CN107592158B - 光纤通信系统中的信号处理的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及一种光纤通信系统中的信号处理的方法和设备。该方法包括将针对光纤通信系统的多个接收方的电信号分成多个群组，多个群组分别与多个接收方中的至少一个接收方相关联。该方法还包括通过在时域中复用多个群组中的电信号而获得时域复用信号。该方法还包括在频域中复用多个群组的时域复用信号，使得该时域复用信号占据光纤通信系统的发送带宽的相应子频带。该方法还包括将经频域复用的信号转换为模拟光信号以便传输。

Description

光纤通信系统中的信号处理的方法和设备

技术领域

本公开总体上涉及通信领域，并且更具体地，涉及光纤通信系统中的信号处理的方法和设备。

背景技术

在超大密度的分布式小型小区系统中，模拟前端回传技术得到广泛应用，用于室内无线接入和通过固定网络架构传送信号是一种常见选择，例如使用光纤通信系统作为固定网络架构传输信号。该超大密度的分布式小型小区系统需要大的光功率分流比以支持大容量数据传输。然而，如何以可靠且成本有效的方式来实现大容量数据传输，目前还没有成熟的可用方案。

发明内容

本公开的实施例提供了光纤通信系统中的信号处理的方法和设备。

在本公开的第一方面，提供了一种光纤通信系统中的信号处理的方法。该方法包括将针对光纤通信系统的多个接收方的电信号分成多个群组，多个群组分别与多个接收方中的至少一个接收方相关联。该方法还包括通过在时域中复用多个群组中的电信号而获得时域复用信号。该方法还包括在频域中复用多个群组的时域复用信号，使得该时域复用信号占据光纤通信系统的发送带宽的相应子频带。该方法还包括将经频域复用的信号转换为模拟光信号以便传输。

在本公开的第二方面，提供了一种光纤通信系统中的信号处理的方法。该方法包括从光纤通信系统的发送方接收训练光信号。该方法还包括将训练光信号转换为具有非线性调制特性的训练电信号。该方法还包括将训练电信号转换为光信号。该方法还包括向发送方发送光信号，以用于非线性信道响应的训练和学习，并用于指导非线性预补偿。

在本公开的第三方面，提供了一种光纤通信系统中的信号处理的设备。该设备包括群组划分单元、时域复用单元、频域复用单元和电光转换单元。该群组划分单元被配置为将针对光纤通信系统的多个接收方的电信号分成多个群组，多个群组分别与多个接收方中的至少一个接收方相关联。该时域复用单元被配置为通过在时域中复用多个群组中的电信号而获得时域复用信号。该频域复用单元被配置为在频域中复用多个群组的时域复用信号，使得时域复用信号占据光纤通信系统的发送带宽的相应子频带。该电光转换单元被配置为将经频域复用的信号转换为模拟光信号以便传输。

在本公开的第四方面，提供了一种光纤通信系统中的信号处理的设备。该设备包括接收单元、光电转换单元、电光转换单元和发送单元。该接收单元被配置为从光纤通信系统的发送方接收训练光信号。该光电转换单元被配置为将训练光信号转换为具有非线性调制特性的训练电信号。该电光转换单元被配置为将训练电信号转换为光信号。该发送单元被配置为向发送方发送光信号，以用于非线性信道响应的训练和学习，并用于指导非线性预补偿。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本公开的实施例的光纤通信系统的架构框图；

图2示出了根据本公开的实施例的第一方面的光纤通信系统的信号处理方法的流程图；

图3示出了根据本公开的实施例的信号复用方式；

图4示出了根据一些实施例的光纤通信系统的信号处理方法的流程图；

图5示出了根据本公开的实施例的第二方面的光纤通信系统的信号处理方法的流程图；

图6示出了根据本公开的实施例的第三方面的光纤通信系统的信号处理设备的框图；

图7示出了根据本公开的实施例的第四方面的光纤通信系统的信号处理设备的框图；以及

图8示出了光信噪比相对于所需光功率的变化图。

具体实施方式

下面将参考附图中所示出的若干示例性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些具体的实施例仅是为了使本领域的技术人员能够更好地理解并实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。

