CN105432029A - 降低光传输损伤的方法、装置以及通信系统 - Google Patents

Abstract

提供了用于降低至少一个链接的光传输损伤(尤其是非线性效应)的方法和装置。所述方法包括以下步骤：从经由该至少一个链接接收的光信号(120)提取相位信息(Δθ)；基于该相位信息(Δθ)确定与该至少一个链接有关的非线性系数(γ)；使用该非线性系数(γ)应用控制设备(202)。此外还提出了包括所述装置的通信系统。

Description

降低光传输损伤的方法、装置以及通信系统

本发明涉及用于降低光传输损伤的方法、装置以及通信系统。

光纤中的传输损伤可分为两类：线性损伤及非线性损伤。线性损伤包括色散(CD)、偏振模色散(PMD)、符号定时偏移以及滤光。非线性传播损伤(其中一些由“克尔效应(Kerreffect)”产生)包括自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)、四波混频(FWM)以及非线性相位噪声(NLPN)。尤其是在使用先进的调制格式的情况下，光纤传输损伤受到高度重视，并且非线性效应在高速远距离光学通信中提升产品带宽和距离上呈现出了最严峻的限制。

在最近的领域(光学领域以及电学领域)已经对补偿光纤传输损伤的各种方法开展了研究。实际上，全光学方法的实施昂贵、灵活性较差且实现很复杂。另一方面，随着基于数字信号处理(DSP)的相干接收器的发展，电子补偿技术显现为为用于远距离光学数据传输的有前景技术。在相干解调之后，可通过DSP采样及处理信号以补偿光纤传输损伤。由于这种数字补偿可提供很好的灵活性及适应性，因而认为其对于缓解光纤传输损伤很重要。

通过求解非线性薛定谔方程，可估算光纤的每个点的光学信号振幅和相位。基于非线性薛定谔方程的逆向数学求解提出了用作共同补偿线性损伤和非线性损伤的通用技术的补偿算法，该补偿算法称作数字反向传播(DBP)。非线性系数γ(“伽马”)以及光纤的有效长度是待调节及优化的DBP的示例性参数。

在Asif等人于2010年10月25日发表于OPTICSEXPRESS第18期的第22号位于第22796页的文章“Optimizeddigitalbackwardpropagationforphasemodulatedsignalsinmixed-opticalfibertransmissionlinks(用于在混合光纤传输链接中的相位调制信号的优化数字反向传播)”中，提出并在数值上证明了用于为在混合光纤传输链接中的相位调制信号缓解光纤传播损伤的数字反向传播算法的参数优化。

在下一代光传输系统中(尤其特征在于通过光纤技术和互联网协议的功能性组合)，将以高符号率使用相位调制光信号。这意味着诸如自相位调制(SPM)的非线性传输损伤是限制效应，因此DBP可导致对传输性能的显著改善。

DBP方法假定，在光纤类型、测量光功率、光纤长度等方面上完全认知链接(即，认知光线跨段配置及参数)。遗憾的是，通常仅可部分地获得这种信息。因此，如果缺乏对链接的准确的描述，则基于光传播等式的精确逆运算的DBP无法提供可靠的畸变补偿。

光系统可由几十甚至上百个链接组成。因此，几乎不可能获得精确的系统描述。此外，即使假定对链接完全认知，也无法正确地测量沿系统的光功率数值。每当通过应用DBP来设计DSP补偿非线性时，上述问题都将导致进一步的不确定性。

T.Tanimura等人在2010年的OSA/OFC/NFOEC发表的“Semi-blindNonlinearEqualizationinCoherentMulti-SpanTransmissionSystemwithInhomogeneousSpanParameters(具有非均匀跨段参数的相干多区段传输系统中的半盲非线性均衡)”公开了采用半盲双偏振非线性补偿器(DP-NLC)的数字相干接收器，其中提出了基于对链接的有限现有信息优化非线性补偿器的参数数值的半盲算法。鉴于此，通过在偏振解复用、频率偏置补偿、维特比及维特比载波复原、符号判定及差分解码之后分析比特误码率(BER)来推导有效品质因子(Q-factors，与信号的品质相关)。基于该信号调节品质参数，将该品质参数馈送至非线性补偿器。然而，参数数值的优化只在BER确定之后可行，这导致了时间延迟。

