IY和QY。基于驱动信号IY和QY，I-Q调制器124Y对激光源120Y提供的光的Y偏振光束122Y进行调制，从而生成调制光信号126Y。偏振光束组合器128组合调制光信号126X和126Y以生成光输出信号130。图示的系统100的发射器110被示出为具有传输偏振复用光信号的能力。
处理器112也可以向信号1141、1142、1143和1144中的每个信号添加导频符号和/或导频符号序列。所添加的导频符号和/或导频符号序列的一个目的在于形成具有很好地定义的结构的光学帧。这一结构可以在接收器190处被用来区分与有效载荷数据对应的光符号与导频符号/序列，并且被用来确保相位对准。导频符号/序列然后可以用于执行以下各项中的一项或多项：(i)时间同步，(ii)信道估计和补偿，(iii)频率估计和补偿，以及(iv)相位估计和补偿。例如，在共同拥有的美国专利申请第12/964,929号(于2010年12月10日提交)中可以找到对可能的帧结构和合适的导频符号/序列的实现描述，其全部内容通过引用合并于此。
系统100具有光分插复用器(OADM)，如本领域中已知的，该光分插复用器被配置成向经由光传输链路140传输的其他光信号添加信号130。链路140可以承载多个信道。例如，链路可以承载用于混合传输系统的光信号，诸如用于15个10Gb/s通断键控(OOK)信道和1个130Gb/s PDM-QPSK信道的传输的系统。
链路140被示意性地示出为具有多个光学放大器144的放大链路，光学放大器144被配置成对通过链路传输的光信号进行放大以例如抵消信号衰减。注意，也可以可替换地使用不具有光学放大器的光学链路。在传播通过链路140的期望长度之后，信号130经由另一光分插复用器OADM 146从链路上被除去，并且被引导至接收器190以进行处理。注意，OADM 146向接收器190施加的光信号被标记为130’，其表明以下事实：虽然在发射器110与接收器190 之间传输，然而信号130由于光纤中的各种线性效应和非线性效应而可能累积噪声和其他信号失真。一种类型的光纤非线性效应为信道内四波混频(IFWM)，其为对应的光符号的相位和幅度的函数。另一类型的光纤非线性效应为由相邻的波分复用(WDM)信道所引起的信道间交叉相位调制(XPM)。
接收器190具有前端电路172，前端电路172包括光电(O/E)转换器160、4个模数转换器(ADC)1661至1664以及光学本地振荡器(OLO)156。O/E转换器160具有(i)被标记为S和R的2个输入端口以及(ii)被标记为1至4的4个输出端口。输入端口S接收光信号130’。输入端口R接收光学本地振荡器156所生成的光学参考信号158。参考信号158具有与信号130’基本上相同的光学载频(波长)。参考信号158可以例如使用由波长控制回路(图1中未明确示出)控制的可调谐激光器来生成，波长控制回路迫使可调谐激光器的输出波长紧紧地跟踪信号130’的载波波长。
O/E转换器160操作以对输入信号130’和参考信号158进行混频以生成8个混频光信号(图1中未明确示出)。O/E转换器160然后将8个混频光信号转换成4个电信号1621至1624，4个电信号1621至1624指示与信号130’的两个正交偏振分量对应的复数值。例如，电信号1621和1622可以分别是与信号130’的X偏振分量对应的模拟同相信号和模拟正交相位信号。类似地，电信号1623和1624可以分别是与信号130’的Y偏振分量对应的模拟同相信号和模拟正交相位信号。
在一种实施例中，O/E转换器160为偏振互异90度的光混合装置(PDOH)，具有耦合至其8个输出端口的4个平衡的光检测器。例如在美国专利申请公开第2010/0158521号和2011/0038631号以及国际专利申请第PCT/US09/37746号(于2009年3月20日提交)中公开了关于可以用于实现系统100的各种实施例中的O/E转换器160的各种O/E转换器的附加信息，其全部公开内容通过引用合并于此。
O/E转换器160所生成的电信号1621至1624中的每个电信号在 ADC 1661至1664中的对应的一个ADC中被转换成数字形式。可选地，电信号1621至1624中的每个电信号可以在所得信号被转换成数字形式之前在对应的放大器(未明确示出)中被放大。如下面参考图3进一步描述的，ADC 1661至1664所产生的数字信号由例如数字信号1681至1684处理器(DSP)170来处理以恢复向发射器110施加的原始输入流102的数据。
图3示出了根据本发明的一种实施例的光传输系统300的框图。图3示出了本发明的一种实施例中所包含的相干光发射器310和接收器360的框图。根据本公开内容的原理的发射器310的实施例用于最终将与发射器的各个输入流关联的符号交织到所传输的PDM信号的x偏振和y偏振上。通过这一传输技术，在对偏振符号进行去交织时，可以使得与各个符号流关联的BER降低至FEC阈值以下，并且因此接收器将能够对所接收的光信号解码并且恢复所传输的对于两个偏振的信息。
