CN108028701B - 用于在多载波通信系统中的提高的频谱效率的系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了用于提高通信系统的频谱效率的系统、方法和装置。所述通信系统可以包括发送器、接收器、和在所述发送器与所述接收器之间通信数据的通信链路。所述发送器可以采用多载波技术来向所述接收器发送数据。所述发送器可以通过使用接收器侧梳发生器来生成多个载波信号，其中一个载波信号作为与调制载波信号组合的导频载波信号被通过光学链路发送至所述发送器。在所述接收器处，所述接收器侧梳发生器使用所述导频载波信号来生成多个接收器侧载波信号，所述多个接收器侧载波信号被用于检测所述调制载波信号。由于所述调制载波信号中的相位噪音与所述接收器侧载波信号中的相位噪音具有相同的特性，所以在所述接收器处消除了相位噪音，从而改善了检测。

Description

用于在多载波通信系统中的提高的频谱效率的系统

技术领域

本公开涉及通信网络领域，并且具体地涉及通信链路和系统。

背景技术

通信系统——诸如光学通信系统——包括用于通过通信链路通信数据的发送器和接收器。高频带数据传输通信系统通常采用高阶调制技术来向接收器发送数据。通信链路可能会将噪音和其它不期望的瑕疵引入到在发送器与接收器之间传输的数据中。

发明内容

根据一个方面，本公开中描述的主题涉及一种包括耦合至光学链路的光学发送器和光学接收器的光学收发器。该光学发送器包括发送器侧光梳发生器，该发送器侧光梳发生器被配置为生成多个发送器侧载波信号，该多个发送器侧载波信号在频率上间隔相等。光学发送器进一步包括调制器，该调制器被配置为对多个发送器侧载波信号的第一子集中的每个发送器侧载波信号上的数据进行调制以生成多个发送器侧调制载波信号。光学发送器配置为通过光学链路发送多个发送器侧调制载波信号和多个发送器侧载波信号的第二子集，其中，第二子集与第一子集不相交。光学接收器被配置为接收导频载波信号和多个接收到的调制载波信号。光学接收器包括接收器侧光梳发生器，该接收器侧光梳发生器被配置为利用导频载波信号来生成多个接收器侧载波信号，其中，多个接收器测载波信号在频率上间隔相等，并且其中，多个接收器侧载波信号中的每个接收器侧载波信号具有与多个接收到的调制载波信号中的一个接收到的调制载波信号相同的频率。光学接收器进一步包括多个光学混频器，每个光学混频器被配置为将多个接收器侧载波信号中的一个接收器侧载波信号与多个接收到的调制载波信号中的一个对应的接收到的调制载波信号混合以生成输出信号集合。光学接收器进一步包括解调器，该解调器被配置为对输出信号集合进行解调以生成输出数据。

根据另一方面，本文中描述的主题涉及一种耦合至光学链路并且通过该光学链路接收多个调制载波信号和调频载波信号的光学接收器。光学接收器包括接收器侧光梳发生器，该接收器侧光梳发生器被配置为利用导频载频信号来生成多个接收器侧载波信号，其中，多个接收器侧载波信号中的每个接收器侧载波信号具有与多个调制载波信号中的一个调制载波信号的载波频率相同的频率。光学接收器进一步包括：多个光学混频器，每个光学混频器配置为将多个接收器侧载波信号中的一个接收器侧载波信号与多个调制载波信号中的一个对应的调制载波信号混合以生成输出信号集合；以及解调器，该解调器被配置为对所述输出信号集合进行解调以生成输出数据。

根据另一方面，本文中描述的主题涉及一种用于通信光学信号的方法。该方法包括：通过光学链路接收多个调制载波信号。该方法进一步包括：通过光学链路接收未调制载波信号。该方法还包括：通过使用梳发生器来生成多个接收器侧载波信号，该梳发生器进而将未调制载波信号用作种子信号。该方法进一步包括：通过使用多个接收器侧载波信号来对多个调制载波信号进行解调。