发明内容

待解决的问题是提供改善的光性能监测技术，尤其是用于DBP实施的改善且稳健的解决方案。

该问题根据独立权利要求的特征得以解决。进一步的实施方式缘于从属权利要求。

为了克服该问题，提供了用于降低至少一个链接的光传输损伤(尤其是非线性效应)的方法，包括以下步骤：

a)从经由该至少一个链接接收的光信号提取相位信息；

b)基于该相位信息确定与该至少一个链接有关的非线性系数；

c)基于该非线性系数应用控制机制。

该解决方案呈现了用于估算均匀链接的非线性系数γ(伽马)的光性能监测技术。

“光纤链接”可以是发射器、接收器、缆线组件或可在两个点之间发送信息的接口。

链接也可以是在光纤/光缆的两端终止的光纤区段，在该两端可选地包括增、减或衰减光信号的装置。

为了调节非线性系数γ，该解决方案无需使用FEC(前向纠错)模块(即，BER分析)，而是有益地使用了在接收信号的载波复原之后即可获取的信息，其结果是可加速正确的或改善的非线性系数γ的确定。

在实施方式中，将重复步骤a)至c)直至非线性系数值达到或超过数值或阈值。该数值可以是预定数值。

在另一实施方式中，将重复步骤a)至c)直至非线性系数值达到最优数值。有益的是，在步骤a)至c)停止之后，在链接或区段上传输的信息的比特误码率(BER)可达到其最小值。

在另一实施方式中，控制机制包括数字反向传播算法(DBP)。DBP是共同补偿线性损伤和非线性损伤的通用技术。

在另一实施方式中，在接收的光信号的载波复原之后提取相位信息。通过处理载波复原之后的信号可加速确定改善的非线性系数γ。

在又一实施方式中，基于提取的相位信息推导成本函数，并且优化算法与该成本函数一起应用以确定非线性系数γ。通过应用成本函数的优化算法允许加速收敛，从而将非线性系数γ朝其最优值修正或调节。该优化可表示只剩余绝对最小值或局域最小值。

在另一实施方式中，提取的相位信息包括作为所接收的相干光信号的一部分的接收符号的扩散；以及非线性系数γ的确定使得所接收符号的扩散的减少得以实现。扩散可理解为统计函数，也称作“散射”或“符间干扰”。

根据另一实施方式，接收符号的各自扩散包括在接收符号与相应的发射符号之间的相位差，该相位差是使用或不使用训练序列推导出的。“盲方法”(使用已判定或分类的符号)或数据辅助方法(使用训练符号)均有效。

根据实施方式，接收的光信号是基于16QAM调制的相干信号，其中：

对所接收的光信号应用四次方运算；

从四次方信号推导相应的相位差；

基于所推导的相位差，成本函数定义为：

CF＝[δ_θ1+δ_θ3]*(1/R₂)+δ_θ2*(1/R₁+1/R₃)

其中δ_θ1、δ_θ2和δ_θ3代表相应相位差θ₁至θ₃中的各自标准偏差；以及R₁、R₂和R₃代表16QAM星座的半径。

根据另一实施方式，优化算法基于最陡下降算法。

在另一实施方式中，最陡下降算法定义为：

γ(i+1)＝γ(i)+μΔγ(i)

其中：

i是离散时间的指数；

γ(i+1)代表非线性系数在迭代(i+1)的值；

γ(i)代表在非线性系数先前迭代(i)的值；

μ代表收敛因子，包括有效光纤长度L_eff以及信道功率P；

是成本函数相对于非线性系数的梯度。

可根据以下示例性关系推导有效光线长度：

$L_{eff}=\frac{1-\exp (-\mathrm{\α}L)}{\mathrm{\α}}$

其中α是由[Np/km]定义的光纤衰减。

根据另一实施方式，优化算法起始于计算与非线性系数γ的两个不同数值对应的成本函数的两个数值，其中非线性系数的第一起始值由选择的初始数值代表。

由于所提出的方法代表稳健的优化算法，所以任何数值都可选作初始的起始值，然而该初始的起始值优选地基于实验或可能真实的物理数值。

根据又一实施方式，非线性系数γ具体是代表n个单链接的n-维非线性系数，其中该n-维非线性系数由n-维计算确定。根据该实施方式，可补偿多于一个光链接的光传输损伤。有益的是，提出的解决方案可应用于未来的网络场景，其中光信号通过多个链接传输。