根据本公开内容的原理的接收器的实施例接收PDM信号的x偏振和y偏振，将这些符号去交织成所生成的与所接收的偏振关联的符号流，并且对所生成的符号流的相应数据流进行解码以恢复所传输的数据流，所述PDM信号具有与相应数据流关联的交织的符号。出于解码目的，根据本发明的原理的接收器的实施例可以利用直方图来辅助由概率密度函数(PDF)计算器所进行的对数似然比(LLR)计算，PDF计算器的输出可以由FEC解码器用来对信号解码。
根据一种实施例并且如图3中所图示的，在发射器310处，传入的信息比特(例如输入的x比特312、输入的y比特314)通过FEC编码器316(例如软判决或硬判决FEC编码器)被编码。FEC编码器使用冗余数据以便降低接收器处的BER。分离的FEC编码器可以被提供用于x比特流和y比特流处的比特。输入的x比特与输入的y比特是独立的，不是互相关的，不是从单个比特流或者比特流的组合取得的。也就是说，一个单个输入比特流可以不遭遇另一输入比特流的管辖或控制。也就是说，一个单个输入比特流可以不依另一 输入比特流的存在与否而定。在FEC编码之后，比特流通过符号映射器320被映射至符号星座。因此，分别根据输入的x比特和输入的y比特生成的第一符号流(Sx1，Sx2，Sx3……)和第二符号流(Sy1，Sy2，Sy3……)的独立的，不是互相关的，不是从单个比特流或者比特流的组合取得的。如果这些符号流被直接调制成第一PDM光信号并且连同多个其他信道被传送，则在某些情况下，第一PDM光信号可能受到非线性、诸如交叉相位调制的不利影响。在某些情况下，由于依赖于偏振的非线性和PDL，在恢复所传输的信号时，x偏振和y偏振中的BER存在很大差异。一个偏振的BER可能落在FEC阈值以上。因此，根据本发明的一个所提出的方法，PDM信号的x偏振和y偏振所承载的符号被交织，使得在去交织时，可以使得BER降低至FEC阈值以下并且因此接收器将能够对所接收的光信号解码。
因此，在符号流的编码之后，符号交织器322将符号(在这种情况下不是比特)交织成x偏振和y偏振。x偏振和y偏振中的符号通过光调制器324被转换成光信号并且然后通过偏振光束组合器(PBC)326被组合。激光器328还向光调制器提供输入。多个发射器310可以按照这种方式生成PDM光信号330，其然后可以被提供给复用器333以用于插入到传输介质、诸如光纤(未示出)上。
在另一实施例中，与符号关联的传入的信息比特(输入的x比特，输入的y比特)可以在通过FEC编码器、诸如通过软判决FEC编码器进行编码之前被交织。在FEC编码之后，比特流通过符号映射器被映射至符号星座，使得交织的符号可以被呈现以用于调制并且然后被组合以生成PDM光信号。
在接收器侧360处，在偏振和相位分集(diversity)相干接收器前端362和数字信号处理器364之后，x偏振和y偏振中载波相位估计之后的符号的电场信号366通过符号去交织器368被组合以撤销以上描述的交织。注意，所接收的偏振的电场信号被交织(例如，x偏振：ex1，ey1，ex3，ey3……；y偏振ex2，ey2，ex4，ey4……)， 已经根据以上描述的本公开内容的原理通过接收器被传输。偏振的电场信号可以被同时向符号概率密度函数(PDF)计算器370和FEC解码器372发送。分开的FEC解码器可以被提供用于在符号解映射374之后对x偏振和y偏振的比特进行解码。符号PDF计算器370的输出可以被发送至软判决FEC解码器372以辅助对信号进行解码。
计算符号PDF的一种方法是将复平面划分成网格；然后可以根据所接收的符号建立符号直方图。根据这一直方图，符号PDF计算器可以获得每个所接收的符号的LLR的精确值。
本发明的实施例可以在高速传输光网络中提供改进的软判决FEC性能，这是增加光网络的达到率和容量的一种重要方式。例如，在具有不同比特率的共同传播信道的混合传输系统中，与利用传统的发射器和接收器相比较，利用本发明的实施例可以产生改进的FEC后BER。
对于本发明所属领域的技术人员而言清楚的所描述的实施例的各种修改以及本发明的其他实施例被视为在如以下权利要求所表达的本发明的原理和范围内。
除非明确地指出，否则每个数值和范围应当被理解为是近似的，仿佛在值或范围的值前面的词语“大约”或“近似地”一样。
还应当理解，本领域技术人员可以在不偏离如以下权利要求所表达的本发明的范围的情况下对已经被描述和图示以便解释本发明的性质的那些部分的细节、材料和布置做出各种变化。