根据另一方面，本文描述的主题涉及一种用于通过通信系统通信数据的方法，该通信系统包括通过通信链路进行通信的光学发送器和光学接收器。

在附图和下面的描述中阐述了在本说明书中描述的主题的一个或者多个实施方式的细节。本主题的其它特征、方面、和优点将根据说明书、附图、以及权利要求书而变得显而易见。要注意，下图的相对尺寸可能未按照比例绘制。

附图说明

图1示出了示例通信系统。

图2示出了另一示例通信系统。

图3是示例接收器的框图。

图4示出了图3所示的处理器的示例框图。

图5示出了由接收器——诸如图2所示的接收器——执行的示例过程的流程图。

各附图中类似的附图标记和名称指示类似的元件。

具体实施方式

可以按照多种方式中的任何一种来实现上面介绍的并且在下面更详细讨论的各种构思，因为所描述的构思不限于任何特定方式的实施方式。提供特定实施方式和应用的示例主要是为了说明目的。

图1示出了示例通信系统100。具体地，通信系统100包括通过通信链路106与第二收发器104进行通信的第一收发器102。第一收发器102和第二收发器104中的每一个可以耦合至它们相应的设备，诸如网络交换机、计算机、数据存储设备、网络接口卡、主机总线适配器等。第一收发器102和第二收发器104可以在它们相应的设备之间提供通信。在一些实施方式中，通信链路106可以包括有线或者无线通信链路。在一些实施方式中，通信链路106可以包括光学链路。

第一收发器102可以包括第一发送器108和第一接收器110。相似地，第二收发器104可以包括第二发送器112和第二接收器114。第一发送器108可以通过第一通信链路106与第二接收器114通信，而第二发送器112可以通过第二通信链路118与第一接收器110通信。在一些实施方式中，第一收发器102和第二收发器104可以通过带外链路通信。例如，第一收发器102可以通过第一带外通信链路120以及通过第二带外通信链路122与第二收发器104通信。在一些实施方式中，第一带外通信链路120和第二带外通信链路122可以用于通信与通信系统100相关联的管理数据。

在一些实施方式中，通信链路106可以是光学通信链路。例如，第一通信链路116和第二通信链路118可以包括用于携带光学信号的光纤。第一发送器108和第二发送器112分别可以包括用于发送表示分别通过通信链路116和118发送的数据的光学信号的电路系统。相似地，第一接收器110和第二接收器114可以包括用于接收和处理分别由第一发送器108和第二发送器112发送的光学信号以提取数据的电路系统。

通常以数据吞吐量除以用于发送该数据的带宽来描述通信系统的频谱效率。在一些实施方式中，可以通过使用多载波传输系统来提高通信系统的频谱效率。在多载波传输系统中，可以利用分开的数据流来单独地调制处于不同频率的多个载波并且将所述多个载波同时发送至接收器。通常，所述多个载波在频域上以规则的间隔隔开。在一些实施方式中，为了最小化在相邻载波之间的信道间干扰，使载波至少相隔在载波上发送的数据的波特率。在一些实施方式中，可以将信道分离维持为波特率或者低于波特率(也称为奈奎斯特(Nyquist)或者亚奈奎斯特间距)以进一步提高频谱效率。例如，可以使梳发生器生成的载波频率隔开亚奈奎斯特间距而不会使信道间干扰明显增加，所述梳发生器在维持载波信号的基本恒定的频率方面展现出良好的稳定性。然而，诸如噪音、色散和非线性的因素能够增加对信道分离能够被降低的程度的限制。下面在图2至图4中讨论的通信系统减轻了相位噪音对光学传输信号的影响，从而允许提高通信系统的频谱效率。

图2示出了另一示例通信系统200。具体地，通信系统200包括发送器202、接收器204、和将发送器202与接收器204可通信地连接起来的光学链路206。发送器202包括发送器侧梳发生器208、调制器210、和多路复用器212。接收器204可以包括解多路复用器214、解调器216、和接收器侧梳发生器218。如下面进一步详细讨论的，发送器侧梳发生器208生成多个间隔相等的光学载波信号，所述光学载波信号由调制器210调制。调制后的载波信号可以由多路复用器212多路复用到发射器光学信号220中以通过光学链路206发送。也可以将发送器侧梳发生器208生成的光学载波信号中的一个光学载波信号(称为“导频载波信号”)包括在发送器光学信号220中以通过光学链路206发送。在接收器204侧，导频载波信号被用于对接收器侧梳发生器218进行播种以生成具有与发送器侧梳发生器208生成的锁频光学信号相同频率集合的多个锁频光学信号。将接收器侧梳发生器218生成的光学信号馈入解调器216，所述解调器216利用这些光学信号来对接收到的调制载波信号进行解调。由于接收器侧梳发生器218使用的种子信号包括与接收到的载波信号相同的相位噪音，所以，在解调的信号中可以基本上消除该相位噪音。下面讨论发送器202和接收器204的附加细节。