图1示出了根据本公开的实施例的光纤通信系统100的框图。该光纤通信系统100包括发送方110、光纤链路120、第一接收方130、第二接收方140和第三接收方150。发送方110可以经由光纤链路120与第一接收方130、第二接收方140和第三接收方150进行通信。由于在图1所示的架构中存在一个发送方和多个接收方，因此将该架构称作“点到多点”架构。

在一些实施例中，光纤通信系统100可以实施为分布式小型小区系统，例如超大密度的分布式小型小区系统。在这样的实施例中，发送方110可以实施为光线路终端(OpticalLine Terminal，OLT)，接收方130、140和150可以实施为小型小区站点处的光网络单元(Optical Network Unit，ONU)，光纤链路120可以实施为光分布网络，该光分布网络可以是诸如无源光网络(Passive Optical Network，PON)的点到多点网络。当然，这并非是限制性的，任何目前已知或者将来开发的“点到多点”架构均可与本公开的实施例结合使用。

应当理解，仅出于阐释的目的，在图1中示出光纤通信系统100包括三个接收方130、140和150，而本公开实施例的范围并不局限于此。根据具体的应用场景，可以存在任何适当数目的接收方。

目前，为了在光纤链路120中会聚针对多个接收方(例如，接收方130、140和150)的信号，在发送方110处一般采用时分复用(Time Division Multiplexing，TDM)方式。根据TDM方式，通过增大用于传输针对每个接收方的信号的带宽来减少传输所需的时间，从而能够在提供给发送方110的传输时间段内传输针对多个接收方的信号。可见，在采用TDM方式时发送方110所传输的信号是宽带信号。例如，该宽带信号的带宽在1GHz到4GHz的范围内。

为了能够获取整个带宽的信号，在接收方130、140和150处需要配备宽带模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)。目前可获得的宽带ADC的带宽例如在500MHz到1GHz的范围内。因此，如果发送方110所发送的信号的带宽超过1GHz，则接收方130、140和150将无法获取到整个带宽的信号，从而造成通信失败。

另一方面，宽带ADC的价格是昂贵的。在超大密度的分布式小型小区系统(即存在大量接收方的系统)中，如果在每个小型小区站点处都配备价格昂贵的宽带ADC，则会增大部署成本。

为了解决现有方案中的上述以及其他潜在的缺陷和问题，根据本公开的实施例，发送方110在传输信号时采用频分-时分复用(Frequency-Time Division Multiplexing，F-TDM))方式。根据该F-TDM方式，针对接收方130、140和150的信号占据发送带宽的相应子频带。相应地，接收方130、140和150只需采用低成本的中频ADC获取相应子频带中的信号，从而降低了接收方的部署成本。

图2示出了根据本公开的实施例的第一方面的光纤通信系统的信号处理方法200的流程图。在一些实施例中，方法200例如可以由发送方110来实施。应当理解的是，方法200还可以包括未示出的附加步骤和/或可以省略所示出的步骤。本公开实施例的范围在此方面不受限制。

在步骤210，将针对光纤通信系统100的接收方130、140和150的电信号分成多个群组，多个群组分别与接收方130、140和150中的至少一个接收方相关联。多个群组的数目可以等于或小于接收方的数目。例如，在一些实施例中，可以将针对接收方130、140和150的电信号分成三个群组，三个群组分别与接收方130、140和150中的一个接收方相关联。在另一些实施例中，可以将针对接收方130、140和150的电信号分成两个群组，两个群组中的一个与接收方130、140二者相关联，两个群组中的另一个与接收方150相关联。应当理解，以上所述的群组划分和关联方式仅仅是示例性的，绝非意在限制本公开的实施例。在其他实施例中，采用其他的群组划分和关联方式也是可行的。