在权利要求中使用附图标记和/或附图参考标记意在识别要求保护的主题的一个或多个可能的实施例以便促进对权利要求的理解。这样的使用不应当被理解为必须将这些权利要求的范围限制为对应的附图中所示的实施例。
虽然以下方法权利要求中的元素(如果存在)用对应的标记按照特定的顺序被引用，然而除非权利要求引用暗示用于实现这些元素中的一些或全部元素的特定顺序，否则这些元素并非必须意在限于按照上述特定顺序来实施。
本文中对于“一种实施例”或“实施例”的引用表示，结合实施例所描述的特定特征、结构或特性可以被包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中各个位置处出现短语“在一种实施例中”并非全部必须指代相同的实施例，也并非必须全部指代分离的或可替换的实施例，必须相互排除其他实施例。这同样适用于术语“实施”。
同样处于这一说明的目的，术语“耦合(couple)”、“耦合(coupling)”、“耦合(coupled)”、“连接(connect)”、“连接(connecting)”或者“连接(connected)”指代其中允许在两个或多个元素之间传输能量的现有技术中已知的任何方式或者稍后提出的方式，并且一个或多个附加元素的插入被预期到，虽然需要求。相反地，术语“直接耦合”、“直接连接”等暗示这样的附加元素的不存在。
本发明可以在其他特定装置和/或方法中实施。所描述的实施例要在所有方面都被认为仅是示例性的而非限制性的。具体地，本发明的范围由所附权利要求而非本文中的描述和附图来指示。在权利要求的等同方案的含义和范围内的所有改变要被包括在其范围内。
本领域普通技术人员很容易认识到，各种以上描述的方法的步骤可以由编程计算机来执行。本文中，一些实施例意在覆盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，其为机器可读或计算机可读并且对指令的机器可读或计算机可读程序编码，其中上述指令执行本文中所描述的方法的步骤中的一些或全部步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、磁性存储介质(诸如磁盘或磁带)、硬盘驱动器、或者光学可读数字数据存储介质。实施例还意在覆盖被变成为执行本文中所描述的方法的上述步骤的计算机。
说明书和附图仅图示本发明的原理，因此应当理解，虽然没有在本文中被清楚地描述或示出，然而本领域普通技术人员能够想出各种布置，这些布置实现本发明的原理并且被包括在其精神和范围内。另外，本文中所列举的所有示例意图在原理上在表达上仅出于教示目的以帮助读者理解本发明的原理和发明人所贡献的概念以促 进本领域发展，并且应当被理解为不限制这样明确地列举的示例和情况。此外，本文中列举本发明的原理、方面和实施例的所有陈述及其特定示例意在包括其等同方案。
附图中所示的各种元素(包括被标记为“处理器”的任何功能块)的功能可以通过使用专用硬件以及能够执行与合适的软件关联的软件的硬件来提供。在由处理器来提供时，这些功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器、由多个各个处理器来提供，其中的一些可以被共享。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用应当被连接为清楚地指代能够执行软件的硬件，并且可以暗示性地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储装置。还可以包括其他传统的和/或定制的硬件。类似地，附图中所示的任何交换机都仅是概念性的。其功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制与专用逻辑的交互、或者甚至手动地来执行，特定技术能够由实现这来选择，这一点根据情境可以清楚地理解。
本领域普通技术人员应当理解，本文中的任何框图表示实现本发明的原理的说明性电路的概念图。类似地，应当理解，任何流程图、流图、状态转换图、伪码等表示各种处理，这些处理可以基本上用计算机可读介质来表示并且因此由计算机或处理器来执行，而不管这样的计算机或处理器是否被清楚地示出。

Claims (10)

1.一种用于光通信的装置，包括相干光发射器，所述相干光发射器包括：
第一调制器，用于生成具有第一偏振的信号；
第二调制器，用于生成具有第二偏振的信号；以及
符号交织器，被配置成：
接收第一符号流和第二符号流，
将所述第一符号流中的符号的一部分引导至所述第一调制器并且将所述第一符号流中的所述符号的另一部分引导至所述第二调制器，以及
将所述第二符号流中的符号的一部分引导至所述第一调制器并且将所述第二符号流中的所述符号的另一部分引导至所述第二调制器。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述符号交织器被配置成：
