CN109565336B - 光数据编码方法和光发射器 - Google Patents

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Abstract

一种光学数据编码方法至少包括以下步骤：选择包括X偏振星座格式和Y偏振星座格式的调制方案，该X偏振星座格式具有具备与预定相位角相对应的圆形网格的第一振幅环和第二振幅环，并且该Y偏振星座格式具有具备与所述预定相位角相对应的所述圆形网格的所述第一振幅环和第二振幅环，在所述X偏振星座格式上将所述码元的第一部分设置在所述第一振幅环的第一圆形网格上，并且在所述Y偏振星座格式上将所述码元的第二部分设置在所述第二振幅环的第二圆形网格上。

Description

光数据编码方法和光发射器
技术领域
本发明涉及光信号发射器和光通信系统，以及生成调制代码的方法，并且更具体地，用于利用恒定模量格式进行相干光通信的光信号发射器和光通信系统，以及基于恒定模量格式生成多个调制代码的方法。
背景技术
在光通信中，随着光通信的数据速率增加，因设计了足够的Euclidian距离，使用诸如正交振幅调制(QAM)格式(包括8QAM、16QAM、64QAM、256QAM、1024QAM等)的复杂调制格式。然而，这些调制格式通常根据码元而引起信号功率变化，并且可能通过光纤非线性引起信道信号以及其它波分复用信道的相位噪声。相移键控(PSK)调制格式提供恒定模量，恒定模量在每个码元定时提供恒定信号功率。然而，与QAM格式相比，PSK调制格式在较高的误码率(BER)方面表现不佳，因为PSK调制格式基于比QAM格式短的Euclidian距离。
如果QAM格式与PSK调制格式的某些特性在不失去其优势的情况下正确组合和应用，那么将会导致较低的BER、较高的数据速率、较长的光纤距离以及较高的光谱密度。因此，需要提供足够的Euclidian距离并且每码元的信号功率变化较小的其它编码调制方案。
发明内容
一些实施方式基于这样认识，即，一种利用与存储器通信的处理器根据码元生成光数据代码的光数据编码方法改进了低BER、数据速率、光纤距离以及光谱密度。所述光数据编码方法包括以下步骤：选择包括X偏振星座格式和Y偏振星座格式的调制方案，X偏振星座格式具有具备与预定相位角相对应的圆形网格的第一振幅环和第二振幅环，并且Y偏振星座格式具有具备与所述预定相位角相对应的圆形网格的第一振幅环和第二振幅环；在X偏振星座格式上，将所述码元的第一部分设置在第一振幅环上的第一圆形网格上；在Y偏振星座格式上，将所述码元的第二部分设置在第二振幅环上的第二圆形网格上；利用指示第一振幅值的第一振幅环和指示第一相位角的第一圆形网格，将所述码元的第一部分编码成光学数据代码的第一子集；以及利用指示第二振幅值的第二振幅环和指示第二相位角的第二圆形网格，将所述码元的第二部分编码成所述光学数据代码的第二子集。
另一实施方式公开了一种非暂时性计算机可读记录介质。所述记录介质存储有将由处理器执行的、用于将码元编码成光信号数据的程序。所述程序使所述处理器执行以下步骤：选择包括X偏振星座格式和Y偏振星座格式的调制方案，X偏振星座格式具有具备与预定相位角相对应的圆形网格的第一振幅环和第二振幅环，并且Y偏振星座格式具有具备与所述预定相位角相对应的所述圆形网格的所述第一振幅环和第二振幅环；在所述X偏振星座格式上，将码元的第一部分设置在第一振幅环的第一圆形网格上；在所述Y偏振星座格式上，将所述码元的第二部分设置在第二振幅环的第二圆形网格上；利用指示第一振幅值的第一振幅环和指示第一相位角的第一圆形网格，将所述码元的第一部分编码成光学数据代码的第一子集；以及利用指示第二振幅值的第二振幅环和指示第二相位角的第二圆形网格，将所述码元的第二部分编码成光学数据代码的第二子集。
