CN106716877B - 具有光发射器特定的色散后补偿的光接收器 - Google Patents

具有光发射器特定的色散后补偿的光接收器 Download PDF

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Abstract

一种装置包括：前端，用于将与远端光发射器相关联的IM光信号转换为多个模拟电信号，确定所述模拟电信号的多个DC偏移，从所述模拟电信号中去除所述DC偏移以产生多个无DC模拟信号，以及将所述无DC模拟信号转换为多个无DC数字信号；以及DSP单元，所述DSP单元耦合到所述前端并用于根据与所述远端光发射器相关联的色散值对所述无DC数字信号执行光纤色散补偿以产生多个无DC的补偿数字信号，以及将所述DC偏移添加到所述补偿数字信号中以产生多个DC恢复的补偿数字信号。

Description

具有光发射器特定的色散后补偿的光接收器
相关申请案交叉申请
本申请要求2014年10月1日递交的发明名称为“具有光发射器特定的色散后补偿的光接收器(Optical Receiver with Optical Transmitter-Specific DispersionPost-Compensation)”的第14/503,569号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。
技术领域
本发明涉及光通信领域，具体而言，涉及一种具有光发射器特定的色散后补偿的光接收器。
背景技术
光接入网络可用于实现多种服务，例如光纤到户(fiber to the home，FTTH)、光纤到楼(fiber to the building，FTTB)、企业连接、商业连接以及第四代(fourthgeneration，4G)和/或下一代无线通信的移动回传和前传。对更高的网络容量和更大的覆盖范围的持续性需求给当前和将来的光接入网络设计带来了挑战。例如，随着光传输速度和传输距离的增长，光纤传输损伤的影响可能变得更加严峻。光纤传输损伤可包括色度色散(chromatic dispersion，CD)、偏振模色散(polarization mode dispersion，PMD)、相位噪声和非线性效应。然而，CD可能是最限制性能的因素之一，特别是对于长距离的高速传输。
CD可导致光信号中的不同频谱分量(例如，波长)以不同的速度穿过光纤并在不同的时间点(例如，具有不同的时延)到达接收器，因此可在时间上放大携带数据的光脉冲并引起码间干扰(inter-symbol interference，ISI)。一些系统可通过采用另一异号色散光纤来补偿光纤中的CD，但是可能的代价是损耗、复杂度和成本的增加。高速模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)、高速数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)和高性能数字信号处理器(digital signal processor，DSP)的新进展已使光纤损伤能够通过DSP进行数字补偿。
光信号在穿过给定光纤链路时所经历的色散效应可通过某一量的色散后补偿来进行补偿，该量名义上与光纤链路色散相反。然而，在典型的光接入网络中，光网络单元(optical network unit，ONU)可向中心局处的光线路终端(optical line terminal，OLT)发送时分复用(time-division-multiplexed，TDM)信号块，其中各个ONU与OLT的距离可不同。这样，来源于不同ONU的TDM块可能经历不同的光纤链路色散，因此OLT可不对所有TDM块采用相同的光纤色散后补偿。此外，通常可在ONU的发射器处采用强度调制，因此OLT可要求适用于补偿强度调制信号的光发射器特定的色散后补偿方案。
发明内容
在一项实施例中，本发明包括一种装置，所述装置包括：前端，用于将与远端光发射器相关联的强度调制(intensity-modulated，IM)光信号转换为多个模拟电信号，确定所述模拟电信号的多个直流(direct current，DC)偏移，从所述模拟电信号中去除所述DC偏移以产生多个无DC模拟信号，以及将所述无DC模拟信号转换为多个无DC数字信号；以及DSP单元，其耦合到所述前端并用于根据与所述远端光发射器相关联的色散值对所述无DC数字信号执行光纤色散补偿以产生多个无DC的补偿数字信号，以及将所述DC偏移添加到所述补偿数字信号中以产生多个DC恢复的补偿数字信号。
在另一项实施例中，本发明包括一种在光通信设备中使用的方法，所述方法包括：从第一远端光发射器接收第一IM光信号，从第二远端光发射器接收第二IM光信号，将所述第一IM光信号转换为多个第一数字电信号，将所述第二IM光信号转换为多个第二数字电信号，根据与所述第一远端光发射器相关联的第一色散值补偿所述第一数字电信号以产生多个第一补偿数字电信号，以及根据与所述第二远端光发射器相关联的第二色散值补偿所述第二数字电信号以产生多个第二补偿数字电信号。
在又一项实施例中，本发明包括一种在光通信设备中使用的方法，所述方法包括：接收包括多个传输时隙的传输调度，其中，所述传输调度向所述设备提供分配的时隙，并且所述传输调度包括保护间隔(guard interval，GI)，所述GI基于与所述设备相关联的CD；通过执行强度调制将数字信号序列转换为光信号；以及在所述分配的时隙中传输所述光信号。
在又一项实施例中，本发明包括一种光通信系统，所述光通信系统包括光线路终端(optical line terminal，OLT)、第一光网络单元(optical network unit，ONU)和第二ONU，其中，所述第一ONU用于向所述OLT发送第一光信号，所述第二ONU用于向所述OLT发送第二光信号，其中所述OLT用于：从所述第一ONU接收所述第一光信号；从所述第二ONU接收所述第二光信号；将所述第一光信号转换为多个第一数字电信号；将所述第二光信号转换为多个第二数字电信号；根据与所述第一ONU相关联的第一色散值补偿所述第一数字电信号以产生多个第一补偿数字电信号；以及根据与所述第二ONU相关联的第二色散值补偿所述第二数字电信号以产生多个第二补偿数字电信号。
结合附图和权利要求书可以从以下的详细描述中更清楚地理解这些和其它特征。
附图说明
为了更透彻地理解本发明，现参阅结合附图和具体实施方式而描述的以下简要说明，其中的相同参考标号表示相同部分。
图1为根据本发明一实施例的无源光网络(passive optical network，PON)的示意图。
图2为光接收器的一实施例的示意图。
图3为收发器单元的一实施例的示意图。
图4为用于执行电子色散后补偿(electronic dispersion post-compensation，post-EDC)的方法的一实施例的流程图。
图5为用于执行post-EDC的方法的另一实施例的流程图。
图6为用于生成上行(upstream，US)传输调度的方法的一实施例的流程图。
图7为用于根据基于光纤色散的US传输调度来传输US信号的方法的一实施例的流程图。
图8A为4级脉冲幅度调制(4level pulse-amplitude modulation，4-PAM)信号的星座图。
图8B为4-PAM信号的信号眼图。
图9A为通过具有680皮秒每纳米(picoseconds per nanometer，ps/nm)色散的光纤链路进行传输之后的4-PAM信号的X偏振分量的星座图。
图9B为通过具有680ps/nm色散的光纤链路进行传输之后的4-PAM信号的Y偏振分量的星座图。
图9C为通过具有680ps/nm色散的光纤链路进行传输之后的4-PAM信号的X偏振分量的信号眼图。
图9D为通过具有680ps/nm色散的光纤链路进行传输之后的4-PAM信号的Y偏振分量的信号眼图。
图10A为DC去除之后的CD失真4-PAM信号的X偏振分量的星座图。
图10B为DC去除之后的CD失真4-PAM信号的Y偏振分量的星座图。
图10C为DC去除之后的CD失真4-PAM信号的X偏振的信号眼图。