发送器侧梳发生器208接收种子频率信号f_s作为输入并且生成多个间距相等的载波信号f₁–f_n。在一些实施方式中，可以通过使用单个激光源——诸如激光二极管——来提供种子频率信号。选择多个载波信号f₁–f_n中的一个或者多个作为待发送至接收器204端的导频信号，而不通过调制器210对该一个或者多个载波信号进行调制。例如，如图2所示，将载波信号f₁–f_n-1馈入调制器210，同时直接将载波信号f_n(“导频载波信号”)馈入多路复用器212，而不是馈入调制器210。要理解，可以将多个载波信号f₁–f_n中的任何一个载波信号不加调制地作为导频载波信号发送至多路复用器212以通过光学链路206发送。在一些实施方式中，发射器侧梳发生器208能够生成载波信号f₁–f_n并且将其馈入向调制器210的单个光导或光纤。在一些这样的实施方式中，可以利用解多路复用器来将载波频率分离到多个光纤上，每个光纤向调制器210提供载波信号。在一些实施方式中，可以通过使用诸如增益开关(直接调制的)激光二极管——诸如法布里-珀罗(Fabry-Perot)激光二极管——的外部注入的技术来实现发送器侧梳发生器208。在一些其它实施方式中，可以通过使用利用由单个主激光播种的多级参量混频器设计的技术来实现发送器侧梳发生器208。

调制器210可以包括利用数据信号来调制光学载波信号f₁–f_n-1的多个调制器。例如，每个调制器可以利用发送器202所接收到的n-1个数据信号中的一个数据信号来调制光学载波信号f₁–f_n-1中的每一个。因此，调制器210可以生成n-1个调制光学载波信号。n-1个数据信号可以表示待发送至接收器204的数据。在一些实施方式中，n-1个数据信号可以分别表示n-1个分开的且独立的数据流。在一些实施方式中，n-1个数据信号可以源自单个数据流。在一些实施方式中，n-1个数据信号中的至少两个数据信号可以表示相同的数据流。在一些实施方式中，光电调制器——诸如例如马赫-任德(Mach-Zehnder)调制器(MZM)——可以用于利用数据信号来调制每个载波信号f₁–f_n-1。在一些其它实施方式中，调制器210可以包括基于共振环振荡器的调制器、或者任何其它合适的光学或者光电调制器。在一些实施方式中，也可以利用除了光电调制器之外的调制器，诸如但不限于声光调制器、磁光调制器、光机调制器、热光调制器、或者其组合。在一些实施方式中，调制器210可以利诸如正交调幅(QAM)和相移键控(PSK)的技术来调制载波信号。

多路复用器212可以对调制器210所提供的n-1个调制光学载波信号进行多路复用，并且将未调制的导频载波信号f_n多路复用到单个发送器光学信号220中，通过光学链路206将该单个发送器光学信号220发送到接收器204。在一些实施方式中，可以通过使用光学信号组合器来实现多路复用器212，该光学信号组合器将n-1个调制的信号与导频载波信号f_n组合成发送器光学信号220以通过光学链路206发送。

在一些实施方式中，组合器可以是二色波组合器，其将不同频率的光学信号组合成单个光束。在一些实施方式中，可以利用光分插复用器来将n-1个调制载波信号和导频载波信号组合成发送器光学信号220。在一些实施方式中，可以将两个或者更多个光学信号组合成单个光学信号的任何设备都可以用于实现组合器。在一些实施方式中，组合器可以包括滤波器以选择性地将输入的光学信号的频谱的一部分进行组合来生成组合式光学信号。