上述问题也可通过包括控制机制和处理器单元的装置解决，该控制机制降低可连接至该装置的至少一个链接的光传输损伤，尤其是非线性效应。处理器单元布置为使得以下步骤得以执行或进行：

a)从经由该至少一个链接接收的光信号提取相位信息；

b)基于该相位信息确定与该至少一个链接有关的非线性系数；

c)使用该非线性系数应用控制设备。

根据实施方式，该装置是通信装置，尤其是光信号接收器或与光信号接收器有关的装置。

包括在此描述的装置的通信系统进一步解决了上述问题。

附图说明

在以下附图中示出并说明了本发明的实施方式，其中：

图1示出了基于数字信号处理(DSP)的光相干接收器的框图；

图2a示出了根据提出的解决方案的基于DSP的相干接收器的框图；

图2b示出了提出的解决方案的示例性流程图；

图3示出了推导的16QAM调制信号的相位差的直方图；

图4示出了推导的16QAM调制信号的四次方的相位差的直方图；

图5示出了四次方的16QAM星座图；

图6示例性地示出了用于确定基于标准单模光纤上的16QAM调制信号的非线性系数γ的优化值推导的成本函数CF；

图7示出了基于大有效面积纯硅石芯光纤上的16QAM调制信号的推导的成本函数的示例；

图8和图9中的均示出了关于提出的方法的品质性能的示例；

图10至图13中的均示出了基于进一步示例性调制格式施加于四次方的信号星座图的进一步的示例。

具体实施方式

参照图1，基于现有技术示例性地说明了通用的基于DSP的相干接收器。在第一步，通过四模拟-数字转换器101块对接收的信号120进行数字转换。在接下来的步骤中，通过由DBP模块102实施的数字反向传播(DBP)算法对量色散和非线性效应进行补偿。在时钟恢复模块103提供的时间同步之后，通过时域均衡器104执行信号偏振解复用，该步骤也可在载波复原模块105中实施。后续的步骤通过载波复原模块105、对接收符号的决策模块106以及比特误码率估算模块107处理接收的相干信号。

相干接收器可以具体是数据辅助接收器(即，使用训练序列(TS))。然而，也可通过利用不使用训练序列的接收器(也称作“盲接收器”)实现提出的方法。

DBP算法或DBP模块102需要对链接的描述，用于反向传播的目的。提出的解决方案的一个优点是即使应用了任意的或错误的链接描述，DBP也可使用。错误的链接描述可导致以下(除了别的之外)统计独立的错误来源：

——光纤长度(可能是错误的)

——光纤类型(可能是错误的)

——功率级别(可能测量不精确)

通常可区分均匀链接和非均匀链接。均匀链接包括全跨段(在两端终止的光纤/光缆，可包括增、减或衰减光信号的装置)相同的光纤，这种均匀链接是点对点连接的常用方案。非均匀链接通常见于网状光网络，其中几乎无法找到包括相同类型光纤的链接。

在均匀的情况下，由于在对线性效应和非线性效应的补偿之后将平均掉在估算单链接或单区段的长度方面的错误(只要该错误被限制在合理的范围之内)，所以该错误不会真正地产生问题。在使用DBP的情况下，在长度说明方面的多至20％的错误不产生任何显著的损伤。

另一方面，在网状网络或者甚至于在单链接中，有关光纤类型的错误不会被平均掉，这导致在应用DBP之后的系统中断。

最终，在沿链接的功率级别的错误测量情况下，其不利之处与估算光纤长度错误的情况相同：如果错误是均匀分布的，则DBP提供改善；否则，系统性能劣化。

本文所提出的解决方案解决了上述问题：将会呈现使用关于光纤类型的错误估算却具有准确的CD数值信息的单个均匀链接的示例性结果。

不同的光纤类型的示例是：

——大有效面积纯硅石芯光纤(LA-PSCF)

——标准单模光纤(SSMF)

图2a所示的相干接收器200基于根据图1的接收器。除图1以外的，在载波复原模块105与DBP模块之间设置有反馈连接220，其中该DBP模块现在是适配DBP(A-DBP)模块202。另外，适配估算模块210是反馈连接220的一部分。从载波复原105产生的信号230传递至估算模块210，如将在以下进一步描述的，在估算模块210中通过处理从载波复原模块105转发的内部信号230分别估算或计算非线性系数参数γ(“伽马”)。