图10D为DC去除之后的CD失真4-PAM信号的Y偏振的信号眼图。
图11A为CD补偿4-PAM信号的X偏振分量的星座图。
图11B为CD补偿4-PAM信号的Y偏振分量的星座图。
图11C为CD补偿4-PAM信号的X偏振分量的信号眼图。
图11D为CD补偿4-PAM信号的Y偏振分量的信号眼图。
图12A为重构IM信号的星座图。
图12B为重构IM信号的信号眼图。
图13A为未进行post-EDC的CD失真正交频分复用(orthogonal frequencydivision multiplexing，OFDM)信号的子载波星座图。
图13B为进行post-EDC的CD失真OFDM信号的子载波星座图。
具体实施方式
首先应理解，尽管下文提供一项或多项实施例的说明性实施方案，但所公开的系统和/或方法可使用任何数目的技术来实施，无论该技术是当前已知还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方案、附图和技术，包括本文所说明并描述的示例性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。
对高速、宽覆盖范围的光接入的需求一直在快速增长。一些研究可能聚焦于减轻长距离光纤链路中的限制性能的CD效应。可在直接检测接收器或相干检测接收器处执行CD补偿。直接检测可指从接收的光载波信号恢复幅度信息，而相干检测可指从接收的光载波信号恢复幅度和相位信息。例如，直接检测接收器可执行CD补偿，如P.Ossieur等人在2011年12月12日光学快报(Optics Express)第19卷第26期的“支持大位移光链路的电子色散补偿的10G线性突发模式接收器(A 10G linear burst-mode receiver supportingelectronic dispersion compensation for extended-reach optical links)”(Ossieur)中描述的，其以引入的方式并入本文本中，其中CD补偿通过9抽头前馈均衡器(feedforward equalizer，FFE)和4抽头判决反馈均衡器(decision feedback equalizer，DFE)执行。如Ossieur中所示，通过在直接检测接收器处执行CD补偿，对于10吉比特每秒(gigabits per second，Gbps)信号的CD受限传输距离可延伸约百分之二十(20％)。然而，延伸的距离可能不足以支持约10公里(kilometer，km)距离上的40Gbps传输速率。
或者，相干检测接收器可执行CD补偿，如D.Lavery等人在2013年2月15日光波技术杂志(Journal of Lightwave Technology)第13卷第4期的“长距离光接入网络的数字相干接收器(Digital coherent receivers for long-reach optical access networks)”中描述的，其以引入的方式并入本文本中，其中光网络单元(optical network unit，ONU)可传输偏振复用四相移键控(polarization-division multiplexed quadrature phase-shift keying，PDM-QPSK)信号，并且光线路终端(optical line terminal，OLT)可采用相干检测接收器来对PDM-QPSK信号补偿CD。然而，当前ONU可采用针对强度调制而建立的传统光发射器，其可涉及使用光强度来携带信息，例如，通过改变光信号的光功率。因此，采用PDM-QPSK调制可能增加当前ONU的复杂度和成本。另外，由于PDM-QPSK调制损耗较高，PDM-QPSK发射器可能需要额外的光放大器，因此可能进一步增加当前ONU的成本和大小。
本文公开了根据发射器特定或链路相关光纤色散效应在光接收器处执行post-EDC的技术。所公开的post-EDC技术可应用到由传统光发射器传输的IM光信号以去除光纤色散效应。所公开的post-EDC技术可对接收的IM光信号的电(electric，E)场起作用，并可适用于任何调制格式的信号，例如，断续键控(on-off keying，OOK)、n级PAM(n-level PAM，n-PAM)、正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing，OFDM)、离散多频音(discrete multi-tone，DMT)、双二进制、差分相移键控(differential phase-shiftkeying，DPSK)、差分正交相移键控(differential quadrature phase-shift keying，DQPSK)，或可由简单发射器生成的其它调制格式。另外，所公开的post-EDC技术可适用于偏振复用(polarization-division multiplexed，PDM)信号。在一实施例中，OLT可为每个连接的ONU确定光纤色散量，并可对每个接收的US信号执行post-EDC以去除OLT与传输US信号的ONU之间的光传输链路中的几乎所有光纤色散效应，其中US可指数据可从ONU向OLT 110传输的方向。为了进一步降低光纤色散效应，OLT可设计有GI插入在邻近US传输时隙之间的US传输调度。所公开的实施例可在相干光接收器处实施post-EDC，其中该相干光接收器包括耦合到DSP单元的偏振分集光混合器。偏振分集光混合器可用于将接收的IM光信号转换为两个正交偏振。DSP单元可用于对各个偏振单独执行post-EDC并在post-EDC之后重构IM信号。相干光接收器还可包括DC控制器，用于测量并去除模拟电域中的DC偏移，并且DSP单元还可用于在重构IM信号时恢复DC偏移。通过去除模拟电域中的DC偏移，所公开的实施例可采用低分辨率ADC和DSP。所公开的实施例可提供宽覆盖范围(例如，高达约100km)、高速(例如，大于约10Gbps)的具有近零色散的光接入，并可使ONU能够重用现有资源或升级时的修改相对较小。应注意的是，本发明可在OLT的上下文中描述实施例，但是所公开的实施例可适用于ONU或任何其它光通信设备中的接收器。
图1为根据本发明实施例的PON 100的示意图。PON 100可包括OLT 110、多个ONU120(例如，ONU1、ONU2、ONUN)，和光分配网络(optical distribution network，ODN)130，ODN130可耦合到OLT 110和ONU 120。PON 100可以是不需要任何有源组件在OLT 110与ONU 120之间分发数据的通信网络。相反，PON 100可使用ODN 130中的无源光组件在OLT 110与ONU120之间分发数据。PON 100可以是下一代接入(Next Generation Access，NGA)系统，例如，10Gbps吉比特PON(ten Gbps gigabit PON，XGPON)，其可具有约10Gbps的下行(downstream，DS)带宽和至少约2.5Gbps的上行带宽。或者，PON 100可以是任何基于以太网的网络，例如，以太网无源光网络(Ethernet passive optical network，EPON)、10吉比特EPON(10Gigabit EPON，10GEPON)、异步传输模式PON(asynchronous transfer mode PON，APON)、宽带PON(broadband PON，BPON)、吉比特PON(gigabit PON，GPON)或波分复用(wavelength division multiplexed，WDM)PON(WDM PON，WPON)。