光学链路206可以与上面关于图1描述的通信链路106相似。在一些实施方式中，可以通过使用光纤——诸如单模光纤(SMF)、多模光纤(MMF)等——来实现光学链路206。在一些实施方式中，光学链路206可能会在通过该光学链路206发送的光学信号中引入不期望的信号损失、非线性效应、和色散。具体地，光学链路206可能会在调制载波信号和未调制的导频载波信号f_n中引入非线性相位噪音。由于发送器光学信号220和导频载波信号二者是通过相同的光学链路206发送的，所以引入调制载波信号中的非线性相位噪音能够具有与引入未调制的导频载波信号f_n中的非线性相位噪音基本相同的特性。

在接收器204处接收通过光学链路206发送的发送器光学信号220以作为接收到的光学信号222。解多路复用器214将接收到的光学信号222解多路复用为n-1个调制的光学载波信号和导频载波信号f’_n。解多路复用器214所利用的解多路复用技术可以补充在发送器202处使用的多路复用技术以对调制载波信号和未调制的导频载波信号进行多路复用(例如，通过图2中所示的多路复用器212)。在一些实施方式中，可以利用阵列式波导光栅(AWG)来对接收到的光学信号222进行解多路复用。在一些其它实施方式中，可以利用可重配置光分插解复用器来对信号进行解多路复用。在一些实施方式中，可以利用光分路器来分离接收到的调制信号和导频载波信号。可以将解多路复用的n-1个调制光学载波信号提供至解调器216，同时可以将解多路复用后的导频载波信号f’_n提供至接收器侧梳发生器218。

接收器侧梳发生器218可以与图2所示的发送器侧梳发生器208相似，相似之处在于，接收器侧梳发生器218生成具有与发送器侧梳发生器208生成的光学载波信号相同的频率集合的光学载波信号。然而，接收器侧梳发生器218通过将接收到的导频载波信号f’_n用作种子光学信号来生成光学载波信号集合。具体地，接收器侧梳发生器218通过使用导频载波信号f’_n来至少生成接收器载波信号F₁-F_n-1的集合。接收器载波信号F₁-F_n-1具有分别等于发送器侧梳发生器208生成的载波信号f₁–f_n-1的频率的频率。进一步的，接收器侧梳发生器218生成的载波信号F₁-F_n-1的集合具有与接收到的导频载波信号f’_n相同的相位噪音特性。

解调器216接收来自解多路复用器214的n-1个调制载波信号和来自接收器侧梳发生器218的载波信号F₁–F_n-1。在一些实施方式中，解调器216可以利用相干检测技术来检测和解调接收到的调制载波信号。与仅仅能检测到调制光学信号的振幅的直接检测技术相比，相干检测技术允许检测到调制光学信号的振幅和相位二者。在相干检测中，有关调制光学信号的相位的附加信息允许改善调制光学信号的恢复。下面关于图3来讨论这样的接收器的一个示例。

图3示出了示例解调器300的功能框图。解调器300可以用于在例如图1所示的接收器110和114中实现解调器。解调器300还可以用于实现图2所示的解调器216。具体地，解调器300包括多个光学混频器H₁–H_n-1、和多个处理器P₁–P_n-1。解调器300可以接收解多路复用的n-1个调制载波信号：来自解多路复用器302的M₁–M_n-1。解多路复用器302可以与图2所示的解多路复用器214相似。

在接收器侧梳发生器218配置为按照多路复用的方式输出载波信号F₁–F_n-1的一些实施方式中，可以利用载波解多路复用器304。载波解多路复用器304可以接收来自梳发生器——诸如图2所示的接收器侧梳发生器218——的多路复用的梳载波信号F₁–F_n-1，并且可以对这些载波信号进行解多路复用来输出解多路复用的载波信号F₁–F_n-1。可以通过使用补充接收器侧梳发生器218用来生成载波信号F₁-F_n-1的多路复用技术的任何合适的技术来实现载波解多路复用器304。在一些实施方式中，可以通过使用AWG来实现载波解多路复用器304。在接收器侧梳发生器218在分开的光纤上生成载波信号F₁–F_n-1的一些其它实施方式中，可能不需要载波解多路复用器304。

