CN105556877A - 用于光学传输的频率分集mimo处理 - Google Patents

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CN105556877A CN201480051778.3A CN201480051778A CN105556877A CN 105556877 A CN105556877 A CN 105556877A CN 201480051778 A CN201480051778 A CN 201480051778A CN 105556877 A CN105556877 A CN 105556877A
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Abstract

一种光学传输系统，被配置成使用以小于波特率的光谱间隔间隔开的一个或多个经调制的光学载波传输信息。光学传输系统中的示例光学接收器包括信号均衡器，信号均衡器被配置成实现频率分集多输入/多输出信号处理，旨在消除由相邻的经调制的光学载波之间的光谱交叠引起的载波间干扰的影响，以便使得光学接收器能够恢复在对应的光学传输器处被编码到不同的经调制的光学载波上的各个数据流。光学传输系统的一些实施例可以有利地能够实现比光学正交频分多址传输格式所支持的频谱效率更高的频谱效率。

Description

用于光学传输的频率分集MIMO处理
技术领域
本发明涉及光学通信设备，并且更具体地而非排他性地涉及使用频率分集(FD)多输入/多输出(MIMO)信号处理的光学传输方案。
背景技术
本部分介绍可能有助于促进更好理解本发明的方案。因此，本部分的陈述应当鉴于此来阅读，而不应当被理解为关于什么是现有技术或者什么不是现有技术的承认。
由于例如高速数据服务、视频服务以及商业和居民宽带连接的增长，电信公司面临对于其地铁、区域和长途光学网络的增加的能力的持续需求。虽然光线具有传输数据的非常大的固有能力，然而现代光学网络中实现的频谱效率仍然具有明显的改进空间。例如，当今采用的最频谱高效的光学传输技术之一是光学正交频分复用(OFDM)，其使用以比特流准确间隔开的经调制的子载波。然而，有可能需要比由光学OFDM支持的更高的频谱效率以满足未来的容量需求。
在电信和电子技术中，术语“波特率”是指以每秒的符号或者每秒的脉冲为单位表达的数据速率。波特率——有时也称为“调制速率”——因此是使用数字调制信号或线代码每秒向传输介质施加的明确符号变化或信令事件的数目。对应的比特率为所采用的调制格式或调制星座中每个符号的比特数目与波特率之积。
发明内容
本文中公开了被配置成使用以小于波特率的光谱间隔间隔开的两个或多个经调制的光学载波传输信息的光学传输系统的各种实施例。所公开的光学传输系统中的示例光学接收器包括信号均衡器，信号均衡器被配置成实现FD-MIMO信号处理，旨在消除由于相邻的经调制的光学载波之间的光谱交叠引起的载波间干扰的影响，以便使得光学接收器能够恢复在对应的光学传输器处被编码到不同经调制的光学载波上的各个数据流。有利地，光学传输系统的一些实施例可以能够实现比由光学OFDM传输格式支持的频谱效率更高的频谱效率。
在一些实施例中，所公开的光学传输系统可以被配置成传输偏分复用光学信号。
根据一个实施例，提供了一种包括光学检测器的光学接收器，光学检测器被配置成基于所接收的经调制的光学信号生成第一经滤波的电信号和第二经滤波的电信号，其中所接收的经调制的光学信号具有(i)第一经调制的光学载波，具有在其上以所选择的波特率编码的第一数据流，所述第一经调制的光学载波具有第一载波频率，以及(ii)第二经调制的光学载波，具有在其上以所选择的波特率编码的第二数据流，所述第二经调制的光学载波具有第二载波频率，其中所述第一载波频率和所述第二载波频率以小于所选择的波特率的频率间隔彼此间隔开。光学接收器还包括被配置成处理第一和第二经滤波的电信号以恢复第一数据流和第二数据流的信号处理器。
根据另一实施例，提供了一种装置，包括：第一光学传输器，被配置成生成其上以所选择的波特率编码的第一数据流的第一经调制的光学载波，该第一经调制的光学载波具有第一载波频率；第二光学传输器，被配置成生成其上以所选择的波特率编码的第二数据流的第二经调制的光学载波，上述第二经调制的光学载波具有第二载波频率，其中第一和第二载波频率以小于所选择的波特率的频率间隔彼此间隔开；以及被配置成组合第一经调制的光学载波和第二经调制的光学载波用于通过光纤链路来传输的光学组合器。
根据又一实施例，提供了一种光学传输器，包括：多个电中频生成器，每个被配置成生成具有相应中间频率的相应的电载波，其中相邻的中间频率之间的间隔小于所选择的波特率；多个电调制器，每个被配置成使用多个数据流中的一个相应的数据流以所选择的波特率调制相应的电载波以生成多个经调制的电载波中的一个相应的经调制的电载波；被配置成组合多个经调制的电载波以生成经调制的多载波电信号的电信号组合器；以及被配置成通过基于经调制的多载波电信号调制光学载波来生成经调制的光学信号的光学调制器。
根据又一实施例，提供了一种光学接收器，包括：光学检测器，被配置成基于所接收的经调制的光学信号生成第一经滤波的电信号和第二经滤波的电信号，其中所接收的经调制的光学信号具有(i)其上以所选择的波特率编码的第一数据流的第一经调制的光学载波，该第一经调制的光学载波具有第一载波频率，以及(ii)其上以所选择的波特率编码的第二数据流的第二经调制的光学载波，该第二经调制的光学载波具有第二载波频率；以及信号处理器，被配置成将第一经滤波的电信号转换成第一基带电信号；将第二经滤波的电信号转换成第二基带电信号；向第一和第二基带电信号施加MIMO均衡处理以缓解由于第一经调制的光学载波与第二经调制的光学载波的部分光谱交叠而产生的载波间干扰的影响，该MIMO均衡处理被配置成接收第一基带电信号作为第一输入，并且还被配置成接收第二基带电信号作为第二输入，其中该MIMO均衡处理被配置成生成第一经均衡的电信号作为其第一输出并且生成第二经均衡的电信号作为其第二输出；基于第一经均衡的电信号恢复第一数据流；以及基于第二经均衡的电信号恢复第二数据流。
附图说明
本发明的各个实施例的其他方面、特征和优点例如根据以下详细描述和附图将变得更加完全清楚，在附图中：
图1示出根据本公开的实施例的光学传输系统的框图；
图2A-2C在图形上示出根据本公开的实施例的在图1的光学传输系统中生成的中频信号的频谱；
图3示出根据本公开的实施例的能够在图1的光学传输系统中使用的信号处理方法的流程图；
图4示出根据本公开的实施例的能够在图1的光学传输系统中使用的光学传输器的框图；
图5示出根据本公开的实施例的能够在图1的光学传输系统中使用的光学外差检波器的框图；
图6示出根据本公开的实施例的能够在图1的光学传输系统中使用的数字信号处理器的框图；
图7示出根据本公开的实施例的能够在图6的数字信号处理器中使用的有限脉冲响应滤波器的框图；
图8示出根据本公开的实施例的能够在图6的数字信号处理器中使用的MIMO均衡器的框图；
图9示出根据本公开的替选实施例的能够在图1的光学传输系统中使用的光学传输器900的框图；以及
图10示出根据本公开的实施例的能够代替图5所示的光学外差检波器使用的光学内差检波器的框图。
具体实施方式