以交替方式将所述第一符号流中的所述符号引导至所述第一调制器以用于调制到具有所述第一偏振的所述信号上以及引导至所述第二调制器以用于调制到具有所述第二偏振的所述信号上；
以对应的交替方式将所述第二符号流中的所述符号引导至所述第一调制器以用于调制到具有所述第一偏振的所述信号上以及引导至所述第二调制器以用于调制到具有所述第二偏振的所述信号上。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述符号交织器被配置成：
将所述第一符号流中的相应符号对中的每个第一符号引导至所述第一调制器并且将所述第一符号流中的所述相应符号对中的每个第二符号引导至所述第二调制器；以及
将所述第二符号流中的相应符号对中的每个第一符号引导至所述第一调制器并且将所述第二符号流中的所述相应符号对中的每个第二符号引导至所述第二调制器。
4.一种用于光通信的装置，包括相干光发射器，所述相干光发射器包括：
第一调制器，被配置成生成具有第一偏振的信号；
第二调制器，被配置成生成具有第二偏振的信号；以及
符号交织器，被配置成：
接收与第一符号流关联的数据和与第二符号流关联的数据，
将与所述第一符号流关联的所述数据的第一部分引导至所述第一调制器并且将与所述第一符号流关联的所述数据的第二部分引导至所述第二调制器，以及
将与所述第二符号流关联的所述数据的第一部分引导至所述第一调制器并且将与所述第二符号流关联的所述数据的第二部分引导至所述第二调制器。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述符号交织器被配置成：
以交替方式将与所述第一符号流关联的所述数据的部分引导至所述第一调制器以用于调制到具有所述第一偏振的所述信号上以及引导至所述第二调制器以用于调制到具有所述第二偏振的所述信号上；
以对应的交替方式将与所述第二符号流关联的所述数据的部分引导至所述第一调制器以用于调制到具有所述第一偏振的所述信号上以及引导至所述第二调制器以用于调制到具有所述第二偏振的所述信号上。
6.根据权利要求4所述的装置，其中与所述第一符号流关联的所述数据的所述部分和与所述第二符号流关联的所述数据的所述部分均为定义符号的多个输入比特。
7.根据权利要求4所述的装置，其中所述符号交织器被配置成：
将与所述第一符号流关联的所述数据的每个第一部分引导至所述第一调制器并且将与所述第一符号流关联的所述数据的每个第二部分引导至所述第二调制器；以及
将与所述第二符号流关联的所述数据的每个第一部分引导至所述第一调制器并且将与所述第二符号流关联的所述数据的每个第二部分引导至所述第二调制器。
8.根据权利要求4所述的装置，其中所述相干光发射器还包括：
前向纠错编码器，被配置成向被引导至所述第一调制器的、与所述第一符号流关联的所述数据的所述第一部分和与所述第二符号流关联的所述数据的所述第一部分应用冗余；以及
符号映射器，被配置成在所述应用冗余之后，根据被引导至所述第一调制器的、与所述第一符号流关联的所述数据的所述第一部分和与所述第二符号流关联的所述数据的所述第一部分，来生成交织的第一符号流，其中所述第一调制器被配置成对具有交织的符号流的光信号进行调制以生成所述第一偏振。
9.一种用于光通信的方法，包括：
在发射器处接收与第一符号流关联的数据和与第二符号流关联的数据，
将与所述第一符号流关联的所述数据的第一部分引导至第一调制器并且将与所述第一符号流关联的所述数据的第二部分引导至第二调制器，所述第一调制器被配置成产生具有第一偏振的第一光信号，所述第二调制器被配置成产生具有第二偏振的第二光信号，以及
将与所述第二符号流关联的所述数据的第一部分引导至所述第一调制器并且将与所述第二符号流关联的所述数据的第二部分引导至所述第二调制器。
10.根据权利要求9所述的方法，其中对与所述第一符号流关联的所述数据的所述第一部分和所述第二部分的引导将与所述第一符号流关联的所述数据的相应符号对中的每个第一符号引导至所述第一调制器以用于所述光信号的调制、并且将与所述第一符号流关联的所述数据的所述相应符号对中的每个第二符号引导至所述第二调制器以用于所述第二光信号的调制；并且其中对与所述第二符号流关联的所述数据的所述第一部分和所述第二部分的引导将与所述第二符号流关联的所述数据的相应符号对中的每个第一符号引导至所述第一调制器以用于所述第一光信号的调制、并且将与所述第二符号流关联的所述数据的所述相应符号对中的每个第二符号引导至所述第二调制器以用于所述第二光信号的调制。
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