将解多路复用器302和载波解多路复用器304的输出提供至多个光学混频器H₁–H_n-1。例如，将第一调制载波信号M1和第一载波信号F1提供至第一光学混频器H1，将第二调制载波信号MM₂和第二载波信号F₂提供至第一光学混频器H₂，以此类推。每个光学混频器H₁–H_n-1将调制载波信号与相应的梳生成的载波信号混合以确定调制载波信号的振幅和相位。具体地，可以用调制载波信号和梳生成的载波信号的实部之和和实部之差来表示光学混频器所生成的四个光学输出信号中的两个光学输出信号，并且可以用调制载波信号和梳生成的载波信号的虚部之和和虚部之差来表示光学混频器生成的四个输出信号中的剩下两个输出信号。由于调制载波信号和梳生成的载波信号二者的相位噪音特性相同，所以在生成输出信号时光学混频器的混合操作会消除相位噪音，如下面详细讨论的。将光学混频器H₁–H_n-1生成的输出信号提供至处理器P₁–P_n-1，该处理器P₁–P_n-1对接收到的信号进行处理以生成数据。在一些实施方式中，可以通过使用光学混合——诸如90°光学混合或者180°光学混合——来实现光学混频器。

在一些实施方式中，在接收器204处接收到的调制载波信号(诸如，发送器202发送的并且通过光学链路206在接收器204处接收到的n-1个调制载波信号中的任何一个调制载波信号)可以具有相位噪音φ_M，例如，通过以下等式来表示该相位噪音φ_M：

φ_M＝φ_TX，LW+φ_TX，F+φ_NL (1)

其中，φ_TX，LW表示线宽相位噪音分量，φ_TX，F表示频率依变相位噪音分量(其部分地是光源的频率稳定性的函数，并且通常在频率梳中对其进行改善)，并且φ_NL表示非线性相位噪音分量。线宽相位噪音分量φ_TX，LW和频率依变相位噪音分量φ_TX，F通常与发送器侧梳发生器208和用于对发送器侧梳发生器208播种的激光相关联。非线性相位噪音分量φ_NL通常与通过光学链路206引入的非线性相位噪音相关联。

如上面提及的，接收器侧梳发生器218基于通过光学链路206接收到的导频载波信号f’_n来生成载波信号F₁–F_n-1。由于导频载波信号f’_n也由相同的激光和梳发生器(发送器侧梳发生器208)生成作为n-1个调制载波信号的载波信号，所以导频载波信号的相位噪音φ_P具有与在接收器204处接收到的调制载波信号的相位噪音相同的噪音分量。接收器侧梳发生器218将接收到的导频载波信号f’_n用作生成载波信号F₁–F_n-1的种子。假设用φ_comb-process表示由接收器侧梳发生器218的梳生成过程引入的相位噪音，则可以例如通过以下等式来表示与载波信号F₁–F_n-1相关联的相位噪音φ_RX-CARRIER。

φ_RX-CARRIER＝φ_TX，LW+φ_TX，F+φ_NL+φ_comb-process (2)

不同的梳生成过程可以具有与之相关联的不同相位噪音φ_comb-process。例如，与利用增益开关激光二极管的外部注入的过程相关联的相位噪音可以不同于利用由单个主激光播种的多级参量混频器设计来生成梳频率的过程相关联的相位噪音。

在解调器216处，光学混频器H₁–H_n-1将载波信号F₁–F_n-1与它们对应的调制载波信号M₁–M_n-1混合。可以通过例如以下等式来表达光学混频器H₁–H_n-1的输出信号中的相位噪音φ_mixer：

φ_mixer＝φ_M-φ_RX-CARRIER (3)

φ_mixer＝φ_TX，LW+φ_TX，F+φ_NL-φ_TX，LW-φ_TX，F-φ_NL-φ_comb-process (4)

φ_mixer≈-φ_comb-process (5)

由于相位噪音项φ_TX，LW、φ_TX，F和φ_NL是相关的，所以这些相位噪音项中的大多数抵消，导致混频器输出处的相位噪音φ_mixer大致等于由梳生成过程引入的相位噪音φ_comb-process。