在步骤220，通过在时域中复用多个群组中的电信号而获得时域复用信号。可以理解，在将所划分的每个群组与一个接收方相关联的实施例中，在步骤220将在时域中复用该群组中针对该接收方的电信号。在将所划分的每个群组与两个以上接收方相关联的实施例中，在步骤220将在时域中复用该群组中分别针对该两个以上接收方的电信号。例如，在将针对接收方130、140和150的电信号分成两个群组、而两个群组之一与接收方130、140二者相关联的实施例中，在步骤220将在时域中复用该群组中分别针对接收方130的电信号和接收方130的电信号。

在步骤230，在频域中复用多个群组的时域复用信号，使得该时域复用信号占据光纤通信系统100的发送带宽的相应子频带。换言之，针对接收方130、140和150的信号占据发送带宽的相应子频带而非整个发送带宽。由此，接收方130、140和150只需采用中频ADC获取相应子频带中的信号，避免了出现接收方无法获取到整个带宽的信号的情形，提高了信号传输的可靠性。此外，由于接收方130、140和150采用低成本的中频ADC，因此降低了接收方的部署成本，尤其是超大密度的分布式小型小区系统的部署成本。

在步骤240，将经频域复用的电信号转换为模拟光信号以便传输。在一些实施例中，可以使用强度调制实现将电信号转换为光信号，该强度调制可以是直接调制或外部调制。当然，这仅仅是示例性的。应当理解，任何将电信号转换为光信号的技术都可与本公开的实施例结合使用，不论是目前已知的或者将来开发的。

图3示出了根据本公开的实施例的F-TDM方式。如图所示，在发送方310处将针对第一接收方320、第二接收方330和第三接收方340的电信号分成三个群组，三个群组分别与接收方320、330和340中的一个接收方相关联。

如时间(t)轴所示，通过在时域中复用三个群组中的电信号而获得时域复用信号。在频域中复用三个群组的时域复用信号，使得该时域复用信号占据光纤通信系统的发送带宽的相应子频带。具体地，如频率(f)轴所示，针对第一接收方320、第二接收方330和第三接收方340的时域复用信号分别占据第一子频带S1、第二子频带S2和第三子频带S3。由此，接收方320、330和340只需采用中频ADC获取相应子频带中的信号，而无需获取包括子频带S1、S2和S3的整个发送带宽的信号，从而提高了信号传输的可靠性并降低了接收方所在的小型小区站点的部署成本。

由于针对接收方320、330和340的时域复用信号分别占据第一子频带S1、第二子频带S2和第三子频带S3而非整个发送带宽，因此在一些实施例中，发送方110可以向接收方320、330和340发送控制信息，以至少指示用于传输相应子频带中的信号的频域资源。

此外，在一些实施例中，在发送方310处可以将针对第一接收方320、第二接收方330和第三接收方340的电信号分成两个群组，两个群组中的一个与接收方320和330二者相关联，两个群组中的另一个与接收方340相关联。随后，通过在时域中复用两个群组中的电信号而获得时域复用信号。然后，在频域中复用两个群组的时域复用信号，使得针对接收方320、330的时域复用信号例如占据子频带S1、针对接收方340的时域复用信号例如占据子频带S2。由于针对接收方320和330二者的时域复用信号被包括在子频带S1中，因此为了使得接收方320和330能够从子频带S1中提取出针对自身的信号，发送方110可以通过分别向接收方320和330发送控制信息，来指示用于传输子频带S1中的针对相应接收方的信号的时域资源。当然，这仅仅是示例性的。应当理解，发送方110可以采用任何适当的方式来向接收方指示用于传输相应子频带中的信号的频域和/或时域资源。

如已知的，非线性损害(诸如光信噪比退化、非线性失真等损害)对于模拟传输系统的影响较大。非线性损害通常是由发送方110处的调制器引入的。当调制器的输入信号的幅度高于预定阈值时，其输入信号和输出信号之间的关系将会呈现非线性。该非线性关系进而会导致信道的响应呈现非线性。例如，信道的非线性响应可以表达如下：