图1示出根据公开的实施例的光学传输系统100的框图。光学传输系统100被配置成使用频率分集多输入/多输出(FD-MIMO)信号处理，例如，如下面进一步解释的。简言之，光学传输系统100被配置成传输分别在其上编码的(至少)两个数据流数据1和数据2的(至少)两个经调制的光学载波。上述经调制的光学载波在光纤链路140上并行传输，其中它们在时间和空间上交叠，并且然后在光纤链路的出口端被处理，例如，如下面进一步描述的，以恢复数据流数据1和数据2。
光学传输系统100中所使用的两个经调制的光学载波的载波频率之间的关系用等式(1)描述：
|f1-f2|＜R(1)
其中f1和f2分别为第一和第二载波频率；R为波特率。在一个实施例中，|f1-f2|/R小于大约0.9但是大于大约0.2。在替选实施例中，|f1-f2|/R小于大约0.7但是大于大约0.4。在又一替选实施例中，|f1-f2|/R≈0.6。在示例实施例中，f1和f2的值在200THz的数量级，并且R的值在10÷100GHz的数量级(但是通常使用单位Gbaud来给出)。
光学传输系统100具有耦合到图1中表示的光线链路140的入口端的两个光学传输器(标记为1101和1102)。光学传输器1101被配置成经由电输入端口1021接收数据流数据1。光学传输器1102被配置成经由电输入端口1022接收数据流数据2。
光学传输器1101向数字信号处理器(DSP)1121施加数据流数据1。DSP1121处理数据流数据1以生成数字电信号1141和1142。这样的处理可以包括但不限于前向纠错(FEC)编码、星座映射、电子色散预补偿和脉冲成形，例如被实现为现有技术中已知的脉冲成形。星座映射步骤中所使用的星座可以是例如正交幅度调制(QAM)星座或者正交脉冲平移键控(QPSK)星座。
在每个信令间隔(也称为对应于光学符号的符号周期或者时隙)中，信号1141和1142基于来自数据流数据1的相应部分携带分别表示对应星座点(符号)的同相(I)分量和正交(Q)分量的数值。数模转换器(DAC)1181和1182将数字信号1141和1142转换成模拟形式以分别生成电驱动信号I1和Q1。驱动信号I1和Q1然后以传统方式用于驱动光学I-Q调制器1241。基于驱动信号I1和Q1，光学I-Q调制器1241调制由激光源1201供应的光束1221以生成经调制的光学信号1261。光束1221具有载频f1，并且经调制的光学信号1261因此是以上提及的两个经调制的光学载波中的第一经调制的光学载波。
光学传输器1102通常为模拟到光学传输器1101，并且被配置成向数据流数据2应用类似(与以上描述的类似)的处理以生成经调制的光学信号1262。更具体地，使用类似的字母符号指定的光学传输器1102和1101的元件具有类似的功能，并且关于光学传输器1102的这些功能的描绘在此不重复。然而，光学传输器1101与1102之间的一个差异在于由光学传输器1102中的激光源1202生成的光束1222具有载波频率f2。经调制的光学信号1262因此是以上提及的两个经调制的光学载波中的第二经调制的光学载波。
波束组合器128组合经调制的光学信号1261和1262以生成光学输出信号130，光学输出信号130然后施加于光纤链路140的入口端并且通过其传输到其出口端，光学输出信号130在出口端处呈现为光学信号142。光学信号142与光学信号130具有相同的两个经调制的光学载波，但是另外地受到噪声以及在光纤链路140中强加的各种线性和非线性失真和损伤的影响。
光学传输系统100还具有耦合到图1中表示的光纤链路140的出口端的光学接收器150。光学接收器150包括被配置成使用由激光源1203生成的本地振荡器信号1223将光学信号142转换成中频电信号158的光学外差检波器154。在一个实施例中，本地振荡器信号1223具有光学频率f3，光学频率f3与载波频率f1和f2具有以下关系：
|f3-0.5×|f1-f2||≥2R(2)
其中R为波特率。例如美国专利第6,535,289、6,646,746和7,162,165号中公开了可以用作光学外差检波器154的示例光学外差检波器，这些专利的全部内容通过引用合并于此。
图2A-2C在图形上示出根据本公开的实施例的中频电信号158(图1)的频谱。更具体地，图2A示出当仅光学传输器1101传输而光学传输器1102关闭时中频信号158的频谱。图2B示出当仅光学传输器1102传输而光学传输器1101关闭时中频信号158的频谱。图2C示出当光学传输器1101和1102均传输中频信号158的频谱。图2A-2C中呈现的测量对应于光学传输系统100的以下配置：
R＝10Gbaud的QPSK调制；
|f1-f2|≈6GHz；并且
|f3-0.5×|f1-f2||≈28GHz。
再次参考图1，光学接收器150还包括带通滤波器1601和1602，带通滤波器1601和1602每个被配置成接收中频电信号158的相应副本。带通滤波器1601对中频信号158的所接收的副本滤波以生成经滤波的电信号1621。带通滤波器1602类似地对中频信号158的所接收的副本滤波以生成经滤波的电信号1622。
在示例实施例中，带通滤波器1601和1602具有不同的相应通带。例如，带通滤波器1601可以被配置成使得大致以中间频率fIF1＝|f3-f1|为中心的频带通过，并且R大约为3dB的带宽。带通滤波器1602可以类似地被配置成使得大致以中间频率fIF2＝|f3-f2|为中心的频带通过，并且R大约为3dB的带宽。
在一个实施例中，带通滤波器1601和1602可以分别具有传递函数F1(f)和F2(f)，传递函数用等式(3a)-(3b)来描述：
F1(f)＝F0(f-fIF1)(3a)
F2(f)＝F0(f-fIF2)(3b)
其中f为频率，F0(f)为在零频率具有最大值并且关于零频率接近对称的传导函数。
模数转换器(ADC)1681和1682将经滤波的电信号1621和1622转换成数字形式并且向DSP172施加所得到的数字电信号1701和1702用于处理。DSP172使用FD-MIMO信号处理方法处理数字电信号1701和1702，FD-MIMO信号处理方法的示例实施例在下面参考图3来描述。基于上述处理，DSP172恢复数据流数据1和数据2并且分别经由电输出端口1761和1762将已恢复数据流定向到外部电路。
图3示出根据本公开的实施例的能够在DPS172(图1)中使用的信号处理方法的流程图。
在步骤302，DSP172执行数字电信号1701和1702到基带的下转换。回忆起数字电信号1701和1702为数字形式的经滤波的电信号1621和1622，其为中频信号。在数字域，可以通过例如将数字电信号1701和1702转换成复数值形式并且然后将对应的复数值乘以因子exp[-jπ(fIF1+fIF2)t]来实现降频，其中t为时间。以这一方式，对应于由光学传输器150经由光纤链路140(参见图1)接收的两个经调制的光学载波的频带在频率向下平移到关于零频率对称的位置。例如，如果fIF1＞fIF2，则从数字电信号1701得到的降频后的复数值数字信号在频谱上位于正频率处，而从数字电信号1702得到的降频后的复数值数字信号在频谱上位于负频率处。
在步骤304，DSP172针对在步骤302生成的两个降频后的复数值数字信号中的每个执行单独的频率偏移校正。更具体地，具有正频率的降频后的复数值数字信号乘以因子exp[-jπ|fIF1-fIF2|t]。具有负频率的降频后的复数值数字信号类似地乘以因子exp[jπ|fIF1-fIF2|t]。步骤304可以定性地解释为去除两个所检测的基带信号的载频分集的步骤。