根据提出的解决方案的实施方式，可首先将关于光纤类型的错误的描述提供至适配DBP模块202。另外，将色散参数的正确描述提供至适配DBP模块202。除此之外，关于该链接的可获取的另外的信息将会是跨段的数量以及区段的各自长度。

更具体地说明了在适配估算模块210中实施的、根据提出的解决方案的适配算法，其中图2示出了提出的解决方案的流程图。

如果以错误的光纤类型描述开始，则需要估算非线性系数γ的初始值(即，γ(0))。基于通常安装的光纤的非线性光纤系数γ在0.61/(W*km)(在大有效面积纯硅石芯光纤(LA-PSCF)的情况下)至大约21/(W*km)(对于非零色散位移光纤的情况)之间变化的事实，提出的γ(0)的初始值可以(例如，默认地)设为1.31/(W*km)，其可对应于商业可用光纤的平均值。相应地，为γ(1)选择不同的数值，其中γ(1)代表在γ(0)之后的下一次迭代。非线性系数γ的实际选择的数值(由图2的符号231表示)转发至适配DBP模块202。

参见图2b的步骤250，在输入信号120经过载波复原模块105处理进行帧复原之后，作为接收的信号120的一部分的训练序列(TS)被提取出来并用于推导在接收的符号与(原始)发送的符号或符号序列之间的残余非线性相位差。需要注意的是，不使用任何训练序列来推导在接收的符号与判定之后的相应符号之间的残余非线性相位差(也称作“盲方法”或“盲接收器”)也是可行的。

这两个序列之间的相位差定义为

Δθ(t)＝θ(t)-θ_RX(t)

其中：

——θ(t)代表训练符号的序列(θ(t)＝θ_TS(t))或已经判定的符号的序列(θ(t)＝θ_DEC(t))；以及

——θ_RX(t)代表接收的信号。

盲接收器的使用(使用判定的符号θ(t)＝θ_DEC(t))以及数据辅助方法的使用(使用训练符号θ(t)＝θ_TS(t))都有效。

根据另外的实施方式，两个符号(或符号序列)之间的相位差也可用下式确定：

Δθ(t)＝|θ(t)-θ_RX(t)|

其中，|…|代表相位差Δθ(t)的绝对值。

对于该示例，将16QAM调制格式应用于接收的信号120。图3呈现了这种16QAM调制信号的推导的相位差Δθ(t)的相应的直方图300，该16QAM调制信号包括与16QAM调制信号的12个相位对应的12个峰值，其中直方图300的最左侧及最右侧的相位差Δθ(t)的数值代表相同的角度。可通过数学地处理(例如，消除相位模糊)作为接收的信号的一部分的相位信息来获得该相位信息。

在提出的方法之后，在适配估算模块210中推导残余非线性相位差之前对输入信号120施加四次方运算。图4示出了该四次方信号的相应的直方图400，其中仅可显著地识别单象限的三个相位。图4呈现的信息(“接收符号的扩散”)是通过推导和评估成本函数计算非线性系数γ的基础(如图2b的步骤251所提出的)。

如通过图4的直方图的中间峰(Δθ＝0)可见，接收的信号的一些相位被更频繁地识别，这是因为图5所示的16QAM星座的四次方的符号中的两个对应于相同的相位(由图5中的符号502和503表示)。

基于可从图4获取的信息，即，基于输入的16QAM信号的四次方的识别的相位差，可确定以下成本函数：

CF＝[δ_θ1+δ_θ3]*(1/R₂)+δ_θ2*(1/R₁+1/R₃)

其中：

——δ_θ1、δ_θ2和δ_θ3代表图4所示的相位差中的每个的相应标准偏差；以及

——R₁、R₂和R₃代表图5所示的16QAM星座的半径。

成本函数CF是估算伽马的变化Δγ的基础，现在更具体地对其说明：

可通过最小化上述成本函数CF来计算非线性系数γ的(出于改善的目的)优化值。迭代地应用优化非线性系数值γ的算法(例如，根据已知的优化算法“最陡下降算法”，参见“http://en.wikipedia.org/wiki/Gradient_descent”)，并且例如在如下的适配估算模块210中实施该算法：