其中A_i表示第i个子频带的信号的强度，ω表示频谱分量，N表示子频带的数目。

从表达式(1)可见，信道的非线性响应不仅具有频率选择性，而且依赖于在所有频率信道上的信号的强度的总和。为了便于进行非线性补偿，可以将信道分解为频域信道和时域信道，并对二者分别进行补偿。例如，可以对表达式(1)进行如下近似：

其中表示第i个子频带的信道响应，H_1i(ω)表示第i个子频带的频域信道响应，表示第i个子频带的时域信道响应。

可以理解，在例如如图1所示的“点到多点”架构中，发送方110需要处理去往或来自多个接收方(例如接收方130、140和150)的信号，而接收方只需处理与自身相关的信号。因而，需要将发送方的信号处理能力配置成强于接收方。此外，从以上表达式(1)可见，信道的非线性响应依赖于整个带宽上的信号的强度的总和。然而，接收方各自仅处理与自身相关联的子频带上的信号，而并不知晓其他子频带上的信号如何，因而不知晓整个带宽上的信号的强度的总和。有鉴于此，在发送方110侧对待发送的信号进行非线性预补偿将是一种更优的选择。

此外，发送方110并不知晓受到非线性损害后的信号如何，即不知晓接收方130、140和150所接收到的信号如何。因此，根据本公开的实施例，在接收方处并入信号反馈功能以辅助发送方进行非线性预补偿。

下面将参考图4来描述根据本公开实施例的非线性补偿过程。将会理解，图4所示的方法400可被认为是方法200的一种示例实现。

如图4所示，方法400开始于步骤410，将针对光纤通信系统100的接收方130、140和150的电信号分成多个群组，多个群组分别与接收方130、140和150中的至少一个接收方相关联。步骤410对应于上文中的步骤210，此处不再赘述。

在步骤420，通过在时域中复用多个群组中的电信号而获得时域复用信号。步骤420对应于上文中的步骤220，此处不再赘述。

在步骤430，利用频域信道信息对针对接收方130、140和150中的至少一个接收方的电信号进行频域信道预补偿。可以理解，为了避免非线性损害对发送带宽的各个子带的影响，可以针对接收方130、140和150中的每一个的电信号进行频域信道预补偿。

在一些实施例中，可以借助于接收方的信号反馈功能来预先获取该频域信道信息以用于频域信道预补偿。应当理解，由于多个接收方各自仅能够处理与自身相关联的子频带上的信号，因此在针对各个子带进行频域信道预补偿的情况下，需要从多个接收方分别获取与相应子带相关联的频域信道信息。

以图3中的第一接收方320为例。为了从第一接收方320获取用于针对第一子带S1进行频域信道预补偿的频域信道信息，发送方310可以向第一接收方320发送第一训练光信号，该第一训练光信号占据与第一接收方320相关联的第一子带S1。该第一训练光信号可以通过将接收方320预先已知的训练序列从电信号转换成光信号而获得。

值得注意的是，为了确保在获取频域信道信息的过程中调制器不会引入非线性损害，需要将第一接收方320处的调制器的驱动幅度保持在线性阈值幅度以下。

随后，发送方310从第一接收方320接收对该第一训练光信号的反馈。由于确保了发送方310处的调制器不会引入非线性损害，因此第一接收方320对发送方310所发送的第一训练光信号的反馈具有线性调制特性。然后，发送方310从该反馈获取频域信道信息。在一些实施例中，发送方310可以通过对该反馈进行频域均衡来确定频域信道响应，进而从频域信道响应获取该频域信道信息。作为一种非限制性的实现方式，该频域均衡采用“1-抽头均衡”方法来实现。当然，这并非是限制性的，任何目前已知或者将来开发的频域均衡方法均可与本公开的实施例结合使用。