OLT 110可以是用于与ONU 120和另一骨干网(例如，因特网)通信的任何设备。具体而言，OLT 110可充当骨干网与ONU 120之间的中间设备。例如，OLT 110可向ONU 120转发从骨干网接收的数据，并将从ONU 120接收的数据转发到骨干网上。尽管OLT 110的具体配置可随着PON 100的类型而变化，但是OLT 110可包括光发射器和光接收器。当骨干网采用与在PON 100中使用的PON协议不同的网络协议时，例如以太网或同步光网络/同步数字体系(synchronous optical networking/synchronous digital hierarchy，SONET/SDH)，OLT 110可包括转换器，该转换器可将网络协议转换为PON协议。OLT 110转换器还可将PON协议转换为网络协议。OLT 110可位于中心位置，例如中心局，但是也可位于其它位置。
ODN 130可以是数据分发系统。例如，ODN 130可包括主干光纤131、多个入户光纤132、133和134，以及将主干光纤131耦合到入户光纤132、133和134的分光器135。主干光纤131以及入户光纤132、133和134可以是任何传输光信号的光纤电缆。分光器135可以是任何用于将光信号分解为多个部分的光耦合器(例如，定向耦合器或多模干涉(multi-modeinterference，MMI)耦合器)，每个部分通过入户光纤132、133和134之一携带。ODN 130还可包括其它分配器、耦合器和/或其它设备。如图1所示，ODN 130可通过三个光传输链路161、162和163在OLT 110与ONU 120之间延伸。例如，光传输链路161可沿主干光纤131和入户光纤132在OLT 110与ONU1 120之间传输光信号，光传输链路162可沿主干光纤131和入户光纤133在OLT 110与ONU2 120之间传输光信号，光传输链路163可沿主干光纤131和入户光纤134在OLT 110与ONUN 120之间传输光信号。光传输链路161、162和163可以是支持US和DS传输两者的双向链路。US可指数据可从ONU 120向OLT 110传输的方向，而DS可指数据可从OLT110向ONU 120传输的方向。应注意的是，ODN 130可如图1所示布置或采用任何其它合适的布置。
ONU 120可以是任何用于与OLT 110和客户或终端用户通信的设备。具体而言，ONU120可充当OLT 110与客户之间的中间设备。例如，ONU 120可向客户转发从OLT 110接收的数据，并向OLT 110转发从客户接收的数据。尽管ONU 120的具体配置可随着PON 100的类型而变化，但是ONU 120可包括用于向OLT 110发送光信号的光发射器和用于从OLT 110接收光信号的光接收器。另外，ONU 120可包括：转换器，其为客户将光信号转换为电信号，例如以太网或异步传输模式(asynchronous transfer mode，ATM)协议中的信号；以及第二发射器和/或接收器，其可向客户设备发送电信号和/或从客户设备接收电信号。ONU 120可位于分配位置，例如客户驻地，但是也可位于其它位置。
在一些实施例中，PON 100可耦合到同轴网络以形成混合接入网络，例如基于同轴网络的以太网PON(Ethernet PON over coaxial，EPoC)。在混合接入网络中，同轴线路终端(coaxial line terminal，CLT)可充当OLT 110与连接到同轴网络的同轴网络单元(coaxial network unit，CNU)之间的中间设备。CLT可向CNU转发从OLT 110接收的数据，并向OLT 110转发从CNU接收的数据。
由于将光纤131、132、133和134用作传输介质以及不同信号成分沿光纤131、132、133和134的传输速度不同，所以光传输链路161、162和163中的每一个都可能包含光纤色散效应。例如，ONU 120可向OLT 110传输包含多个光脉冲的光信号，每个光脉冲携带一个数据符号。当光信号沿光传输链路161、162或163传播时，CD效应可引起光脉冲在时间上扩展，这可称为脉冲展宽效应。因此，OLT 110可接收重叠的邻近光脉冲和互相干扰的邻近数据符号，这可称为ISI或CD感应干扰。因此，OLT 120可能不能无误地恢复原始数据，或者在ISI相当强大时可能根本不恢复原始数据。为了逆转或去除CD效应，OLT 110可在执行数据恢复之前补偿接收的信号以消除CD效应。应注意的是，CD效应可能随着光纤长度和数据速度(例如，波特率)的增加而增强。
由于光纤长度不同，光传输链路161、162和163中的每一个可包含不同的CD效应，因此OLT 110可接收具有不同CD效应的US信号，取决于始发ONU。补偿US信号的一种方法可以是根据始发ONU 120消除CD效应。例如，每个光传输链路161、162和163可包含分别通过D1、D2和DN表示的CD量。当OLT 110通过光链路161从连接到OLT 110的ONU1 120接收到US信号时，OLT 110可向US信号补偿CD量D1。类似地，当OLT 110通过光链路162从连接到OLT 110的ONU2 120接收到US信号时，OLT 110可向US信号补偿CD量D2；当OLT 110通过光链路163从连接到OLT 110的ONUN 120接收到US信号时，OLT 110可向US信号补偿CD量D3。补偿之后，US信号可包含接近零的残余CD。补偿可称为post-EDC，因为OLT 110的接收器可在信号通过光传输链路161、162或163等色散受限光纤链路传播之后在电域中向信号补偿CD。
OLT 110可通过若干机制获得光传输链路161、162和163中的CD量。例如，可通过测试设备在ONU 120的初始建立或安装以及OLT 110的输入期间测量CD效应，其中测试设备可向ONU 120发送测试信号并测量返回的信号中的时延。或者，当ONU 120在网络发现阶段连接网络时，OLT 110可通过迭代调整用于预补偿的CD量并且确定CD量的最佳估计来测量CD量。
OLT 110可执行动态带宽分配来为ONU 120分配US传输带宽和DS传输带宽。在一实施例中，OLT 110可采用时分多址(time-division multiple access，TDMA)方案来进行US传输。在TDMA方案中，可通过将US信道划分为多个时隙141、142、143、144、145和146来在ONU120间共享US信道或传输带宽，每个时隙指定给一个ONU 120。例如，OLT 110可为第一个ONU120(例如，ONU1)分配时隙141和145，为第二个ONU 120(例如，ONU2)分配时隙142和144，为第三个ONU 120(例如，ONUN)分配时隙143和146。每个ONU 120可根据时隙分配传输US数据。应注意的是，OLT 110可单独使用波分多址(wavelength-division multiple access，WDMA)方案等其它接入方案或与TDMA方案结合使用来与ONU 120通信。当OLT 110将WDMA方案与TDMA方案结合使用时，OLT 110可按波长对ONU 120排序以进行CD补偿。
除了补偿DS信号以消除光纤色散，OLT 110还可在时隙141至146的每一个之间插入GI 150以进一步减少CD感应干扰，其中GI 150可大于CD感应脉冲展宽时长ΔTCD。例如，符号周期可通过TS表示，其可基于数据速度或波特率，CD感应干扰可引起符号跨一个周期TCD，TCD大于TS，其中CD感应脉冲展宽时长ΔTCD可称为TCD与TS之间的差(例如，ΔTCD＝TCD-TS)。
OLT 110可根据分配给邻近时隙141至146的ONU 120在这些邻近时隙之间插入具有不同时长的GI 150。例如，每个GI 150可按如下配置为大于分配给邻近时隙的ONU 120的总脉冲展宽时长的约50％的值：
GI＞0.5×(ΔTCCD(i)+ΔTCCD(i+1))， (1)
其中，ΔTCCD(i)可表示分配给时隙i的第一ONU 120的脉冲展宽时长，ΔTCCD(i+1)可表示分配给时隙i之后的时隙i+1的第二ONU 120的脉冲展宽时长。
或者，所有GI 150可按如下配置为同一时长，该时长大于所有ONU 120的脉冲展宽时长的平均值：
GI＞mean(∑iΔTCCD(i))。 (2)