γ(i+1)＝γ(i)+μΔγ(i)

其中：

——i是离散时间的指数；

——γ(i+1)代表非线性系数在迭代(i+1)的数值；

——γ(i)代表非线性系数在先前迭代(i)的数值；

——μ代表收敛因子，包括有效光纤长度L_eff以及信道功率P。

可根据以下示例性关系推导有效光纤长度：

$L_{eff}=\frac{1-\exp (-\mathrm{\α}L)}{\mathrm{\α}}$

其中α是以[Np/km]定义的光纤衰减。

也可仅考虑梯度的代数符号应用该算法。

可根据下面的等式推导每个迭代Δγ(i)：

$\mathrm{\Δ}\mathrm{\γ}\left(i\right)=\∂CF\left(\mathrm{\γ}\right)/\∂\mathrm{\γ}$

其中，是成本函数相对于非线性系数的梯度。

通过在迭代优化算法中替代Δγ(i)，可根据下式确定非线性系数γ的新数值：

非线性系数的新值γ(i+1)转发至适配DBP模块202，在适配DBP模块202中通过应用该新值γ(i+1)处理接收的信号120(图2b中的步骤253)。

在每次迭代之后，参照前一次迭代评估成本函数CF的梯度，其中梯度符号的改变表示迭代循环的结束，即，已达到成本函数的最小值。在该阶段可停止迭代优化算法(图2b中的步骤252)。

图6示出了作为基于使用16QAM的SSMF光纤的非线性系数γ的函数推导的成本函数CF的示例(通过仿真数据计算)。

确定非线性系数γ的优化值的算法从计算成本函数CF的两个结果(对应于γ的两个不同的初始值)开始。

此外，收敛因子μ也需要优化以实现计算时间的减少而不损失估算精度质量。

在图7所示的另一个示例中，考虑了3dBm的发射功率，基于实验数据研究了8×82kmSSMF光纤的相应的成本函数CF。

根据图6和图7可看出所提出的解决方案的许多重要方面：

——在接收的信号的载波复原之后可获取的信息足以确定非线性系数γ的优化数值，即，可避免基于BER计算的FEC(前向纠错)。优点是，可显著地加速用于估算非线性系数γ的最优数值的收敛因子。

——可解析地推导成本函数CF，其中通过对仿真数据和实验数据的后处理可实现对结果的验证。

——已在极端条件下验证了所提出的方法的稳健性，显示出对于非线性系数γ的合适的确定总是成功的。

图8和图9示出了关于所提出的方法的品质性能的示例，该示例基于Log10(BER)相对于功率性能(dBm)的关系，其中Log10(BER)与经过BER计算之后的接收的信号120的品质有关。

图8示出了对于在8×82km的LA-PSCF上传播的仿真数据的Log10(BER)相对于功率(dBm)性能的关系。第一曲线(FDE)示出了使用频域均衡器(FDE)仅补偿线性损伤后的信号品质相对于注入到光线中功率的排列。第二曲线(0.6＝γ_BP)示出了通过基于固定的非线性系数γ＝0.61/(W*km)应用数字反向传播的相应的品质排列，其中假定该非线性系数γ的数值是该光纤正确的数值。第三曲线(1＝γ_BP)示出了通过基于错误的非线性系数γ＝11/(W*km)应用数字反向传播的相应的品质排列。第四曲线(初始γ＝1的A_BP)示出了通过根据所提出的解决方案用非线性系数的(错误的)初始数值γ＝1开始的应用适配数字反向传播的相应的品质排列。由于在第二曲线和第四曲线排列之间仅存在很小的差异，所以其证实了所提出的方法工作正确，即，在根据所提出的方法的优化算法结束之后推导出的非线性系数γ的优化值完全等于或近似等于真实光纤的非线性系数值γ。