相反，在接收器侧梳发生器218不基于从发送器202接收到的导频载波信号F_n而是基于本地生成的种子信号来生成载波频率F₁–F_n-1时，由此产生的在混频器H₁–H_n-1的输出信号中的相位噪音可以相对较大。例如，可以通过以下等式来表达与接收器侧梳发生器218通过使用本地生成的种子信号生成的载波频率F₁–F_n-1中的任何一个载波频率相关联的相位噪音φ′_RX-CARRIER：

φ′_RX-CARRIER＝φ_RX，LW+φ_RX，F+φ_comb-process (6)

其中，等式(6)中的φ_RX，LW和φ_RX，F分别表示线宽相位噪音分量和频率依变相位噪音分量，它们与激光和接收器侧梳发生器218相关联。因此，可以，例如通过以下等式来表达在混频器H₁–H_n-1的输出处的相位噪音φ′_mixer。

φ′_mixer＝φ_M-φ′_RX-CARRIER (7)

φ′_mixer＝φ_TX，LW+φ_TX，F+φ_NL-φ_RX，LW-φ_RX，F-φ_comb-process (8)

由于相位噪音项φ_TX，LW和φ_TX，F与发送器侧激光和梳发生器208相关联，所以这些噪音项与相位噪音项φ_RX，LW和φ_RX，F无关，所述相位噪音项φ_RX，LW和φ_RX，F与接收器侧激光和梳发生器218相关联。因此，与等式(4)不同，在等式(8)中这些相位项将不会抵消。相反，这些相位噪音项会导致相位噪音φ′_mixer的变化增加(与等式(5)所示的相位噪音φ_mixer相比)。因此，将等式(8)与等式(5)相比，可以看出，当接收器侧梳发生器218将从发送器202接收的导频载波信号f’_n用作种子信号时在混频器H₁–H_n-1的输出处的净相位噪音比当接收器侧梳发生器218使用本地生成的种子信号时的净相位噪音更小。由此产生的相位噪音的改善可以改善解调信号的信号质量，并且又会改善从解调信号生成的数据的误码率。

图4示出了如图3所示的处理器P₁的示例框图。具体地，处理器P₁包括光检测器模块402、模数转换器(ADC)404、数字信号处理器(DSP)406、和前向纠错模块(FEC)408。图3所示的处理器P₂–P_n-1中剩余的处理器可以与图4所示的处理器P₁相似。光检测器模块402包括将混合混频器输出的光学信号转换为电信号的至少两个平衡光检测器。光检测器模块402生成的电信号被ADC模块404数字化并且被提供至DSP 406。DSP 406通过使用补充在发送器202处使用的调制方案的解调算法来处理和解调从ADC模块404接收到的数字化的信号。在一些实施方式中，DSP 406可以进一步处理数字信号以在解调之前补偿色散的影响。在一些实施方式中，DSP 406可以执行附加的滤波操作，该附加的滤波操作可能是有效生成发送器202发送的数据所需要的。

在一些实施方式中，为了控制数据发送中的误差，发送器202可以对意图用于传输的数据进行编码。例如，发送器202可以利用前向纠错(FEC)代码——诸如块码或者卷积码——对待发送的数据进行编码。在一些这样的实施方式中，DSP 406的输出也可包括编码数据。FEC模块408可以通过使用用于对发送的数据进行编码的特定FEC代码来对编码数据进行解码以检测任何错误。

再次参照图2，在一些实施方式中，可以将接收器侧梳发生器218生成的载波信号中的一个发送至发送器202侧，以用作接收器侧梳发生器208的种子信号f_s。在一些实施方式中，利用发射器侧梳发生器208和接收器侧梳发生器218中的每一个生成的载波来对接收器侧梳发生器208和接收器侧梳发生器218中的另一个进行播种可以改善这些梳发生器生成的载波的同步。该同步进一步改善了在发送器202处的光学信号的恢复，并且允许进一步减少载波分离，从而改善通信系统的频谱效率。在光学网络包括多个光学链路的一些实施方式中，可以使与多个光学链路中的每个光学链路相关联的发送器-接收器对同步。例如，在一些实施方式中，在光学网络中的一个网络节点处的收发器能够包括与在光学网络中的第二节点处的上行链路发送器同步的接收器，并且包括与在第二节点处的下行链路接收器同步的发送器。相似地，可以使在其它节点对之间的光学连接同步。如上面提及的，光学链路上的同步可以改善光学链路的频谱效率。对于光学网络，该光学网络内的多个链路的同步可以改善光学网络的整体频谱效率，由此提供增加光学网络的带宽的空间。