可以理解，发送方310根据该反馈所确定的频域信道响应包括(从发送方310到接收方320的)下行链路频域信道响应和(从接收方320到发送方310的)上行链路频域信道响应的总和，而所需的频域信道信息仅与下行链路频域信道响应相关。因此，需要从该总和中去除上行链路频域信道响应。

如前所述，发送方310所发送的第一训练光信号可以通过将接收方320预先已知的训练序列从电信号转换成光信号而获得。因此，为了获得上行链路频域信道响应，接收方320可以将该预先已知的训练序列从电信号转换成光信号，并发送至发送方310。由此，发送方310可以从所接收的光信号获取所需的上行链路频域信道响应。此后，发送方310从上述总和中去除该上行链路频域信道响应，以得到所需的下行链路频域信道响应。进而，发送方310可以从该下行链路频域信道响应获取所需的频域信道信息，例如下行链路频域信道响应的幅度和相位等。

继续参照图4。在步骤440，在频域中复用多个群组的时域复用信号，使得该时域复用信号占据光纤通信系统100的发送带宽的相应子频带。步骤440对应于上文中的步骤230，此处不再赘述。

在步骤450，将经频域复用的信号由频域变换到时域，以获得时域信号。在一些实施例中，可以使用快速傅里叶逆变换(iFFT)实现将经频域复用的信号由频域变换到时域。当然，这并非是限制性的，任何目前已知或者将来开发的频域到时域的变换方法均可与本公开的实施例结合使用。

在步骤460，使用时域非线性映射对时域信号进行时域非线性预补偿。根据本公开的实施例，时域非线性映射指示电信号的测量强度与强度补偿量之间的映射关系。在一些实施例中，时域非线性映射可以被实现为时域非线性映射关系表。备选地或者附加地，在其他实施例中，还可以使用矩阵、向量、函数的形式来实现这种时域非线性映射。本公开的范围在此方面不受限制。

在一些实施例中，与频域信道预补偿类似，可以借助于接收方的信号反馈功能来预先为电信号建立时域非线性映射，以用于时域非线性预补偿。

仍然以图3中的第一接收方320为例。为了建立时域非线性映射，发送方310可以向第一接收方320发送多个第二训练光信号。在一些实施例中，发送方310可以连续地向第一接收方320发送多个第二训练光信号。在另一些实施例中，发送方310可以以预定的时间间隔(例如1秒)向第一接收方320发送多个第二训练光信号。本公开的范围在此方面不受限制。

多个第二训练光信号具有以预定步长进行变化的幅度。在一个实施例中，该预定步长在初始幅度的1％到10％的范围内。当然，取决于具体的需求和环境，任何其他适当的范围也是可能的。此外，多个第二训练光信号占据与第一接收方320相关联的共同子频带，例如占据第一子频带S1。

随后，发送方310从接收方320接收对多个第二训练光信号的反馈，该反馈具有非线性调制特性。然后，发送方310基于该反馈的非线性调制特性，建立时域非线性映射。

根据本公开的实施例，时域非线性补偿可以使用电信号与时域非线性映射的相互作用来实现。作为一种非限制性的实现方式，可以使用矩阵相乘、向量相乘、函数变换、关系表映射等方式实现该时域非线性映射。

继续参照图4。在步骤470，将经频域复用的信号转换为模拟光信号以便传输。步骤470对应于上文中的步骤240，此处不再赘述。

根据本公开的实施例，由于在发送方处对待发送的信号进行了非线性预补偿，因此避免了信号在传输过程中的非线性失真，从而支持大容量数据传输。

再者，由于在发送方处对待发送的信号进行了非线性预补偿，因此在需要获得相同的(Optical Signal To Noise Ratio，OSNR)的情况下，接收方处所需的光功率更低。由此，能够增大光纤分流比，以便部署更多的接收方。