图9示出了在8×82km的SSMF上传播的实验数据的Log10(BER)相对于功率(dBm)性能的关系。再一次地，第一曲线(FDE)示出了使用频域均衡器(FDE)仅补偿线性损伤后的信号品质相对于注入到光线中功率的排列。第二曲线(0.6＝γ_BP)示出了通过基于固定的非线性系数γ＝0.61/(W*km)应用数字反向传播的相应的品质排列，其中该非线性系数γ的数值是根据光纤供应商的信息的正确的数值。第三曲线(1.3＝γ_BP)示出了通过基于错误的非线性系数γ＝1.31/(W*km)应用数字反向传播的相应的品质排列。第四曲线(初始γ＝1.31的A_BP)再一次示出了通过根据提出的解决方案用非线性系数的(错误的)初始数值γ＝1.31开始的应用适配数字反向传播的相应的品质排列。再一次地，仅可在第二曲线和第四曲线之间识别出很小的差异，这意味着即使为非线性系数γ选择错误的初始数值，提出的适配反向传播算法方法也正确地工作。

应注意，示例性地用于处理16QAM调制信号确定的上述成本函数CF是应用所提出的解决方案的一个可行实施方式。提出的解决方案可应用于各种的调制格式。

上述成本函数可概括为下式：

${\mathrm{CF}}_{gen}=\underset{k\∈K}{\Σ}\[\left({\mathrm{\δ}}_{upper,k}+{\mathrm{\δ}}_{lower,k}\right)\·\frac{1}{R_k}\]+{\mathrm{\δ}}_{center}\·\underset{i\∈I}{\Σ}\frac{1}{R_i}$

其中，k∈K；i∈I

其中：

——CF_gen是总成本函数

——δ_upper,k代表每单位半径R_k的高于中心相位θ_center的每个相位差θ_upper的标准偏差

——δ_lower,k代表每单位半径R_k的低于中心相位θ_central的每个相位差θ_lower的标准偏差

——Θδ_center代表中心相位。

——I代表信号星座的不同半径的集合

——K代表在M次方操作之后的信号星座的直方图的不同相位角度的集合

采用总成本函数CF_gen接收16QAM调制信号(已作为提出的解决方案的示例性描述的一部分)可得到以下成本函数CF₁₆：

${\mathrm{CF}}_{16}=\underset{k\∈K}{\overset{K_{max}}{\Σ}}({\mathrm{\δ}}_{upper}+{\mathrm{\δ}}_{lower})\·\frac{1}{R_2}+{\mathrm{\δ}}_{center}\·(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_3})$

其中，k∈[2]；i∈[1,3]

图10示出了应用于四次方的相应的16QAM星座图。

下文中所提供的实例中，采用总成本函数CF_gen处理不同调制格式的接收的信号。

采用总成本函数CF_gen接收32QAM调制信号：

${\mathrm{CF}}_{32}=\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}\[\left({\mathrm{\δ}}_{upper,k}+{\mathrm{\δ}}_{lower,k}\right)\·\frac{1}{R_k}\]+{\mathrm{\δ}}_{center}\·\underset{i\∈I}{\Σ}\frac{1}{R_i}$

其中，k∈[2,4,5]；i∈[1,3]

图11示出了应用于四次方的相应的32QAM星座图。

采用总成本函数CF_gen接收64QAM调制信号：

${\mathrm{CF}}_{64}=\underset{k\∈K}{\Σ}\[\left({\mathrm{\δ}}_{upper,k}+{\mathrm{\δ}}_{lower,k}\right)\·\frac{1}{R_k}\]+{\mathrm{\δ}}_{center}\·\underset{i\∈I}{\Σ}\frac{1}{R_i}$

其中，k∈[2,4,5,6,7,8]；i∈[1,3,6,9]

图12示出了四次方的相应的64QAM星座图。

对于M-PSK调制信号的接收，可确定以下成本函数：

${\mathrm{CF}}_{M-PSK}=\frac{\mathrm{\δ}}{R}$

其中k＝0，i＝1。

图13示出了四次方的相应的M-PSK星座图。

在真实DWDM系统中，无法获取或仅可部分地获取传输链接的细节。甚至于，即使可获取细节，然而随着即将到来的自动切换的光学网络(ASON/GMPLS)，尤其是在保护切换或甚至于主动流量路由之后，将不能再获取链接描述的准确的信息。针对适配数字反向传播所提出的解决方案能够初始化循环之后很快得到一套合适的参数以用于DBP实施。