图5示出了由接收器——诸如图2所示的接收器204——执行的示例过程500的流程图。该过程包括：通过光学链路接收多个调制载波信号(阶段502)，通过光学链路接收未调制的载波信号(阶段504)，使用梳发生器来生成多个接收器侧载波信号(阶段506)——所述梳发生器进而将未调制的载波信号用作种子信号，以及通过使用多个接收器侧载波信号来对多个调制载波信号进行解调(阶段508)。

过程500包括：通过光学链路接收多个调制载波信号(阶段502)。上面已经参照图2讨论了该过程阶段。例如，图2示出了解多路复用器214通过光学链路206接收多路复用的接收到的光学信号222。多路复用的接收到的光学信号222包括由调制器210在发送器202处调制的n-1个调制载频信号。过程500进一步包括：通过光学链路接收未调制的载波信号(阶段504)。上面已经关于图2讨论了该过程阶段的一个示例。例如，如图2所示，接收器204接收所接收到的光学信号222，该接收到的光学信号222包括未调制的载波信号f’_n。

过程500进一步包括：通过使用梳发生器来生成多个接收器侧载波信号，该梳发生器进而将未调制载波信号用作种子信号(阶段506)。如上面相对图2所讨论的，接收器侧梳发生器218通过将接收到的未调制载波信号f’_n用作种子信号来生成接收器载波信号F₁–F_n-1。过程500还包括：通过使用多个接收器侧载波信号来对多个调制载波信号进行解调(阶段508)。上面已经关于图3讨论了该过程的一个示例。例如，图3所示的解调器300通过使用由接收器侧梳发生器生成的接收器载波信号F₁–F_n-1来解调每个调制载波信号M₁–M_n-1。解调器对解调的信号进行处理以生成输出数据。

本领域的技术人员可以容易地想到对本公开中描述的实施方式的各种修改，并且在不脱离本公开的精神或者范围的情况下，本文限定的通用原理也可以适用于其它实施方式。因此，本公开不旨在局限于本文显示的实施方式，而是旨在获得与本文所公开的本公开、原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (13)

1.一种光学收发器，包括：

耦合至光学链路的光学发送器，包括：

发送器侧光梳发生器，所述发送器侧光梳发生器被配置为生成多个发送器侧载波信号，所述多个发送器侧载波信号在频率上间隔相等，其中：

任何两个相邻发送器侧载波信号之间的频率间隔小于用于对多个发送器侧调制载波信号中的每个发送器侧调制载波信号进行调制的数据的波特率，以及

所述发送器侧光梳发生器使用从远程收发器接收到的第一导频载波信号来生成所述多个发送器侧载波信号，所述多个发送器侧调制载波信号被发送至所述远程收发器，

调制器，所述调制器被配置为将数据调制在使用所述第一导频载波信号生成的所述多个发送器侧载波信号的第一子集中的每个发送器侧载波信号上以生成所述多个发送器侧调制载波信号，

其中，所述发送器被配置为通过所述光学链路发送所述多个发送器侧调制载波信号和所述多个发送器侧载波信号的第二子集，其中，所述第二子集与所述第一子集不相交；

光学接收器，所述光学接收器耦合至所述光学链路，所述光学接收器被配置为接收第二导频载波信号和多个接收到的调制载波信号，所述光学接收器包括：

接收器侧光梳发生器，所述接收器侧光梳发生器被配置为利用所述第二导频载波信号来生成多个接收器侧载波信号，

其中，所述多个接收器测载波信号在频率上间隔相等，以及

所述多个接收器侧载波信号中的每个接收器侧载波信号具有与所述多个接收到的调制载波信号中的一个接收到的调制载波信号相同的频率，多个光学混频器，每个光学混频器被配置为将所述多个接收器侧载波信号中的一个接收器侧载波信号与所述多个接收到的调制载波信号中的一个对应的接收到的调制载波信号混合以生成输出信号集合，以及