在步骤306，DSP172施加MIMO均衡处理以缓解在步骤306生成的信号中存在的载波间干扰的影响。这样的影响由于中间频带的光谱交叠而存在，其例如用图2A和2B所示的频谱来图示。该光谱交叠进而是等式1所表示的载波频率关系的结果以及经调制的光学信号1261和1262的类似光谱交叠。
步骤306的MIMO均衡处理可以被定性地视为旨在解决例如大致以下数学问题。假定对应于经调制的光学信号1261和1262的数字基带信号分别为X1(f)和X2(f)。用Y1(f)和Y2(f)表示在步骤304生成的两个数字基带信号。在DSP172中实现的MIMO均衡处理因此需要基于(Y1(f)，Y2(f))来恢复(X1(f)，X2(f))。
(X1(f)，X2(f))与(Y1(f)，Y2(f))之间的关系可以通过跟踪在光学传输系统100中实现的信号传播和处理来理解。在一个实施例中，这一关系可以例如如下来表示：
Y 1 ( f ) Y 2 ( f ) = aF 0 ( f ) bF 0 ( f - | f I F 1 - f I F 2 | 2 ) aF 0 ( f + | f I F 1 - f I F 2 | 2 ) bF 0 ( f ) X 1 ( f ) X 2 ( f ) - - - ( 4 )
其中a和b分别为描述通过光纤链路140(图1)的第一和第二经调制的载波的传播的复数；F0(f)为以上已经参考等式(3a)-(3b)描述的滤波器传输函数。因此，为了找到(X1(f)，X2(f))，DSP172需要找到等式(4)中呈现的2x2矩阵的逆。如果将上述逆矩阵表示为H-1(f)，则可以使用以下等式(5)计算原始基带信号。
X 1 ( f ) X 2 ( f ) = H - 1 ( f ) Y 1 ( f ) Y 2 ( f ) - - - ( 5 )
注意，等式(4)和(5)描述频域的MIMO均衡处理。等同地，这一处理也可以在时域实现，例如使用一个或多个多抽头有限脉冲响应(FIR)滤波器。一旦对用于时域均衡的等式公式化，则可以使用适当地构造的成本或误差函数来驱动合适的(例如最小均方LMS或恒模CMA)算法用于适当地配置FIR滤波用于盲MIMO均衡。下面参考图6来描述可以出于这一目的而是用的误差函数的示例。例如美国专利第8,335,440、7,260,370和6,993,311号中公开了能够在步骤306的MIMO均衡处理中使用的示例CMA实现，这些权利的全部内容通过引用合并于此。
在步骤308，使用在步骤306生成的经均衡的数字信号估计由DSP1121和1122在星座映射步骤期间生成的对应的原始星座符号。
在步骤310，使用有效星座(operativeconstellation)将在步骤308生成的估计的星座符号转换成对应的数据流，并且对上述数据流进行FEC解码以去除可能的误差并且恢复数据流数据1和数据2。
图4-7示出可以用于修改光学传输系统100(图1)以便使其适合用于偏分复用(PDM)光学信号的传输的各种电路/设备的框图。更具体地，图4示出可以用于替换光学传输器1101和1102(图1)中的每个的光学传输器400的框图。图5示出可以用于替换光学外差检波器154(图1)的光学外差检波器500的框图。图6示出可以用于替换DSP172(图1)的DSP600的框图。图7示出可以用在DSP172(图1)中的FIR滤波器700的框图。
图4示出根据本公开的实施例的可以用在光学传输系统100(图1)中的光学传输器400的框图。光学传输器400在图4中示意性地示出为耦合在电输入端口102和波束组合器128(参见图1)之间。在示例实施例中，光学传输器400的第一实例(副本)可以耦合在电输入端口1021与波束组合器128之间以取代光学传输器1101，并且光学传输器400的第二实例可以耦合在电输入端口1021与波束组合器128之间以取代光学传输器1101(参见图1)，光学传输器400的第一实例中的激光源420因此被配置成生成具有载波频率f1的光，并且光学传输器400的第二实例中的激光源420因此被类似地配置成生成具有载波频率f2的光。
光学传输器400具有被配置成从电输入端口102接收输入数据流的DSP412。DSP412处理所接收的输入数据流以生成电数字信号4141-4144。在每个信令间隔，信号4141和4142携带分别表示意图用于使用X偏振光来传输的对应星座符号的I和Q分量的数值。信号4141和4142类似地携带分别表示意图用于使用Y偏振光来传输的对应星座符号的I和Q分量的数值，其中Y偏振近似正交于X偏振。
光学传输器400的电光(E/O)转换器(有时也称为前端电路)416将数字信号4141-4144转换成经调制的光学输出信号430。更具体地，DAC4181和4182将数字信号4141和4142转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因此以传统方式用于驱动I-Q调制器424X。基于驱动信号IX和QX，I-Q调制器424X调制由激光源420供应的光的X偏振波束422X，从而生成经调制的光学信号426X。
DAC4183和4184类似地将数字信号4143和4144转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424Y调制由激光源420供应的光的Y偏振波束422Y，从而生成经调制的光学信号426Y。
偏振光束组合器组合经调制的光学信号426X和426Y以生成光学输出信号430，其被定向到波束组合器128(图1)。
图5示出根据本公开的实施例的可以在光学传输系统100(图1)中使用的光学外差检波器500的框图。类似于图1所示的光学外差检波器154，光学外差检波器500可以被配置成从激光器1203和光纤链路140的出口端(参见图1)接收其光学输入。由光学外差检波器500生成的中频电信号558X和558Y中的每个可以类似于中频电信号158(参见图1)被滤波和数字化。
光学外差检波器500包括光学外差检波器154的两个实例(副本)，光学外差检波器154的实例在图5中分别标记为154X和154Y。偏振分束器5021和5022操作以向外差检波器154X提供X偏振输入并且向外差检波器154Y提供Y偏振输入，如图5中所表示的。更具体地，偏振分束器5021被配置成：(i)分离从远程光学传输器(诸如光学传输器400(图4)或光学传输器900(图9))接收的经调制的光学信号的X和Y偏振；以及(ii)向外差检波器154X和154Y的相应信号端口中馈送所得到的已偏振光学信号。偏振分束器5022类似地被配置成：(i)分离从激光器1203(图1)接收的本地振荡器信号的X和Y偏振；以及(ii)向外差检波器154X和154Y的相应本地振荡器端口中馈送所得到的已偏振本地振荡器信号。
图6示出根据本公开的实施例的可以在光学传输系统100(图1)中使用的DSP600的框图。更具体地，DSP600被设计成结合光学外差检波器500(图5)来操作并且被配置成接收(已滤波中频)数字电信号6021-6024。数字电信号6021和6022对应于X偏振并且以与在分别根据信号158(图1)生成数字电信号1701和1702的过程中使用的相同的方式根据信号558X(图5)来生成。数字电信号6022和6024对应于Y偏振并且也以与在分别根据信号158生成数字电信号1701和1702的过程中使用的相同的方式根据信号558Y(图5)来生成。