如前所述，根据本公开的实施例，在接收方处并入信号反馈功能以辅助发送方进行非线性预补偿。下面将参考图5来描述根据本公开实施例的接收方处的信号反馈过程。在一些实施例中，方法500例如可以由图1中的接收方130、140和150中的任一个或者图3中的接收方320、330和340中的任一个来实施。应当理解的是，方法500还可以包括未示出的附加步骤和/或可以省略所示出的步骤。本公开实施例的范围在此方面不受限制。

如图5所示，方法500开始于步骤510，接收方(例如图3中的接收方320)从光纤通信系统的发送方310接收训练光信号。

在步骤520，接收方320将接收的训练光信号转换为具有非线性调制特性的训练电信号。可以使用直接检测的方法将训练光信号转换为训练电信号。该直接检测属于光纤通信系统中的一种解调的方法。这并非是限制性的，任何目前已知或者将来开发的从光信号转换为电信号的方法均可与本公开的实施例结合使用。

在步骤530，接收方320将训练电信号转换为光信号。在一些实施例中，可以使用强度调制实现将训练电信号转换为光信号。该强度调制可以是直接调制或外部调制。当然，这仅仅是示例性的。应当理解，任何将电信号转换为光信号的技术都可与本公开的实施例结合使用，不论是目前已知的或者将来开发的。

在步骤540，接收方320向发送方310发送该光信号，以用于非线性信道响应的训练和学习。

在一些实施例中，实施方法500以辅助发送方进行频域信道预补偿。在这样的实施例中，接收训练光信号包括接收用于频域信道预补偿的第一训练光信号，该第一训练光信号占据光纤通信系统的发送带宽的一个子频带。

在一些实施例中，实施方法500以辅助发送方进行时域信道预补偿。在这样的实施例中，接收训练光信号包括接收用于时域非线性预补偿的多个第二训练光信号，多个第二训练光信号具有以预定步长进行变化的幅度，并且多个第二训练光信号占据光纤通信系统的发送带宽的一个子频带。

根据本公开的实施例，在具有较强处理能力的发送方处进行非线性预补偿，在接收方处只需并入信号反馈功能以辅助发送方进行非线性预补偿。由此，在接收方处无需配备例如数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)这样的复杂且高成本的计算单元，从而降低了接收方的部署成本，特别是在超大密度的分布式小型小区系统中。

图6示出了根据本公开内容的实施例的第三方面的光纤通信系统的信号处理设备600的框图。设备600包括群组划分单元610、时域复用单元620、频域复用单元630和电光转换单元640。

群组划分单元610被配置为将针对光纤通信系统的多个接收方的电信号分成多个群组，该多个群组分别与多个接收方中的至少一个接收方相关联。时域复用单元620被配置为通过在时域中复用多个群组中的电信号而获得时域复用信号。

频域复用单元630被配置为在频域中复用该多个群组的时域复用信号，使得该时域复用信号占据光纤通信系统的发送带宽的相应子频带。电光转换单元640被配置为将经频域复用的信号转换为模拟光信号以便传输。将会理解，该电光转换单元640可以是调制器。作为一种非限制性的实现方式，使用光电二极管或激光器作为该电光转换单元640的调制光源。

在一些实施例中，设备600进一步包括控制信息发送单元。该控制信息发送单元被配置为向该多个接收方中的该至少一个接收方发送控制信息，该控制信息至少指示用于传输与该至少一个接收方相关联的子频带中的模拟光信号的频域资源。

在一些实施例中，该控制信息进一步指示用于传输与该至少一个接收方相关联的子频带中的模拟光信号的时域资源。

在一些实施例中，设备600进一步包括频域信道信息获取单元和频域信道预补偿单元。该频域信道信息获取单元被配置为获取与该至少一个接收方相关联的频域信道信息。该频域信道预补偿单元被配置为利用该频域信道信息对针对该至少一个接收方的该电信号进行频域信道预补偿。

在一些实施例中，该频域信道信息获取单元被进一步配置为：向该至少一个接收方发送第一训练光信号，该第一训练光信号占据与该至少一个接收方相关联的子频带；从该至少一个接收方接收对该第一训练光信号的反馈，该反馈具有线性调制特性；以及从该反馈获取该频域信道信息。