应注意的是，OLT 110可通过采用与ONU 120基本相似的调度机制为CLT分配US传输带宽和DS传输带宽。另外，OLT 110可采用相似的post-EDC机制来补偿从CLT接收的US信号。
图2为光接收器200的实施例的示意图，光接收器200可由OLT 110等OLT、ONU 120等ONU、EPoC网络中的CLT或任何其它光通信设备使用。接收器200可适用于在信号通过光传输链路161、162和163等光纤色散受限链路传播之后执行post-EDC。光接收器200可包括前端215、多个ADC 250，以及DSP单元260。前端215可包括本地振荡器(local oscillator，LO)激光器210、偏振分集光混合器220、多个平衡检测器230，以及DC控制器240。前端215可用于耦合到光传输链路161、162或163等光传输链路，并从光传输链路接收光信号205，其中光信号205可以是IM信号。例如，光信号205可通过传统光发射器传输，例如ONU 120的发射器。
LO激光器210可用于提供相位和/或频率基本接近发射器的相位和/或频率的参考信号201。偏振分集光混合器220可耦合到LO激光器210，用于将光信号205与参考信号201混合并将光信号205转换为基带信号。例如，偏振分集光混合器220可包括第一偏振分波器(polarization beam splitter，PBS)221、第二PBS 222、第一90度(°)混合器223和第二90°混合器224。
PBS 221和222可以是用于将光信号分解为两个正交偏振分量的光设备，例如，这两个正交偏振分量为X偏振分量和Y偏振分量。PBS 221可耦合到第一90°混合器223，PBS222可耦合到第二90°混合器224。第一90°混合器223和第二90°混合器224可以是光设备，例如2x2马赫—曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer，MZI)，各自用于将一个入射信号，例如光信号205，与一个参考信号，例如参考信号201，相混合以产生四个信号。这些信号可位于复合场空间中，包括实信号和分量、实信号差分量、虚信号和分量以及虚信号差分量。
如图2所示，LO激光器210可耦合到第一PBS 221，光信号205可耦合到第二PBS222。第一PBS 221可将参考信号201分解为表示为RX的X偏振分量和表示为RY的Y偏振分量，其中，RX可耦合到第一90°混合器223，RY可耦合到第二90°混合器224。类似地，第二PBS 222可将光信号205分解为表示为SX的X偏振分量和表示为SY的Y偏振分量，其中，SX可耦合到第一90°混合器223，SY可耦合到第二90°混合器224。偏振分集光混合器220可耦合到平衡检测器230。
每个平衡检测器230可包括耦合到信号差动元件232的一对光电检测器231。每个光电检测器231可以是用于将光信号转换为模拟电信号的光电二极管。每个信号差动元件232可提供通过各对光电检测器231转换的模拟电信号之间的信号差，例如，消除来自接收的光信号205和参考信号201的噪声波动。如图2所示，第一个平衡检测器230可生成X偏振信号E场的I分量，表示为IX，第二个平衡检测器230可生成X偏振信号E场的Q分量，表示为QX。类似地，第三个平衡检测器230可生成Y偏振信号E场的I分量，表示为IY，第四个平衡检测器230可生成Y偏振信号E场的Q分量，表示为QY。平衡检测器230可耦合到DC控制器240。
DC控制器240可包括DC偏移监控器241和多个DC闭锁元件242。DC偏移监控器241可用于监控并测量电信号分量IX、QX、IY和QY中的每一个的DC偏移。DC偏移可称为信号波形的平均值或相对于零伏特(volt，V)的平均电压偏移。例如，电信号分量IX、QX、IY和QY中的每一个可分别包括DC偏移和DC闭锁元件242可以是从输入信号中过滤出DC信号分量的电容器。例如，DC闭锁元件242可从电信号分量IX、QX、IY和QY中去除DC偏移以产生无DC电信号分量，分别表示为IX'、QX'、IY'和QY'。DC控制器240可耦合到ADC 250，其可将无DC模拟电信号分量IX'、QX'、IY'和QY'转换为数字电信号。ADC 250可耦合到DSP单元260。通过去除DC偏移，无DC电信号分量可包括较小的信号范围，因此光接收器200可采用具有较低分辨率的ADC 250和DSP单元260。
DSP单元260可包括多个信号加法器261、多个post-EDC单元262、多个DC加法器263、匹配滤波器264、IM信号重构单元265和解调器266。每个信号加法器261可用于在复合场空间中将I分量和Q分量相加。例如，第一个信号加法器261可用于在X偏振中将I分量和Q分量相加以产生无DC的X偏振复信号，表示为EX'，第二个信号加法器262可用于在Y偏振中将I分量和Q分量相加以产生无DC的Y偏振复信号，表示为EY'。
post-EDC单元262可耦合到信号加法器261并用于执行post-EDC。例如，第一个post-EDC单元262可处理EX'以产生无DC的补偿X偏振信号EX"，第二个EDC单元262可处理EY'以产生无DC的补偿Y偏振信号，表示为EY"。这两个post-EDC单元262可用于例如基于与接收的光信号205的发射器相关联的CD量D ps/nm补偿CD，并可在频域中操作。例如，每个post-EDC单元262可包括快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)子单元、频率滤波器和快速傅里叶逆变换(inverse FFT，IFFT)子单元。FFT子单元可将EX'或EY'转换为频域序列。频率滤波器可用于例如通过将后补偿值Dpost设置为–D来包含与D的相反值相匹配的相位。可通过频率滤波器对频域序列进行滤波以逆转或去除CD效应。滤波之后，IFFT子单元可将补偿的频率序列转换为时域序列。post-EDC单元262可耦合到DC加法器263。
DC加法器263可用于通过将相应的DC偏移添加到无DC的补偿X偏振和Y偏振信号中来恢复在DC控制器240中去除的DC偏移。例如，第一个DC加法器263可用于将DC偏移和分别添加到无DC的补偿X偏振信号EX"的I和Q分量中，以产生DC恢复的补偿X偏振信号EX"'，如下：
其中，real表示实分量，imag表示虚分量。
类似地，第二个DC加法器263可用于将DC偏移和分别添加到无DC的补偿Y偏振信号EY"的I和Q分量中，以产生DC恢复的补偿Y偏振信号EY"'，如下：
匹配滤波器264可耦合到DC加法器263。匹配滤波器264可用于执行脉冲整形以将EX"'和EY"'匹配到在接收的光信号205的发射器处采用的发射脉冲整形。匹配滤波器264的输出可表示为EX和EY。应注意的是，匹配滤波器264可以是可选的，取决于使用的调制方案，例如，OFDM调制信号可在无匹配滤波器的情况下处理，其中EX"'和EX"'可以是相同的信号，EY"'和EY"'可以是相同的信号。匹配滤波器264可耦合到IM信号重构单元265。
IM信号重构单元265可用于在post-EDC之后重构光信号205的E场。例如，IM信号的重构功率波形可如下计算：
P(t)＝|EX(t)|2+|EY(t)|2， (5)
其中，|EX(t)|2表示EX的功率信号，|EY(t)|2表示EY的功率信号，P(t)表示IM信号的功率波形，t表示时间。
解调器266可耦合到IM信号重构单元265，并可用于根据OOK、n-PAM、双二进制、DMT或OFDM等预定调制格式解调CD补偿IM信号，以恢复原始传输数据。
应注意的是，光接收器200可称为交流电(alternating current，AC)耦合的数字相干检测(digital coherent detection，DCD)接收器，因为DC偏移已在DSP单元260处的数字相干检测之前去除。