作为另一个优点，不必在光接收器中作出的显著的改变以实施所提出的解决方案。可在DSP(数字信号处理器)中实施优化算法的编码。

可在使用相干检测的各种光传输系统(包括单载波、多载波、单模及多模)中实施所提出的方法。

缩写列表：

DBP数字反向传播

DEC判定

DSP数字信号处理器

DWDM密集波分复用

BER比特误码率

CD色散

CF成本函数

CPR载波相位复原

CR时钟复原

DSP数字信号处理

DM色散控制

FDE频域均衡器

NDM非色散控制

NLPN非线性相位噪声

PMD偏振模色散

RX接收

SPM自相位调制

TDE时域均衡器

TS训练序列

XPM交叉相位调制

Claims (16)

1.一种用于降低至少一个链接的光传输损伤，尤其是非线性效应的方法，包括：

a)从经由所述至少一个链接接收的光信号(120)提取相位信息(Δθ)；

b)基于所述相位信息(Δθ)确定与所述至少一个链接有关的非线性系数(γ)；

c)使用所述非线性系数(γ)应用控制机制(202)。

2.根据权利要求1所述的方法，重复所述步骤a)至c)直至所述非线性系数(γ)达到或超过数值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述控制机制(202)包括数字反向传播算法。

4.根据上述任一权利要求所述的方法，其中在所接收的光信号(102)的载波复原(105)之后提取所述相位信息(Δθ)。

5.根据上述任一权利要求所述的方法，其中：

基于所提取的相位信息(Δθ)推导成本函数(CF)；以及

结合所述成本函数(CF)来应用优化算法以确定所述非线性系数(γ)。

6.根据上述任一权利要求所述的方法，其中：

所提取的相位信息包括作为所接收的光信号(102)的部分的接收符号(501…504)的扩散；以及

所述非线性系数(γ)的确定使得所述接收符号(501…504)的扩散的减少得以实现。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述接收符号(501…504)的各自扩散包括在所述接收符号(θ_TS，θ_DEC)与相应的传输符号(θ_RX)之间的各自相位差(Δθ)，其中使用或不使用训练序列推导所述相位差(Δθ)。

8.根据权利要求7所述的方法，其中：

所接收的光信号(102)是基于16QAM调制的相干信号；

对所接收的光信号应用四次方运算；

从四次方信号推导所述各自的相位差(Δθ)；

基于所推导的相位差(Δθ)，所述成本函数(CF)定义为：

CF＝[δ_θ1+δ_θ3]*(1/R₂)+δ_θ2*(1/R₁+1/R₃)

其中δ_θ1、δ_θ2和δ_θ3代表各自的相位差中的各自标准偏差；以及R₁、R₂和R₃代表16QAM星座的半径。

9.根据权利要求5至8中任一权利要求所述的方法，其中所述优化算法基于最陡下降算法。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述最陡下降算法定义为：

γ(i+1)＝γ(i)+μΔγ(i)

其中：

i是离散时间的指数；

γ(i+1)代表所述非线性系数在迭代(i+1)的值；

γ(i)代表所述非线性系数在先前迭代(i)的值；

μ代表收敛因子，所述收敛因子包括有效光纤长度L_eff和信道功率P；

$\mathrm{\Δ}\mathrm{\γ}\left(i\right)=\∂CF\left(\mathrm{\γ}\right)/\∂\mathrm{\γ}.$

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中：

所述优化算法起始于计算与所述非线性系数(γ)的两个不同数值对应的所述成本函数的两个数值；以及

由选择的初始数值代表所述非线性系数(γ)的第一起始值。

12.根据上述任一权利要求所述的方法，其中：

所述非线性系数(γ)具体是代表n个单链接的n-维非线性系数；

所述n-维非线性系数由n-维计算确定。

13.一种装置，包括：

控制机制，用于降低可连接至所述装置的至少一个单链接的光传输损伤，尤其是非线性效应；以及

处理器单元，布置为使得以下步骤得以执行：

a)从经由所述至少一个链接接收的光信号(120)提取相位信息(Δθ)；

b)基于所述相位信息(Δθ)确定与所述至少一个链接有关的非线性系数(γ)；

c)使用所述非线性系数(γ)应用控制机制(202)。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述处理器单元布置为能够使得所述步骤a)至c)重复直至所述非线性系数值(γ)达到或超过数值。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其中所述装置是通信装置，尤其是光信号接收器或与光信号接收器相关的装置。

16.一种通信系统，包括根据权利要求13至15中任一权利要求所述的装置。