解调器，所述解调器被配置为基于输出信号的相应幅度和相位对所述输出信号集合进行解调以生成输出数据。

2.根据权利要求1所述的光学收发器，其中，所述光学发送器进一步包括多路复用器，所述多路复用器被配置为通过所述光学链路将所述多个发送器侧调制载波信号和所述多个发送器侧载波信号的所述第二子集进行多路复用。

3.根据权利要求1所述的光学收发器，其中，所述光学接收器进一步包括：用于对所述第二导频载波信号和所述多个接收到的调制载波信号进行解多路复用的解多路复用器。

4.根据权利要求1所述的光学收发器，其中，所述解调器进一步被配置为将所述输出信号集合数字化并且对所数字化的输出信号集合进行处理以供在解调之前进行色散补偿。

5.一种光学接收器，所述光学接收器耦合至光学链路并且通过所述光学链路接收多个调制载波信号和导频载波信号，所述光学接收器包括：

接收器侧光梳发生器，所述接收器侧光梳发生器被配置为利用所述导频载波信号来生成多个接收器侧载波信号，每个接收器侧载波信号具有与相应的经调制的接收到的调制载波信号相同的频率，其中任何两个相邻接收器侧载波信号之间的频率间隔小于被用于对所述多个调制载波信号中的每个调制载波信号进行调制的数据的波特率；其中，所述多个接收器侧载波信号中的每个接收器侧载波信号具有与所述多个调制载波信号中的一个调制载波信号的载波频率相同的频率，

多个光学混频器，每个光学混频器被配置为将所述多个接收器侧载波信号中的一个接收器侧载波信号与所述多个调制载波信号中的一个对应的调制载波信号混合以生成输出信号集合，

解调器，所述解调器被配置为基于输出信号的相应幅度和相位对所述输出信号集合进行解调以生成输出数据；以及

发送器，所述发送器用于将所述接收器侧载波信号中的一个接收器侧载波信号作为第二导频载波信号发送至发送所述调制载波信号的远程发送器。

6.根据权利要求5所述的光学接收器，进一步包括用于对所述多个调制载波信号进行解多路复用的解多路复用器。

7.根据权利要求5所述的光学接收器，进一步包括用于对所述接收器侧光梳发生器所生成的所述多个接收器侧载波信号进行解多路复用的载波信号解多路复用器。

8.根据权利要求5所述的光学接收器，其中，所述解调器进一步被配置为对所述输出信号集合进行处理以供在解调之前进行色散补偿。

9.一种用于通信光学信号的方法，包括：

通过光学链路接收多个调制载波信号；

通过所述光学链路接收未调制载波信号；

通过使用梳发生器来生成多个接收器侧载波信号，所述梳发生器进而将所述未调制载波信号用作种子信号，其中：

任何两个相邻发送器侧载波信号之间的频率间隔小于用于对所述多个调制载波信号中的每个调制载波信号进行调制的数据的波特率；

基于相应调制载波信号的相应幅度和相位通过使用所述多个接收器侧载波信号来对所述多个调制载波信号进行解调；以及

将所生成的接收器侧载波信号中的一个所生成的接收器侧载波信号光通信至远程发送器以供所述远程发送器用作对发送器侧梳发生器的种子信号，所述调制载波信号是从所述远程发送器接收的。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，通过光学链路接收多个调制载波信号包括：接收在频率上间隔相等的所述多个调制载波信号。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，通过使用梳发生器来生成多个接收器侧载波信号包括：生成所述多个接收器侧载波信号，使得所述多个接收器侧载波信号中的每个接收器侧载波信号具有与所述多个调制载波信号中的一个调制载波信号相同的频率。

12.根据权利要求9所述的方法，进一步包括对所述梳发生器所生成的所述多个接收器侧载波信号进行解多路复用。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，通过使用所述多个接收器侧载波信号来对所述多个调制载波信号进行解调包括：通过使用光学混频器来将所述多个调制载波信号中的每个调制载波信号与所述多个接收器侧载波信号中的一个对应的接收器侧载波信号混合。

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