图3为收发器单元300的实施例的示意图，收发器单元300可以是传输和/或接收携带已编码数据的光信号的任意设备。例如，收发器单元300可位于光通信设备中，例如位于OLT 110、ONU 120、EPoC网络中的CLT、或适于在如PON 100，或任何其它光传送网络(optical transport network，OTN)等光网络中使用的任何其它光网络元件中，和/或可包括光接收器200。收发器单元300还可用于实施或支持本文描述的任何方案，例如方法400、500、600和/或700，如下文更详细论述。所属领域技术人员将认识到，术语“收发器单元”包括的设备范围很广，收发器单元300仅仅是示例。包含收发器单元300是出于清楚论述的目的，而决非将本发明的应用限制在特定收发器单元实施例或某类收发器单元实施例。本发明中描述的至少一些特征和方法可以在收发器单元300等网络装置或组件中实施。例如，本发明中的特征和方法可使用硬件、固件和/或安装的在硬件上运行的软件来实施。如图3所示，收发器单元300可包括电光(electrical-to-optical，E/O)前端310和/或光电(optical-to-electrical，O/E)前端320，它们可分别将电信号转换为光信号以在OTN中传输和/或从OTN接收光信号并将光信号转换为电信号。处理单元330可分别通过与DAC 220类似的多个DAC 340、ADC 350耦合到E/O前端310和O/E前端320，DAC 340和ADC 350可以是或可以不是处理单元330的一部分。DAC 340可将处理单元330生成的数字电信号转换为可送入E/O前端310的模拟电信号。ADC 350可将从O/E前端320接收的模拟电信号转换为处理单元330可处理的数字电信号。处理单元330可包括一个或多个处理器，这些处理器可包含通用处理器、单核处理器、多核处理器、专用集成电路(application specific integratedcircuit，ASIC)和/或DSP。处理单元330可包括接收(Rx)post-EDC模块333，其可实施方法400、500和/或600，以及发射(Tx)处理模块334，其可实施方法700。在替代性实施例中，Rxpost-EDC模块333和Tx处理模块334可实施为存储在内存模块332中的指令，这些指令可由处理单元330执行。内存模块332可包括用于临时存储内容的缓存，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)。另外，内存模块332可以包括用于相对长时间地存储内容的长期存储器，例如只读存储器(read-only memory，ROM)。例如，缓存和长期存储器可包括动态RAM(dynamic RAM，DRAM)、固态驱动器(solid-state drive，SSD)、硬盘，或它们的组合。
应理解，通过将可执行指令编程和/或加载到收发器单元300上，处理器330和/或内存模块332中的至少一个被改变，将收发器单元300的一部分转变为特定机器或装置，例如具有本发明提出的新颖功能的多核转发架构。加载可执行软件至计算机所实现的功能可以通过众所周知的设计规则转换为硬件实施，这在电子工程和软件工程领域是很基础的。决定使用软件还是硬件来实施一个概念通常取决于对设计稳定性、待生产的单元的数量和/或时钟速度要求的考虑，而不是从软件领域转换至硬件领域时所涉及的任何问题。通常，仍然频繁改变的设计可优先在软件中实施，因为重新编写硬件实施方式比重新编写软件设计更为昂贵。通常，稳定及大规模生产的设计更适于在ASIC这样的硬件中实施，因为对于大型生产运行，硬件实施比软件实施更为便宜。设计通常可通过软件形式进行开发和测试，之后通过众所周知的设计规则转变成ASIC中的等同硬件实施，该ASIC硬线软件指令。由新的ASIC控制的机器是一种特定机器或装置，同样地，编程和/或加载有可执行指令的计算机可视为特定机器或装置。
应理解，本发明的任何处理可通过使计算机系统中的处理器(例如，计算机系统内部的通用中央处理器(general purpose central processing unit，CPU))执行计算机程序来实现。在这种情况下，可以使用任何类型的非瞬时性计算机可读介质向计算机或移动设备提供计算机程序产品。计算机程序产品可存储在计算机或网络设备中的非瞬时性计算机可读介质中。非瞬时性计算机可读介质包括任何类型的有形存储介质。非瞬时性计算机可读介质的示例包括磁性存储介质(例如，软盘、磁盘、硬盘驱动器等)、光磁存储介质(例如，磁光盘)、只读光盘(compact disc read-only memory，CD-ROM)、可录光碟(compactdisc recordable，CD-R)、带读写式光驱(compact disc rewritable，CD-R/W)、数字多功能光盘(digital versatile disc，DVD)、蓝光(注册商标)(Blu-ray disc，BD)，以及半导体存储器(例如，掩蔽ROM、可编程ROM(programmable ROM，PROM)、可擦除PROM、快闪ROM，以及RAM)。还可以使用任何类型的瞬时性计算机可读介质向计算机或网络设备提供计算机程序产品。瞬时性计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。瞬时性计算机可读介质可以通过有线通信线路(例如，电线或和光纤)或无线通信线路将程序提供给计算机。
图4为用于执行post-EDC的方法400的实施例的流程图，方法400可在光接收器，例如光接收器200或收发器单元300处实施，并可由OLT 110等OLT或ONU 120等ONU使用。方法400可适于在DSP单元中实施，例如DSP单元260或处理单元330。方法400可在OLT上下文中描述，但是类似的机制可应用于ONU。OLT可连接到多个ONU，根据OLT与ONU之间的光路径，每个ONU与一个ONU特定光纤色散效应相关联。方法400可在第一数字处理阶段，例如在解调之前，对每个US信号执行post-EDC。方法400可开始于一组已知或预定的ONU特定色散值D(i)，每个D(i)与一个特定ONU，ONU(i)，相关联，其中i可以是1至N的正整数。
在步骤410处，例如，可从ADC 250等多个ADC接收多个数字电信号。数字电信号可以是通过前端215等前端从光信号205等接收的IM信号转换而来的。数字电信号可包括对应于ONU，ONU(i)，的X偏振分量的I分量和Q分量以及Y偏振分量的I分量和Q分量。数字电信号可以是无DC信号，其中DC偏移可由DC控制器240等DC控制器测量和去除。
在步骤420处，例如，可对数字电信号执行2x过采样等过采样以提高分辨率。在步骤430处，过采样之后，可对过采样的数字电信号执行post-EDC。可根据与ONU(i)相关联的对应D(i)分别补偿X偏振分量和Y偏振分量以产生补偿X偏振分量EX"和补偿Y偏振分量EY"。因为CD可依赖于光纤长度并且可基本为静态的(例如，准静态的)，所以一种频域方法可适用于post-EDC。
例如，可确定多个频域滤波器，使得每个频域滤波器可基于给定的补偿色散值Dpost(i)产生色散效应，Dpost(i)与对应的ONU特定色散值D(i)相反(例如，Dpost(i)＝–D(i))。可通过FFT将每个偏振分量变换为频率序列，可根据Dpost(i)选择频域滤波器，可通过使用所选频域滤波器对频率序列进行滤波来补偿频率序列。可通过IFFT将补偿的频率序列转换为时域数字信号序列。在一些实施例中，可执行其它频率响应均衡和其它非线性补偿。频域补偿或均衡可采用重叠相加法或重叠保留法执行。应注意的是，频域滤波器可以是静态滤波器，但可在网络重配置(例如，改变物理配置，诸如改变光纤长度)期间更新。
在步骤440处，可将DC偏移添加到补偿X偏振分量EX"和补偿Y偏振分量EY"中。例如，可从DC控制器读取或接收DC偏移，并可如上述等式(3)和(4)所描述相应地添加DC偏移。
在步骤450处，可执行匹配滤波以便为匹配到发射器的样本时间和脉冲整形等的每个符号产生一个样本。在步骤460处，可重构CD补偿IM信号，其中补偿的IM信号的功率波形可根据如上所述等式(5)计算。在步骤470处，可对CD补偿IM信号执行解调以恢复原始传输数据比特。应注意的是，步骤420和450可以是可选的。