数字电信号6021-6024施加于降频转换器610，降频转换器610被配置成实现方法300的步骤302(图3)。在示例实施例中，降频转换器610包括四个复数值乘数(图6中未明确示出)，其每个被配置成将相应的复数值信号乘以exp[-jπ(fIF1+fIF2)t]。所得到的复数值基带信号为信号6121-6124。
基带信号6121-6124施加于乘法器6161-6164，乘法器6161-6164被配置成实现方法300的步骤304(图3)。更具体地，乘法器6161和6162操作以将基带信号6121和6122分别乘以exp[-jπ(fIF1-fIF2)t]。所得到的频率偏移已校正信号分别为信号6181和6182。乘法器6161和6162类似地操作以将基带信号6123和6124分别乘以exp[jπ(fIF1-fIF2)t]。所得到的频率偏移已校正信号分别为信号6183和6184。
频率偏移已校正信号6181-6184施加于可配置FIR滤波器的组630(图6中未单独示出，参见图7)，其被配置成实现方法300的步骤306(图3)。在本特定实施例中，组630具有互连的长度相同的十六个可配置FIR滤波器，例如，如图8中所表示的。由滤波器组630生成的所得到的经均衡的信号为信号6341-6344。
在示例实施例中，滤波器组630被配置成执行对应于被公式化用于四分量输入和四分量输出的等式(5)的时域等同表达的信号处理，如等式(6)所表示的：
x 1 x 2 x 3 x 4 = h → 11 h → 12 h → 13 h → 14 h → 21 h → 22 h → 23 h → 24 h → 31 h → 32 h → 33 h → 34 h → 41 h → 42 h → 43 h → 44 y → 1 y → 2 y → 3 y → 4 - - - ( 6 )
其中x1-x4为由组630在单个符号周期中生成的经均衡的信号6341-6344的值；每个矢量(其中m＝1，2，3，4并且n＝1，2，3，4)表示来自组630的十六个可配置FIR滤波器中的相应的FIR滤波器；并且每个矢量表示来自频率偏移已校正信号6181-6184中的相应信号的值的串。每个矢量和具有N个分量，其中N为带630的FIR滤波器中的抽头的数目。更具体地，每个矢量包括在上一N个符号周期期间由频率偏移已校正信号6181-6184中的相应信号供应的值。每个矢量包括在组630的相应FIR滤波器(也参见图7)中使用的滤波器系数C1-CN。滤波器系数C1-CN的值可以随时间变化，并且可以由滤波器控制器626经由基于误差更新信号624生成的控制信号628来设置。在操作中，组630中的不同FIR滤波器通常被配置成使用系数C1-CN的不同相应集合。
在一个实施例中，误差更新信号624基于由误差估计器640根据信号6181-6184以及6341-6344得到的误差估计来生成。误差估计器640被配置成生成十六个这样的误差估计，每个误差估计然后用于使得滤波器控制器626能够大致调节组630中的十六个FIR滤波器中的相应FIR滤波器的系数C1-CN。例如，对于PDM-QPSK星座，误差估计器640可以被配置成如下来生成误差估计的集合emn(其中m＝1，2，3，4并且n＝1，2，3，4)：
emn(k)＝(1-|ym(k)|2)ym(k)xn *(k)(7)
其中k为符号周期的计数；ym(k)为第k个符号周期中的符号618m的值；xn(k)为第k个符号周期中的符号634n的值；“*”符号表示复共轭。耦合在误差估计器640与滤波器控制器626之间的电路通过如下基于误差估计emn递归地更新其来跟踪平均估计误差Emn：
Emn(k)＝Emn(k-1)+μemn(k)(8)
其中μ为误差加权系数。在每个符号周期中，经由误差更新信号624向滤波器控制器626提供平均估计误差Emn。滤波器控制器626然后使用平均估计误差Emn适应性地选择组630中的十六个FIR滤波器中的每个的系数C1-CN。
经均衡的信号6341-6344施加于星座映射器650，星座映射器650被配置成实现方法300的步骤308(图3)。在一个实施例中，星座映射器650可以被配置成(i)计算由经均衡的信号634n供应的值与有效星座的各个星座点之间的距离以及(ii)选择最近的星座点作为对应传输符号的估计。估计的星座符号的所得到的序列为序列6541-6544。
序列6541-6544施加于误差校正模块660，序列6541-6544在误差校正模块660处进行FEC解码以去除可能的误差(如果存在)。在校正误差之后，误差校正模块660生成输出数据流数据1X、数据1Y、数据2X和数据2Y，其中下标X和Y表示使用其通过光纤链路140(图1)传输对应数据流的偏振。合起来，数据流数据1X和数据1Y多具有数据流数据1的数据(参见图1)。数据流数据2X和数据2Y多具有数据流数据2的数据。
图7示出根据本公开的实施例的可以用于实现滤波器组630中的十六个FIR滤波器中的任何滤波器或每个滤波器(图6)的有限脉冲响应(FIR)滤波器700的框图。
滤波器700被配置成接收输入信号702并且生成已滤波输出信号732。滤波器700为包括以下各项的N抽头FIR滤波器：(i)N-1个延迟元件7101-710N-1；(ii)N个乘法器7201-720N；以及(iii)加法器730。延迟元件7101-710N-1中的每个被配置成引入时间延迟τ，时间延迟τ的持续时间等于符号周期。乘法器7201-720N中的每个被配置成将输入信号702的对应延迟副本乘以相应复数值系数Ci，其中i＝1，2，...，K。加法器730被配置成对由乘法器7201-720N生成的输出信号求和以生成已滤波输出信号732。在一个实施例中，FIR滤波器700中的抽头的数目(N)可以在二到十二之间。在替选实施例中，也可以使用明显更大的抽头数目，例如大约五百。
图8示出根据本公开的实施例的可以用于实现滤波器组630(图6)的MIMO均衡器800的框图。更具体地，对应于K＝4的MIMO均衡器800的实施例可以被配置成作为DSP600中的滤波器组630(图6)来操作。在各种替选实施例中，参数K可以被选择为大于一的任何正整数。
在操作中，输入端子IN1-INK中的每个接收数字输入信号，诸如信号6181-6184之一(图6)。输出端子OUT1-OUTK中的每个因此输出相应的输出信号，诸如信号6341-6344之一(图6)。标记为hij(其中i＝1，2，...，K并且j＝1，2，...，K)的处理块中的每个表示相应的FIR滤波器，诸如滤波器700(图7)。每个滤波器hij的滤波器系数C1-CN由对应的控制器(诸如滤波器控制器626(图6))经由控制信号总线802来编程。如以上指出的，通过在不同的滤波器hij中使用滤波器系数C1-CN的适当的相应集合，MIMO均衡器800可以基本上消除载波间干扰的不利影响，并且还有可能执行某些其他有用的操作，诸如偏振去复用。
图9示出根据本发明的替选实施例的可以在光学传输系统100(图1)中使用的光学传输器900的框图。更具体地，由光学传输器900生成的经调制的光学信号930可以代替光学信号130(图1)施加于光纤链路140的入口端。经调制的光学信号930具有K个经调制的光学载波。当在光纤链路140的出口端接收到时，可以在对应光学接收器中例如使用采用MIMO均衡器800(图8)的DSP来处理经调制的光学信号930。