在一些实施例中，设备600进一步包括映射建立单元、频时变换单元和时域预补偿单元。该映射建立单元被配置为为该电信号建立时域非线性映射，该时域非线性映射指示该电信号的测量强度与强度补偿量之间的映射关系。作为一种非限制性的实现方式，该映射建立单元包括存储单元。该频时变换单元被配置为将经频域复用的该信号由频域变换到时域，以获得时域信号。该时域预补偿单元被配置为使用该时域非线性映射对该时域信号进行时域非线性预补偿。

在一些实施例中，该映射建立单元被进一步配置为：向该至少一个接收方发送多个第二训练光信号，该多个第二训练光信号具有以预定步长进行变化的幅度并且占据与该至少一个接收方相关联的共同子频带；从该至少一个接收方接收对该多个第二训练光信号的反馈，该反馈具有非线性调制特性；以及基于该反馈的该非线性调制特性，建立该时域非线性映射。

图7示出了根据本公开内容的实施例的第四方面的光纤通信系统的信号处理设备700的框图。设备700包括接收单元710、光电转换单元720、电光转换单元730和发送单元740。

接收单元710被配置为从该光纤通信系统的发送方接收训练光信号。光电转换单元720被配置为将该训练光信号转换为具有非线性调制特性的训练电信号。作为一种非限制性的实现方式，该光电转换单元720使用光电二极管实现。

电光转换单元730被配置为将该训练电信号转换为光信号。作为一种非限制性的实现方式，该电光转换单元730使用光电二极管实现。发送单元740被配置为向发送方发送该光信号，以用于非线性信道响应的训练和学习。

在一些实施例中，接收单元710被进一步配置为接收用于频域信道预补偿的至少一个第一训练光信号，该第一训练光信号占据该光纤通信系统的发送带宽的一个子频带。

在一些实施例中，接收单元710被进一步配置为接收用于时域非线性预补偿的多个第二训练光信号，该多个第二训练光信号具有以预定步长进行变化的幅度，并且该多个第二训练光信号占据该光纤通信系统的发送带宽的一个子频带。

出于清楚的目的，在图6和图7中没有示出设备600和700的某些可选单元。然而，应当理解，上文参考图1-5所描述的各个特征同样适用于设备600和700。而且，设备600和700的各个单元可以是硬件单元，也可以是软件单元。例如，在一些实施例中，设备600和700可以部分或者全部利用软件和/或固件来实现，例如被实现为包含在计算机可读介质上的计算机程序产品。备选地或附加地，装置600可以部分或者全部基于硬件来实现，例如被实现为集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SOC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。本公开的范围在此方面不受限制。

本公开的实施例能够增大光信噪比，从而提高光纤分流比以支持大容量数据传输。图8示出了在使用了非线性预补偿和未使用非线性预补偿的情况下光信噪比相对于接收方处所需的光功率的变化图。

从图8可见，在使用了非线性预补偿后，在需要获得相同的OSNR的情况下，接收方处所需的光功率更低，如810所示。此外，从OSNR(纵轴)的维度看，在相同的接收光功率下，光信噪比可以改善约3dB。由此，能够增大光纤分流比，以便部署更多的接收方。

在对本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。

应当注意，本公开的实施例可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开的方法的操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤组合为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。还应当注意，根据本公开的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的具体实施例。本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效布置。

Claims (14)

1.一种光纤通信系统中的信号处理的方法，包括：

将针对所述光纤通信系统的多个接收方的电信号分成多个群组，所述多个群组分别与所述多个接收方中的至少一个接收方相关联；

通过在时域中复用所述多个群组中的电信号而获得时域复用信号；

在频域中复用所述多个群组的所述时域复用信号，使得所述时域复用信号占据所述光纤通信系统的发送带宽的相应子频带；以及

将经频域复用的信号转换为模拟光信号以便传输。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

向所述多个接收方中的所述至少一个接收方发送控制信息，所述控制信息至少指示用于传输与所述至少一个接收方相关联的子频带中的模拟光信号的频域资源。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述控制信息进一步指示用于传输与所述至少一个接收方相关联的子频带中的模拟光信号的时域资源。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