图5为用于执行post-EDC的方法500的另一实施例的流程图。方法500可与方法400类似，可在光接收器，例如光接收器200或收发器单元300处实施，并可由OLT 110等OLT或ONU 120等ONU使用。在步骤510处，可从第一远端光发射器，例如ONU 120的发射器，接收第一光信号。在步骤520处，可从第二远端光发射器接收第二光信号。第一和第二光信号可携带通过OOK、PAM、BPSK、QPSK、16-QAM或高阶调制格式调制的数据符号。
在步骤530处，例如，可通过前端，诸如前端215，和多个ADC，诸如ADC 250，将第一光信号转换为多个第一数字电信号。在步骤540处，可将第二光信号转换为多个第二数字电信号。
在步骤550处，可根据与第一远端光发射器相关联的第一色散值通过采用与步骤430中描述的类似机制补偿第一数字电信号。在步骤560处，可根据与第二远端光发射器相关联的第二色散值补偿第二数字电信号。例如，第一色散值可与第一远端光发射器与光接收器之间的光纤链路，例如光传输链路161、162或163，中的CD量相反。类似地，第二色散值可与第二远端光发射器与光接收器之间的光纤链路中的CD量相反。
图6为用于生成US传输调度的方法600的实施例的流程图，方法600可在OLT 110等OLT或其它光网络控制器处实施。方法600可用于分配US传输时隙以及考虑传输调度中的ONU特定光纤色散以进一步降低或减轻光纤色散。在步骤610处，可向多个ONU，ONU(i)，分配多个传输时隙t(i)，其中i是1至N的正整数。每个ONU(i)可与一个特定的光纤色散值D(i)相关联。当ONU采用不同的传输波长时，可根据ONU的传输波长安排US传输时隙以在执行post-EDC时简化OLT的接收器处的跟踪。在步骤620处，可在各个邻近传输时隙之间插入GI，其中GI时长可基于与分配给传输时隙的ONU相关联的CD。例如，两个时隙t(i)与t(i+1)之间的GI的时长可配置为大于如等式(1)中描述的D(i)与D(i+1)之和的约50％。或者，GI可配置为大于如等式(2)中描述的所有D(i)的平均值。
图7为用于根据基于光纤色散的US传输调度来传输US信号的方法700的实施例的流程图。方法700可在光设备的发射器，例如ONU 120处实施。在步骤710处，可接收包括多个传输时隙的传输调度。传输调度可向设备分配传输时隙并可包括GI，该GI基于与设备相关联的CD。在步骤720处，可通过执行强度调制将数字信号序列转换为光信号。在步骤730处，可在分配的时隙中传输光信号。
图8A至图12B示出了若干传输和接收阶段中40Gbps的4-PAM信号的示例性星座图和眼图。4-PAM信号可通过采用强度调制的传统光发射器，例如ONU 120的发射器生成。可通过光传输链路161、162或163等光纤链路来传输4-PAM信号，光纤链路包括具有约17皮秒每纳米波长变化和公里传播距离(picoseconds per nanometer wavelength change andkilometer propagation distance，ps/nm/km)的色散系数且约40km长的标准单模光纤(standard single-mode fiber，SSMF)。因此，光纤链路中的总CD量可约为680ps/nm。在通过光纤链路传输之后，4-PAM信号可由AC耦合DCD接收器，例如光接收器200或OLT 110的接收器接收并处理。
图8A为4-PAM信号的星座图810。在星座图810中，x轴表示E场的I分量，y轴表示E场的Q分量，其中x轴和y轴可使用相同的常数单位。点811、812、813和814(示为圆圈)可表示在发射器处生成的4-PAM信号的E场并可对应4-PAM调制提供的4个信号级别。例如，在格雷码编码中，点811、812、813和814可分别表示二进制值00、01、11和10。点815(示为实点)可表示通过色散受限光纤链路传输之后，例如在接收器处捕获的，4-PAM信号的E场。可以看出，传输的4-PAM信号的E场因色散受限光纤链路的CD失真，其中点811至814可由于CD效应而旋转和/或缩放。
图8B为4-PAM信号的信号眼图820。在眼图820中，x轴表示时间，单位为每符号周期时间(time per symbol period，t/Ts)，y轴表示某些常数单位下的归一化接收功率。图眼821可在4-PAM信号通过色散受限光纤链路传播之后在接收器处捕获。例如，可通过示波器捕获图眼821，该示波器对在接收器处接收的数字数据信号的许多不同分段进行覆盖或叠加扫描。不同比特的时间和幅度的差异使图眼821打开或收缩。如从眼图820中观察的，图眼821由于CD而几乎完全关闭，其中4-PAM信号的4个信号级别可能无法区分。因此，接收器可能无法在不进行CD均衡的情况下恢复4-PAM信号中携带的原始数据。
图9A为通过光纤链路传输之后的4-PAM信号的X偏振分量的星座图910。在星座图910中，x轴和y轴可提供与星座图810中类似的表示。点911可表示在接收器处，例如在平衡检测器230等接收器的平衡检测器的输出处，捕获的4-PAM信号的X偏振分量的E场。例如，点911可对应点815的X偏振分量。可以看出，点911可包括约0.7的DC偏移(示为915)。
图9B为通过光纤链路传输之后的4-PAM信号的Y偏振分量的星座图920。在星座图920中，x轴和y轴可提供与星座图810中类似的表示。点921可表示在接收器的平衡检测器的输出处捕获的4-PAM信号的Y偏振分量的E场。例如，点921可对应点815的Y偏振分量。可以看出，点921可包括约0.2的DC偏移(示为925)。
图9C为通过光纤链路传输之后的4-PAM信号的X偏振分量的信号眼图930。在眼图930中，x轴和y轴可提供与眼图820中类似的表示。图眼931可表示在接收器的平衡检测器的输出处捕获的4-PAM信号的X偏振分量的数字信号。例如，图眼931可对应图眼821的X偏振分量。可以观察到，图眼931由于CD而几乎完全关闭，其中4-PAM信号的4个信号级别可能无法区分。
图9D为通过光纤链路传输之后的4-PAM信号的Y偏振分量的信号眼图940。在眼图940中，x轴和y轴可提供与眼图820中类似的表示。图眼941可表示在接收器的平衡检测器的输出处捕获的4-PAM信号的Y偏振分量的数字信号。例如，图眼941可对应图眼821的Y偏振分量。可以观察到，图眼941由于CD而几乎完全关闭，其中4-PAM信号的4个信号级别可能无法区分。
图10A为DC去除之后的CD失真4-PAM信号的X偏振分量的星座图1010，DC去除可通过采用与上述DC控制器240中类似的机制来执行。在星座图1010中，x轴和y轴可提供与星座图810中类似的表示。点1011可表示在接收器的DC控制器，如DC控制器240，的输出处捕获的CD失真信号的X偏振分量的E场。例如，去除X偏振分量的DC偏移之后，点1011可对应点911。通过对比星座图1010与910，点1011和1021跨的信号范围可比点911的小。因此，通过去除DC偏移，接收器可采用分辨率比不去除DC的情况下低的ADC，例如ADC 250，以及DSP，例如DSP单元260。
图10B为DC去除之后的CD失真4-PAM信号的Y偏振分量的星座图1020，DC去除可通过采用与上述DC控制器240中类似的机制来执行。在星座图1020中，x轴和y轴可提供与星座图810中类似的表示。点1021可表示在接收器的DC控制器的输出处捕获的CD失真信号的Y偏振分量的E场。例如，去除Y偏振分量的DC偏移后，点1021可对应点921。通过对比星座图1020与920，点1021跨的信号范围可比点921的小。
图10C为DC去除之后的CD失真4-PAM信号的X偏振的信号眼图1030，DC去除可通过采用与上述DC控制器240中类似的机制来执行。在眼图1030中，x轴和y轴可提供与眼图820中类似的表示。图眼1031可表示在接收器的DC控制器的输出处捕获的CD失真信号的X偏振分量的数字信号。例如，去除DC偏移后，图眼1031可对应图眼931。通过对比眼图1030与930，图眼1031包括的信号范围可比图眼931的小。