光学传输器900包括中频(IF)生成器9061-906K，其每个被配置成生成具有相应中间频率的电载波。相邻中间频率之间的间隔小于波特率R。由IF生成器9061-906K生成的每个电载波然后在电调制器9101-910K中的相应调制器中使用数据流数据1-数据K中的相应数据流被调制。所得到的经调制的电载波9121-912K中的每个具有波特率R。
经调制的电载波9121-912K在电信号组合器914中被组合，并且所得到的经调制的多载波电信号916被施加于驱动电路918。驱动电路918操作以将经调制的多载波电信号916转换成用于驱动I-Q调制器924的对应的电驱动信号922。转换过程可以包括放大信号916并且例如向所得到的已放大信号施加适当的dc偏置。I-Q调制器924操作以通过调制由激光源920供应的光学载波来将电驱动信号922上变频到光学频率范围，例如大约190THz。由I-Q调制器924生成的光学输出信号为光信号930。如以上已经指出的，光信号930具有K个经调制的光学载波。光信号930中的经调制的光学载波之间的间隔与由IF生成器9061-906K生成的电载波的频率之间的间隔大致相同。
虽然以上参考对应光学接收器(例如150，图1)处的光学外差检测描述了各种实施例，然而一些实施例也可以被配置成使用光学内差检测(例如如以下参考图10所描述的)来工作。
图10示出根据本公开的实施例的可以取代光学外差检波器500(图5)来使用的光学内差检波器1000的框图。检波器1000被配置成从光纤链路140(参见图1)接收PDM光学信号并且操作以将这一PDM光学信号转换成四个电信号1038a-1038d，其中电信号1038a和1038b表示所接收的PDM光学信号的X偏振的I分量和Q分量，并且电信号1038c和1038d表示所接收的PDM光学信号的Y偏振的I分量和Q分量。信号1038a-1038d中的每个然后可以分为两个副本，并且每个副本可以进行类似于向电信号158(图1)所施加的滤波。然而，滤波的一个变化在于，对应的滤波器现在具有相对接近基带或者在基带中而没有在滤波器160(图1)的中频范围内的通带。所得到的经滤波的电信号可以转换成数字复数值并且在DSP600(图6)的适当修改的实施例中被处理。实施例之一可以是，可以省略或旁路降频转换器610(图6)。另一修改可以是，可以将乘法器6161-6164(图6)配置成施加其他适当的惩罚因子以执行频率偏移校正。
检波器1000使用可以由适当调整的激光源1203生成的光学本地振荡器信号来实现偏分内差检测方案。偏振分光器(PBS)1022a-1022b将光学输入信号分解成被标记为1002X、1012X、1002Y和1012Y的相应的X和Y偏振分量。这些偏振分量然后被定向到光学桥接器1026。
在光学桥接器1206中，偏振分量1002X、1012X、1002Y和1012Y中的每个分为两个(衰减的)副本，例如使用传统的3dB分工器(图10中未明确示出)。然后分别使用相移器1028a-1028b向分量1012X的一个副本以及分量1012Y的一个副本施加大约90度(π/2弧度)的相对相移。信号1002X、1012X、1002Y和1012Y的各种副本使用四个光学信号混频器30在光学上彼此混频，如图10所示，并且由混频器产生的混频后的信号被八个光检测器(例如光二极管)1306检测。光检测器1036成对布置，如图10所示，并且每个光检测器对的输出为电信号1038a-1038d中的对应的电信号。光检测器1036的这一配置是有助于降低噪音和改善DC平衡的不同配置。在替选实施例中，检波器1000可以具有被配置用于对应光学信号的单端检测的四个光检测器1036，每个光学信号混频器30一个光检测器1306。
例如美国专利申请公开第2007/0297806以及2011/0038631中描述了适合用于在检波器1000中使用的示例性光学桥接器，这两个公开的全部内容通过引用合并于此。
根据以上参考图1-10公开的实施例，提供了一种装置，其包括光学检测器(例如154、1601-1602以及1681-1682的组合；图1)，光学检测器被配置成基于所接收的经调制的光学信号(例如142；图1)生成第一经滤波的电信号(例如1701，图1)和第二经滤波的电信号(例如1702，图1)。所接收的经调制的光学信号具有(i)其上以所选择的波特率(例如R；等式(1))编码有第一数据流(例如数据1，图1)的第一经调制的光学载波(例如1261，图1)，上述第一经调制的光学载波具有第一载波频率(例如f1；等式(1))，以及(ii)其上以所选择的波特率编码有第二数据流(例如数据2，图1)的第二经调制的光学载波(例如1262，图1)，上述第二经调制的光学载波具有第二载波频率(例如f2；等式(1))，其中第一和第二载波频率以小于所选择的波特率的频率间隔彼此间隔开。第二经滤波的电信号不同于第一经滤波的电信号。装置还包括被配置成处理第一和第二经滤波的电信号以恢复第一数据流和第二数据流的信号处理器(例如172；图1)。
在以上装置的一些实施例中，频率间隔小于所选择的波特率的大约90％。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，频率间隔小于所选择的波特率的大约80％但是大于所选择的波特率的大约20％。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，光学检测器包括：第一外差检波器(例如154；图1和5)，第一外差检波器被配置成通过将所接收的经调制的光学信号与光学本地振荡器信号(例如1223；图1)混频来将所接收的经调制的光学信号转换成第一中频电信号(例如158，图1；558X，图5)；第一带通滤波器(例如1601；图1)，第一带通滤波器被配置成对第一中频电信号的第一副本滤波以生成第一经滤波的电信号；以及第二带通滤波器(例如1602；图1)，第二带通滤波器被配置成对第一中频电信号的第二副本滤波以生成第二经滤波的电信号。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，光学检测器包括光学内差检测器(例如1000；图10)。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，光学本地振荡器信号具有从频率间隔的中间去调整至少2R的第三载波频率(例如f3；等式(2))，其中R为所选择的波特率。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，第一带通滤波器被配置成使得大致以第一中间频率(例如fIF1；等式(3a))为中心的第一频带通过；并且第二带通滤波器被配置成使得大致以不同于第一中间频率的第二中间频率(例如fIF2；等式(3b))为中心的第二频带通过。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，第一中间频率和第二中间频率以小于所选择的波特率的频率间隔彼此间隔开；并且第一和第二频带中的每个具有大约所选择的波特率的3dB宽度。