获取与所述至少一个接收方相关联的频域信道信息；以及

利用所述频域信道信息对针对所述至少一个接收方的所述电信号进行频域信道预补偿。

5.根据权利要求4所述的方法，其中获取与所述至少一个接收方相关联的频域信道信息包括：

向所述至少一个接收方发送第一训练光信号，所述第一训练光信号占据与所述至少一个接收方相关联的子频带；

从所述至少一个接收方接收对所述第一训练光信号的反馈，所述反馈具有线性调制特性；以及

从所述反馈获取所述频域信道信息。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，进一步包括：

为所述电信号建立时域非线性映射，所述时域非线性映射指示所述电信号的测量强度与强度补偿量之间的映射关系；

将经频域复用的所述信号由频域变换到时域，以获得时域信号；以及

使用所述时域非线性映射对所述时域信号进行时域非线性预补偿。

7.根据权利要求6所述的方法，其中为所述电信号建立时域非线性映射包括：

向所述至少一个接收方发送多个第二训练光信号，所述多个第二训练光信号具有以预定步长进行变化的幅度并且占据与所述至少一个接收方相关联的一个子频带；

从所述至少一个接收方接收对所述多个第二训练光信号的反馈，所述反馈具有非线性调制特性；以及

基于所述反馈的所述非线性调制特性，建立所述时域非线性映射。

8.一种光纤通信系统中的信号处理的设备，包括：

群组划分单元，被配置为将针对所述光纤通信系统的多个接收方的电信号分成多个群组，所述多个群组分别与所述多个接收方中的至少一个接收方相关联；

时域复用单元，被配置为通过在时域中复用所述多个群组中的电信号而获得时域复用信号；

频域复用单元，被配置为在频域中复用所述多个群组的所述时域复用信号，使得所述时域复用信号占据所述光纤通信系统的发送带宽的相应子频带；以及

电光转换单元，被配置为将经频域复用的信号转换为模拟光信号以便传输。

9.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：

控制信息发送单元，被配置为向所述多个接收方中的所述至少一个接收方发送控制信息，所述控制信息至少指示用于传输与所述至少一个接收方相关联的子频带中的模拟光信号的频域资源。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述控制信息进一步指示用于传输与所述至少一个接收方相关联的子频带中的模拟光信号的时域资源。

11.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：

频域信道信息获取单元，被配置为获取与所述至少一个接收方相关联的频域信道信息；以及

频域信道预补偿单元，被配置为利用所述频域信道信息对针对所述至少一个接收方的所述电信号进行频域信道预补偿。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述频域信道信息获取单元被进一步配置为：

向所述至少一个接收方发送第一训练光信号，所述第一训练光信号占据与所述至少一个接收方相关联的子频带；

从所述至少一个接收方接收对所述第一训练光信号的反馈，所述反馈具有线性调制特性；以及

从所述反馈获取所述频域信道信息。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的设备，进一步包括：

映射建立单元，被配置为为所述电信号建立时域非线性映射，所述时域非线性映射指示所述电信号的测量强度与强度补偿量之间的映射关系；

频时变换单元，被配置为将经频域复用的所述信号由频域变换到时域，以获得时域信号；以及

时域预补偿单元，被配置为使用所述时域非线性映射对所述时域信号进行时域非线性预补偿。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述映射建立单元被进一步配置为：

向所述至少一个接收方发送多个第二训练光信号，所述多个第二训练光信号具有以预定步长进行变化的幅度并且占据与所述至少一个接收方相关联的共同子频带；

从所述至少一个接收方接收对所述多个第二训练光信号的反馈，所述反馈具有非线性调制特性；以及

基于所述反馈的所述非线性调制特性，建立所述时域非线性映射。