图10D为DC去除之后的CD失真4-PAM信号的Y偏振的信号眼图1040，DC去除可通过采用与上述DC控制器240中类似的机制来执行。在眼图1040中，x轴和y轴可提供与眼图820中类似的表示。图眼1041可表示在接收器的DC控制器的输出处捕获的CD失真信号的Y偏振分量的数字信号。例如，去除DC偏移后，图眼1041可对应图眼941。通过对比图眼1040与940，图眼1041包括的信号范围可比图眼941的小。
图11A为CD补偿4-PAM信号的X偏振分量的星座图1110，其中CD可通过采用与方法400中描述的类似的机制来补偿。在星座图1110中，x轴和y轴可提供与星座图810中类似的表示。点1111、1112、1113和1114可表示在接收器的post-EDC单元，例如post-EDC单元262，处捕获的CD失真信号的X偏振分量的E场。为了去除CD效应，post-EDC单元可将后补偿值Dpost设置为符号上与光纤链路的色散值相反的值(例如，Dpost＝-680ps/nm)。例如，去除CD效应之后，点1111至1114可对应点1011。可以看出，星座图1110中的点1111至1114按实际距离隔开。通过对比星座图1110与1010，post-EDC有效地去除了CD效应。
图11B为CD补偿4-PAM信号的Y偏振分量的星座图1120，其中CD可通过采用与方法400中描述的类似的机制来补偿。在星座图1120中，x轴和y轴可提供与星座图810中类似的表示。点1121、1122、1123和1124可表示在接收器的post-EDC单元的输出处捕获的CD失真信号的Y偏振分量的E场。例如，去除CD效应之后，点1121至1124可对应点1021。可以看出，星座图1120中的点1121至1124按实际距离隔开。通过对比星座图1120与1020，post-EDC有效地去除了CD效应。
图11C为CD补偿4-PAM信号的X偏振分量的信号眼图1130，其中CD可通过采用与方法400中描述的类似的机制来补偿。在眼图1130中，x轴和y轴可提供与眼图820中类似的表示。图眼1131可表示在接收器的post-EDC单元的输出处捕获的CD失真信号的X偏振分量的数字信号。例如，去除CD效应后，图眼1131可对应图眼1031。通过对比眼图1130与1030，图眼1131相比于图眼1031是打开的。因此，post-EDC有效地去除了CD效应。
图11D为CD补偿4-PAM信号的Y偏振分量的信号眼图1140，其中CD可通过采用与方法400中描述的类似的机制来补偿。在眼图1140中，x轴和y轴可提供与眼图820中类似的表示。图眼1141可表示在接收器的post-EDC单元的输出处捕获的CD失真信号的Y偏振分量的数字信号。例如，去除CD效应后，图眼1141可对应图眼1041。通过对比眼图1140与1040，图眼1141相比于图眼1041是打开的。因此，post-EDC有效地去除了CD效应。
图12A为重构IM信号的星座图1210，其中重构可通过采用与方法400中描述的类似的机制来执行。在星座图1210中，x轴和y轴可提供与星座图810中类似的表示。点1211、1212、1213和1214(示为实点)可表示在接收器处，例如在IM信号重构单元265等接收器IM信号重构单元的输出处，捕获的重构IM信号的E场。例如，点1211至1214可通过应用上述等式(5)从X偏振点1111至1114和Y偏振点1121至1124重构。星座图1210还示出原始传输E场作为参考，其可通过点1215、1216、1217和1218(示为圆圈)表示。可以看出，点1211至1214可与点1215至1218重叠。因此，接收器可无误地从重构IM信号的E场恢复原始传输数据。
图12B为重构IM信号的信号眼图1220，其中重构可通过采用与方法400中描述的类似的机制来执行。在眼图1220中，x轴和y轴可提供与眼图820中类似的表示。图眼1221可表示在接收器的IM信号重构单元的输出处捕获的重构IM信号的数字信号。例如，图眼1221可对应于合并图眼1131所示的X偏振分量与图眼1141所示的Y偏振分量，如等式(5)所述。在眼图1220中可以观察到，图眼1221是打开的且4个信号级别(例如，接收功率为约0、约0.7、约1.4和约2)清晰可辨。这样，接收器可恢复4-PAM信号中携带的原始数据。通过对比眼图1220与820，post-EDC有效地去除了CD效应。应注意的是，接收器可在post-EDC之后恢复DC偏移，并可在IM信号重构之前执行匹配滤波，如方法400所述。
图13A为未进行post-EDC的CD失真OFDM信号的子载波星座图1310。OFDM信号为具有16-QAM子载波调制的40Gbps信号，并可通过光纤链路161、162或163等光纤链路来传输，其中光纤链路包括色散系数约为17ps/nm/km且长度约为32km的SSMF。因此，光纤链路中的总CD量可为约544ps/nm。在星座图1310中，x轴表示E场的I分量，y轴表示E场的Q分量，其中x轴和y轴可使用相同的常数单位。点1311可表示在未进行post-EDC的情况下在接收器处捕获的OFDM信号的E场。可以看出，点1311是散开的，而非紧密分为16个不同的组，因此接收器可能无法正确地执行切分或无误地恢复OFDM信号中携带的原始数据。例如，接收的OFDM信号的误码率(bit error rate，BER)可为约3E-4。应注意的是，OFDM采用频率子载波复用，其中数据信息位被映射到数据符号并在频率子载波中携带。
图13B为进行post-EDC的CD失真OFDM信号的子载波星座图1320。在星座图1320中，x轴和y轴可提供与星座图1310中类似的表示。点1321可表示在post-EDC之后在光接收器200等接收器处捕获的OFDM信号的E场，例如，通过将Dpost设置为符号上与第二光传输链路的色散值相反的值(例如，Dpost＝-544ps/nm)。通过对比星座图1310与1320，点1321紧密分为16个不同的组并按实际距离量隔开，因此接收器可正确地恢复OFDM信号中携带的原始数据。例如，接收器可接收质量因数平方(例如，类似于信噪比(signal-to-noise ratio，SNR))为约18dB的OFDM信号。
本发明公开至少一项实施例，且所属领域的普通技术人员对所述实施例和/或所述实施例的特征作出的变化、组合和/或修改均在本发明公开的范围内。因组合、合并和/或省略所述实施例的特征而得到的替代性实施例也在本发明的范围内。在明确说明数字范围或限制的情况下，此类表达范围或限制应被理解成包括在明确说明的范围或限制内具有相同大小的迭代范围或限制(例如，从约为1到约为10包括2、3、4等；大于0.10包括0.11、0.12、0.13等)。例如，只要公开具有下限Rl和上限Ru的数字范围，则明确公开了此范围内的任何数字。具体而言，在所述范围内的以下数字是明确公开的：R＝R1+k*(Ru–R1)，其中k为从1％到100％范围内以1％递增的变量，即，k为1％、2％、3％、4％、7％……70％、71％、72％……97％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，由上文所定义的两个数字R定义的任何数字范围也是明确公开的。除非另有说明，否则使用术语“约”是指随后数字的±10％。相对于权利要求的任一元素使用术语“选择性地”意味着所述元素是需要的，或者所述元素是不需要的，两种替代方案均在所述权利要求的范围内。使用如“包括”、“包含”和“具有”等较广术语应被理解为提供对如“由……组成”、“基本上由……组成”以及“大体上由……组成”等较窄术语的支持。因此，保护范围不受上文所陈述的说明限制，而是由所附权利要求书界定，所述范围包含所附权利要求书的标的物的所有等效物。每一和每条权利要求作为进一步揭示内容并入说明书中，且所附权利要求书是本发明的实施例。对所述揭示内容中的参考进行的论述并非承认其为现有技术，尤其是具有在本申请案的在先申请优先权日期之后的公开日期的任何参考。本发明中所引用的所有专利、专利申请案和公开案的揭示内容特此以引用的方式并入本文本中，其提供补充本发明的示例性、程序性或其它细节。
虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明所公开的系统和方法可以以许多其它特定形式来体现。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文本所给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合或合并，或者某些特征可以省略或不实施。
此外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、设备或中间部件间接地耦合或通信。其它变化、替代和改变的示例可以由本领域的技术人员在不脱离本文精神和所公开的范围的情况下确定。

Claims (19)

1.一种光通信装置，其特征在于，包括：
前端，用于：
将与远端光发射器相关联的强度调制(intensity-modulated，IM)光信号转换为多个模拟电信号；
确定所述模拟电信号的多个直流(direct current，DC)偏移；
从所述模拟电信号中去除所述DC偏移以产生多个无DC模拟信号；以及
将所述无DC模拟信号转换为多个无DC数字信号；以及
数字信号处理(digital signal processing，DSP)单元，耦合到所述前端并用于：
根据与所述远端光发射器相关联的色散值对所述无DC数字信号执行光纤色散补偿以产生多个无DC的补偿数字信号；以及
将所述DC偏移添加到所述无DC的补偿数字信号中以产生多个DC恢复的补偿数字信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述色散值是与色度色散(chromaticdispersion，CD)量相反的值，其中所述CD量与所述远端光发射器相关联。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述模拟电信号包括第一偏振分量和与所述第一偏振分量正交的第二偏振分量，其中所述第一偏振分量包括第一同相(in-phase，I)分量和第一正交相位(quadrature-phase，Q)分量，所述第二偏振分量包括第二I分量和第二Q分量。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述DSP单元用于：
对与所述第一偏振分量相关联的所述无DC数字信号中的第一个和所述无DC数字信号中的第二个执行所述光纤色散补偿；以及
对与所述第二偏振分量相关联的所述无DC数字信号中的第三个和所述无DC数字信号中的第四个执行所述光纤色散补偿。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述DSP单元用于：
根据与所述第一偏振分量相关联的所述DC恢复的数字信号中的第一个和所述DC恢复的数字信号中的第二个计算第一功率信号；
根据与所述第二偏振分量相关联的所述DC恢复的数字信号中的第三个和所述DC恢复的数字信号中的第四个计算第二功率信号；以及
将所述第一功率信号和所述第二功率信号相加以产生补偿的IM信号功率。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述前端用于：
针对所述第一I分量测量所述DC偏移中的第一个；以及
针对所述第一Q分量测量所述DC偏移中的第二个。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述DSP单元用于：
将所述第一DC偏移添加到与所述第一I分量相关联的所述无DC的补偿数字信号中的第一个中以产生所述DC恢复的补偿数字信号中的第一个；以及
将所述第二DC偏移添加到与所述第一Q分量相关联的所述无DC的补偿数字信号中的第二个中以产生所述DC恢复的补偿数字信号中的第二个。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述DSP单元用于：
估计静态频域滤波器以提供对应于所述色散值的色散效应；以及
在频域中使用所述静态频域滤波器对所述无DC数字信号进行滤波。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述DSP单元还用于在执行所述光纤色散补偿之前对所述无DC数字信号执行过采样。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置是光线路终端(optical lineterminal，OLT)接收器，所述远端光发射器是光网络单元(optical network unit，ONU)发射器。
11.一种在光通信设备中使用的方法，其特征在于，包括：
将与远端光发射器相关联的强度调制(intensity-modulated，IM)光信号转换为多个模拟电信号；
确定所述模拟电信号的多个直流(direct current，DC)偏移；
从所述模拟电信号中去除所述DC偏移以产生多个无DC模拟信号；以及
将所述无DC模拟信号转换为多个无DC数字信号；
根据与所述远端光发射器相关联的色散值对所述无DC数字信号执行光纤色散补偿以产生多个无DC的补偿数字信号；以及
将所述DC偏移添加到所述无DC的补偿数字信号中以产生多个DC恢复的补偿数字信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述色散值是与色度色散(chromaticdispersion，CD)量相反的值，其中所述CD量与所述远端光发射器相关联。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述模拟电信号包括第一偏振分量和与所述第一偏振分量正交的第二偏振分量，其中所述第一偏振分量包括第一同相(in-phase，I)分量和第一正交相位(quadrature-phase，Q)分量，所述第二偏振分量包括第二I分量和第二Q分量。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
对与所述第一偏振分量相关联的所述无DC数字信号中的第一个和所述无DC数字信号中的第二个执行所述光纤色散补偿；以及
对与所述第二偏振分量相关联的所述无DC数字信号中的第三个和所述无DC数字信号中的第四个执行所述光纤色散补偿。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
根据与所述第一偏振分量相关联的所述DC恢复的数字信号中的第一个和所述DC恢复的数字信号中的第二个计算第一功率信号；
根据与所述第二偏振分量相关联的所述DC恢复的数字信号中的第三个和所述DC恢复的数字信号中的第四个计算第二功率信号；以及
将所述第一功率信号和所述第二功率信号相加以产生补偿的IM信号功率。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
针对所述第一I分量测量所述DC偏移中的第一个；以及
针对所述第一Q分量测量所述DC偏移中的第二个。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述第一DC偏移添加到与所述第一I分量相关联的所述无DC的补偿数字信号中的第一个中以产生所述DC恢复的补偿数字信号中的第一个；以及
将所述第二DC偏移添加到与所述第一Q分量相关联的所述无DC的补偿数字信号中的第二个中以产生所述DC恢复的补偿数字信号中的第二个。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
估计静态频域滤波器以提供对应于所述色散值的色散效应；以及
在频域中使用所述静态频域滤波器对所述无DC数字信号进行滤波。
19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
在执行所述光纤色散补偿之前对所述无DC数字信号执行过采样。
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