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，光学检测器还包括：偏振分束器(例如5021；图5)，偏振分束器被配置成将所接收的经调制的光学信号分成第一(例如X)偏振分量和第二(例如Y)偏振分量；以及第二外差检波器(例如5022；图5)，第二外差检波器被配置成通过将第二偏振分量与光学本地振荡器信号的相应(例如Y-pol.；图5)偏振分量混频来将第二偏振分量转换成第二中频电信号(例如558Y；图5)。第一外差检波器(例如154X；图5)被配置成将第一偏振分量转换成第一中频电信号(例如558X；图5)。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，光学检测器还包括：第三带通滤波器(例如附加副本1601；图1)，第三带通滤波器被配置成对第二中频电信号的第一副本滤波以生成第三经滤波的电信号；以及第四带通滤波器(例如附加副本1602；图1)，第四带通滤波器被配置成对第二中频电信号的第二副本滤波以生成第四经滤波的电信号。信号处理器(例如600；图6)还被配置成处理第三和第四经滤波的电信号以恢复第一数据流和第二数据流。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，信号处理器包括：电子电路(例如610、6161-6164；图6)，电子电路被配置成将第一经滤波的电信号和第二经滤波的电信号单独降频不同的相应频率量(例如使用步骤302-304，图3)以生成第一基带电信号(例如6181；图6)和第二基带电信号(例如6183；图6)；以及MIMO均衡器(例如630，图6；800，图8)，MIMO均衡器被配置成向第一和第二基带电信号施加均衡处理(例如对应于等式(5)和(6))以缓解由于第一经调制的光学载波和第二经调制的光学载波的光谱交叠而产生的载波间干扰的影响。信号处理器被配置成基于作为均衡处理的结果由MIMO均衡器生成的多个经均衡的电信号(例如6341-6344；图6)来恢复第一数据流和第二数据流。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，MIMO均衡器包括多个可配置有限脉冲响应滤波器(例如700，图7；hij，图8)。信号处理器还包括滤波器控制器(例如626；图6)，滤波器控制器被配置成基于一个或多个误差估计对用于配置多个可配置有限脉冲响应滤波器中的不同滤波器的滤波器系数(例如C1-CN；图7)的相应集合适应性地编程，其中一个或多个误差估计基于第一和第二基带电信号以及多个经均衡的电信号来生成(例如用等式(7)-(8)表示)。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，所接收的经调制的光学信号还具有其上以所选择的波特率编码有一个或多个相应附加数据流(例如......数据K，图9)的一个或多个附加经调制的光学载波(例如由900生成；图9)；一个或多个附加经调制的光学载波中的每个的相应载波频率以小于所选择的波特率的相应频率间隔与所接收的经调制的光学信号中的最近的(在频率方面)经调制的光学载波的载波频率间隔开；光学检测器还被配置成基于所接收的经调制的光学信号生成一个或多个附加经滤波的电信号(例如对应于IN1-INK，图8)；以及信号处理器还被配置成处理一个或多个附加经滤波的电信号连同第一和第二经滤波的电信号以恢复一个或多个相应附加数据流。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，装置还包括在经由光纤链路(例如140，图1)在光学上耦合到光学检测器并且被配置成向光学检测器施加所接收的经调制的光学信号的光学传输器(例如900，图9)。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，光纤链路(例如140，图1)包括单模式纤维或者多模式纤维。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，装置至少还包括光纤链路(例如140，图1)的部分。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，光学传输器包括：多个电中频生成器(例如9061-906K，图9)，其每个被配置成生成具有相应中间频率的相应电载波，其中相邻中间频率之间的间隔小于所选择的波特率；多个电调制器(例如9101-910K，图9)，其每个被配置成使用第一数据流、第二数据流以及一个或多个附加数据流中的相应数据流调制相应电载波以生成多个经调制的电载波(例如9121-912K，图9)中的相应电载波；电信号组合器(例如914，图9)，其被配置成组合多个经调制的电载波以生成经调制的多载波电信号(例如916，图9)；以及光学调制器(例如924，图9)，其被配置成通过使用经调制的多载波电信号调制光学载波来生成所接收的经调制的光学信号。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，信号处理器还包括：星座映射器(例如650，图6)，其被配置成将多个经均衡的电信号中的每个转换成估计的星座符号的相应序列(例如6541-6544；图6)；以及误差校正模块(例如660；图6)，其被配置成向由星座映射器生成的估计的星座符号的序列施加误差校正处理以恢复第一数据流和第二数据流。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，装置还包括经由光纤链路(例如140，图1)在光学上耦合到光学检测器并且被配置成向光学检测器施加所接收的经调制的光学信号的一个或多个光学传输器(例如1101-1102，图1；400，图4；900，图9)。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，一个或多个光学传输器包括：被配置成生成第一经调制的光学载波的第一光学传输器(例如1101，图1)；以及被配置成生成第二经调制的光学载波的第二光学传输器(例如1102，图1)。装置还包括被配置成组合第一和第二经调制的光学载波以生成所接收的经调制的光学信号的光学组合器(例如128，图1)。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，一个或多个光学传输器包括：多个电中频生成器(例如9061-906K，图9)，其每个被配置成生成具有相应中间频率的相应电载波，其中相邻中间频率之间的间隔小于所选择的波特率；多个电调制器(例如9101-910K，图9)，其每个被配置成使用第一数据流、第二数据流以及一个或多个附加数据流中的相应数据流调制相应电载波以生成多个经调制的电载波(例如9121-912K，图9)中的相应电载波；电信号组合器(例如914，图9)，其被配置成组合多个经调制的电载波以生成经调制的多载波电信号(例如916，图9)；以及光学调制器(例如924，图9)，其被配置成通过使用经调制的多载波电信号调制光学载波来生成所接收的经调制的光学信号。
根据以上参考图1-10描述的另一实施例，提供了一种装置，其包括：第一光学传输器(例如1101，图1)，其被配置成生成其上以所选择的波特率(例如R；等式(1))编码有第一数据流(例如数据1，图1)的第一经调制的光学载波(例如1261，图1)，上述第一经调制的光学载波具有第一载波频率(例如，f1；等式(1))；第二光学传输器(例如1102，图1)，被配置成生成其上以所选择的波特率编码有第二数据流(例如数据2，图1)的第二经调制的光学载波(例如1262，图1)，上述第二经调制的光学载波具有第二载波频率(例如，f2；等式(1))，其中第一和第二载波频率以小于所选择的波特率的频率间隔彼此间隔开；以及被配置成组合第一经调制的光学载波和第二经调制的光学载波用于通过光纤链路(例如140；图1)来传输的光学组合器(例如128；图1)。
在以上装置中的一些实施例中，频率间隔小于所选择的波特率的大约90％。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，频率间隔小于所选择的波特率的大约80％但是大于所选择的波特率的大约20％。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，第一数据流包括第一子流(例如数据1X；图6)和第二子流(例如数据1Y；图6)；并且第一光学传输器(例如400；图4)被配置成将第一子流编码到第一经调制的光学载波的第一(例如X)偏振上并且将第二子流编码到第一经调制的光学载波的第二(例如Y)偏振上，上述第二偏振与第一偏振大致正交(例如在10度以内)。
根据以上参考图1-10描述的又一实施例，提供了一种装置，其包括：多个电中频生成器(例如9061-906K，图9)，其每个被配置成生成具有相应中间频率的相应电载波，其中相邻中间频率之间的间隔小于所选择的波特率(例如R；等式(1))；多个电调制器(例如9101-910K，图9)，其每个被配置成使用多个数据流(例如数据1-数据K；图9)中的相应数据流以所选择的波特率调制相应电载波以生成多个经调制的电载波(例如9121-912K，图9)中的相应电载波；电信号组合器(例如914，图9)，其被配置成组合多个经调制的电载波以生成经调制的多载波电信号(例如916，图9)；以及光学调制器(例如924，图9)，其被配置成通过基于经调制的多载波电信号调制光学载波来生成经调制的光学信号(例如930，图9)。
在一些实施例中，以上描述的FD-MIMO处理可以被适配用于呈现相对较强载波间干扰的传输格式，其中在光学传输系统100中所使用的两个经调制的光学载波的载波频率之间的关系用等式(9)描述：
R＜|f1-f2|＜5R(9)
对应的实施例提供一种装置，其包括光学检测器(例如154、1601-1602以及1681-1682，图1；500以及被配置成对信号558X和558Y滤波的对应滤波器，图5；或者1000以及被配置成对信号1038a-1038d滤波的对应滤波器的组合)，其被配置成基于所接收的经调制的光学信号生成第一经滤波的电信号和第二经滤波的电信号，其中所接收的经调制的光学信号具有(i)其上以所选择的波特率编码有第一数据流的第一经调制的光学载波，上述第一经调制的光学载波具有第一载波频率，以及(ii)其上以所选择的波特率编码有第二数据流的第二经调制的光学载波，上述第二经调制的光学载波具有第二载波频率。装置还包括信号处理器(例如600，图6)，其被配置成：(i)将第一经滤波的电信号转换成第一基带电信号；(ii)将第二经滤波的电信号转换成第二基带电信号；(iii)向第一和第二基带电信号施加MIMO均衡处理(例如使用630，图6)以缓解由于第一经调制的光学载波和第二经调制的光学载波的部分光谱交叠而产生的载波间干扰效应，上述MIMO均衡处理被配置成接收第一基带电信号(例如618之一，图6)作为第一输入，并且还被配置成接收第二基带电信号(例如618中的另一个，图6)作为第二输入，其中上述MIMO均衡处理被配置成生成第一经均衡的电信号(例如634之一，图6)作为其第一输出并且生成第二经均衡的电信号(例如634中的另一个，图6)作为其第二输出；(iv)基于第一经均衡的电信号恢复第一数据流；以及(v)基于第二经均衡的电信号恢复第二数据流。
在以上装置的一些实施例中，信号处理器包括多个可配置有限脉冲响应滤波器(例如700，图7；800，图8)。信号处理器还包括电子滤波器控制器(例如626；图6)，其被配置成基于一个或多个误差估计对用于配置上述多个可配置有限脉冲响应滤波器中的不同滤波器的滤波器系数的相应集合适应性地编程，其中上述一个或多个误差估计基于第一和第二基带电信号以及第一和第二经均衡的电信号来生成。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，第一和第二载波频率以大于所选择的波特率的频率间隔彼此间隔开。
在以上装置中的任何装置的一些实施例中，第一和第二载波频率以小于3R的频率间隔彼此间隔开，其中R为所选择的波特率。
虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，然而本说明书并非意图在限制意义上来理解。对于本发明相关领域的技术人员而言很明显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落在如以下权利要求中表达的本发明的原理和范围内。
除非明确说明，否则数值与数值范围应当为理解为大致的，如同在数值和范围的值前面的“大约”或“大致”。
还应当理解，本领域技术任何可以在不偏离以下权利要求中表达的本发明的范围的情况下做出各个部分的细节、材料和布置的各种变化，其被描述和说明以便解释本发明的本质。
权利要求中附图标记的使用意图在于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解释。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附图中示出的实施例。
虽然下面的方法权利要求中的元件(如果存在)通过对应的标记按照特定顺序给出，然而除非权利要求详述另外暗示用于实现这些元件中的一些或全部的特定顺序，否则这些元件不一定意图被限制为这一特定顺序的实现。
本文中对“一个实施例”或“实施例”的引用表示，结合本实施例描述的特征、结构或特性可以被包括在本发明的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在本说明书中的各个地方的出现不一定全部指代相同的实施例，也不是一定相互排除其他实施例的单独的或者替选的实施例。这同样适用于术语“实现”。
另外，出于本说明书的目的，术语“耦合(couple)”、“耦合(coupling)”、“耦合(coupled)”、“连接(connect)”、“连接(connecting)”或“连接(connected)”指代本领域已知或者稍后开发的使得能量能够在两个或多个元件之间传递的任何方式，并且预期一个或多个附加元件的插入，虽然并没有要求。相反，术语“直接耦合”、“直接连接”等暗示这样的附加元件的存在。
说明书和附图仅说明本发明的原理。因此，本领域普通技术人员应当理解，本领域将能够设想出各种布置，这些布置虽然在本文中没有明确描述或示出，然而其实施本发明的原理并且被包括在其精神和范围内。另外，本文中所给出的所有示例在原则上在表达上意图仅用于教示目的以帮助读者理解本发明的原理以及发明人所贡献的使本领域进步的概念，而不应当被理解为限于这样具体给出的示例和条件。另外，本文中的给出本发明的原理、方面和实施例的所有陈述以及其具体示例意图包括其等同概念。
附图中示出的各种元件的功能(包括被标记为“处理器”和“控制器”的任何功能块)可以通过专用硬件以及与适当的软件相关联的能够执行软件的硬件的使用来提供。在由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器、或者由多个单独的处理器(其中的一些可以共享)来提供。另外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应当被理解为排他性地指代能够执行软件的硬件，并且可以隐含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)以及易失性存储装置。也可以包括其他传统的和/或定制的硬件。类似地，附图中示出的任何交换机仅是概念上的。其功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控件和专用逻辑的交互、或者甚至手动地来执行，其中特定技术由于根据上下文更具体地理解而对于实施者是可选择的。
本领域普通技术人员应当理解，本文中的任何框图表示实施本发明的原理的说明性电路系统的概念视图。类似地，应当理解，任何流程图(flowchart)、流程图(flowdiagram)、状态转换图、伪代码等表示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执行的各种处理，而不管这样的计算机或处理器是否明确示出。

Claims (10)

1.一种装置，包括：
光学检测器，被配置成基于所接收的经调制的光学信号生成第一经滤波的电信号和第二经滤波的电信号，其中所接收的经调制的光学信号具有(i)第一经调制的光学载波，所述第一经调制的光学载波具有在其上以所选择的波特率编码的第一数据流，所述第一经调制的光学载波具有第一载波频率，以及(ii)第二经调制的光学载波，所述第二经调制的光学载波具有在其上以所选择的波特率编码的第二数据流，所述第二经调制的光学载波具有第二载波频率，其中所述第一载波频率和所述第二载波频率以小于所选择的波特率的频率间隔彼此间隔开；以及
信号处理器，被配置成处理所述第一经滤波的电信号和所述第二经滤波的电信号以恢复所述第一数据流和所述第二数据流。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述频率间隔小于所选择的波特率的大约90％但是大于所选择的波特率的大约10％。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学检测器包括：
第一外差检波器，被配置成通过将所接收的经调制的光学信号与光学本地振荡器信号混频来将所接收的经调制的光学信号转换成第一中频电信号；
第一带通滤波器，被配置成对所述第一中频电信号的第一副本滤波以生成所述第一经滤波的电信号；以及
第二带通滤波器，被配置成对所述第一中频电信号的第二副本滤波以生成所述第二经滤波的电信号。
4.根据权利要求3所述的装置，其中：
所述第一带通滤波器被配置成使得大致以第一中间频率为中心的第一频带通过；
所述第二带通滤波器被配置成使得大致以不同于所述第一中间频率的第二中间频率为中心的第二频带通过；
所述第一中间频率和所述第二中间频率以小于所选择的波特率的频率间隔彼此间隔开；以及
所述第一频带和所述第二频带中的每一个具有大约所选择的波特率的3dB宽度。
5.根据权利要求3所述的装置，其中所述光学检测器还包括：
偏振分束器，被配置成将所接收的经调制的光学信号分成第一偏振分量和第二偏振分量；以及
第二外差检波器，被配置成通过将所述第二偏振分量与所述光学本地振荡器信号的相应偏振分量混频来将所述第二偏振分量转换成第二中频电信号；并且
其中所述第一外差检波器被配置成将所述第一偏振分量转换成所述第一中频电信号；并且
其中所述光学检测器还包括：
第三带通滤波器，被配置成对所述第二中频电信号的第一副本滤波以生成第三经滤波的电信号；以及
第四带通滤波器，被配置成对所述第二中频电信号的第二副本滤波以生成第四经滤波的电信号；并且
其中所述信号处理器还被配置成处理所述第三经滤波的电信号和所述第四经滤波的电信号以恢复所述第一数据流和所述第二数据流。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号处理器包括：
电子电路，被配置成将所述第一经滤波的电信号和所述第二经滤波的电信号各自降频了不同的相应频率量以生成第一基带电信号和第二基带电信号；以及
MIMO均衡器，被配置成向所述第一基带电信号和所述第二基带电信号施加均衡处理以缓解由于所述第一经调制的光学载波和所述第二经调制的光学载波的光谱交叠而产生的载波间干扰的影响；以及
其中所述信号处理器被配置成基于作为所述均衡处理的结果由所述MIMO均衡器生成的多个经均衡的电信号来恢复所述第一数据流和所述第二数据流。
7.根据权利要求6所述的装置，
其中所述MIMO均衡器包括多个可配置有限脉冲响应滤波器；并且
其中所述信号处理器还包括滤波器控制器，所述滤波器控制器被配置成基于一个或多个误差估计对被用于配置所述多个可配置有限脉冲响应滤波器中的不同滤波器的滤波器系数的相应集合适应性地编程，其中所述一个或多个误差估计基于所述第一基带电信号和所述第二基带电信号以及所述多个经均衡的电信号来生成。
8.根据权利要求6所述的装置，其中：
所接收的经调制的光学信号还具有一个或多个附加的经调制的光学载波，所述一个或多个附加的经调制的光学载波具有在其上以所选择的波特率编码的一个或多个相应的附加数据流；
所述一个或多个附加经调制的光学载波中的每一个附加的经调制的光学载波的相应载波频率以小于所选择的波特率的相应频率间隔与所接收的经调制的光学信号中的最近的经调制的光学载波的载波频率间隔开；
所述光学检测器还被配置成基于所接收的经调制的光学信号生成一个或多个附加的经滤波的电信号；并且
所述信号处理器还被配置成处理所述一个或多个附加的经滤波的电信号连同所述第一经滤波的电信号和所述第二经滤波的电信号以恢复所述一个或多个相应的附加数据流。
9.根据权利要求8所述的装置，还包括经由光纤链路在光学上耦合到所述光学检测器并且被配置成向所述光学检测器施加所接收的经调制的光学信号的光学传输器，其中所述光学传输器包括：
多个电中频生成器，每个被配置成生成具有相应中间频率的相应的电载波，其中相邻的中间频率之间的间隔小于所选择的波特率；
多个电调制器，每个被配置成使用所述第一数据流、所述第二数据流以及所述一个或多个附加数据流中的一个相应的数据流调制所述相应的电载波以生成多个经调制的电载波中的一个相应的经调制的电载波；
电信号组合器，被配置成组合所述多个经调制的电载波以生成经调制的多载波电信号；以及
光学调制器，被配置成通过使用所述经调制的多载波电信号调制光学载波来生成所接收的经调制的光学信号。
10.根据权利要求1所述的装置，还包括：
第一光学传输器，被配置成生成所述第一经调制的光学载波；
第二光学传输器，被配置成生成所述第二经调制的光学载波；以及
光学组合器，被配置成组合所述第一经调制的光学载波和所述第二经调制的光学载波以生成所接收的经调制的光学信号。
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