另一实施方式公开了一种光发射器，该光发射器包括：编码器装置，该编码器装置被配置成生成并发送第一调制信号和第二调制信号，其中，所述编码器装置基于利用光学数据编码方法生成的光学数据代码，生成所述第一调制信号和所述第二调制信号；连续波(CW)光源，该连续波光源被配置成发射CW光信号；偏振分束器，该偏振分束器被配置成将所述CW光源的CW光信号分成所述CW光信号的第一部分和第二部分；第一调制器，该第一调制器连接至所述编码器装置，其中，所述第一调制器接收并调制所述CW光信号的第一部分，以根据第一调制信号生成第一调制光载波信号；第二调制器，该第二调制器连接至所述编码器装置，其中，所述第二调制器接收并调制所述CW光信号的第二部分，以根据第二调制信号生成第二调制光载波信号；以及光束组合器，该光束组合器被配置成，组合第一调制光载波信号和第二调制光载波信号，以生成并发送调制光载波信号，其中，所述光学数据编码方法包括以下步骤：选择包括X偏振星座格式和Y偏振星座格式的调制方案，X偏振星座格式具有具备与预定相位角相对应的圆形网格的第一振幅环和第二振幅环，并且Y偏振星座格式具有具备与所述预定相位角相对应的所述圆形网格的所述第一振幅环和第二振幅环；在所述X偏振星座格式上，将所述码元的第一部分设置在第一振幅环上的第一圆形网格上；在所述Y偏振星座格式上，将所述码元的第二部分设置在第二振幅环上的第二圆形网格上；利用指示第一振幅值的第一振幅环和指示第一相位角的第一圆形网格，将所述码元的第一部分编码成光学数据代码的第一子集；以及利用指示第二振幅值的第二振幅环和指示第二相位角的第二圆形网格，将所述码元的第二部分编码成光学数据代码的第二子集。
附图说明
图1示出了包括光信号发射器和光信号接收器的光通信系统。
图2A示出了4D-2A8PSK调制格式的星座。
图2B示出了4D-2A8PSK调制格式的星座。
图3A示出了5比特/码元调制格式的映射规则的概要。
图3B示出了6比特/码元调制格式的映射规则的概要。
图3C示出了7比特/码元调制格式的映射规则的概要。
图4A示出了5比特/码元调制格式的示例。
图4B示出了5比特/码元调制格式的示例。
图5A示出了6比特/码元调制格式的示例。
图5B示出了6比特/码元调制格式的示例。
图6A示出了7比特/码元调制格式的示例。
图6B示出了7比特/码元调制格式的示例。
图7A示出了5B4D-2A8PSK的斯托克斯空间表示。
图7B示出了7B4D-2A8PSK的斯托克斯空间表示。
图8示出了四维调制的示例。
图9示出了八维调制的示例。
图10示出了时间混合四维调制的示例。
图11A示出了7比特8维Grassmann 2AQPSK格式的示例。
图11B示出了6比特8维Grassmann 2AQPSK格式的示例。
图12A是7b8D调制的跨度损失预算的示例。
图12B是三种类型的5比特/码元格式。
图13示出了三种类型的7比特/码元格式和DP-16QAM。
图14示出了通信距离与针对不同码元/比特的比特数之间的关系。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的各种实施方式进行描述。应注意，附图未按比例绘制，相似结构或功能的部件贯穿所有附图由相同标号表示。还应注意，附图仅旨在便于描述本发明的具体实施方式。它们不旨在作为对本发明的详尽描述或作为对本发明范围的限制。另外，结合本发明特定实施方式描述的方面不必限于该实施方式，而是可以在本发明的任何其它实施方式中具体实践。
图1示出了包括光信号发射器和光信号接收器的光通信系统；
一些实施方式基于这样的认识，即，四维2进制振幅8进制相移键控(4D-2A8PSK：four-dimensional 2-ary amplitude 8-ary phase-shift keying)代码有利于生成用于相干光通信的恒定模量4D代码。
相干光通信系统
图1示出了根据本发明一些实施方式的光通信系统100，光通信系统100包括光信号发射器200和光信号接收器400。连接至光信号发射器200和光信号接收器400的光纤300也在图中示出。
光信号发射器200包括：诸如激光二极管的连续波光载波源10(CW 10)、编码器装置20、偏振分束器30、x偏振调制器210、y偏振调制器220以及偏振光束组合器50。
x偏振调制器210包括：第一调制器230；第二调制器240；波导Sx、Sx1、Sx1’、Sx2、Sx2’以及Sx'；以及设置在波导Sx2'中的π/2相移器40。
y偏振调制器220包括：第三调制器250；第四调制器260；波导Sy、Sy1、Sy1’、Sy2、Sy2'、Sy'；以及设置在波导Sy2’中的π/2滤波器45。
该第一、第二、第三及第四调制器230、240、250及260可以由Mach-Zenhder干涉仪、可变光衰减器、相位调制器等构成。
编码器装置20包括：纠错电路25、编码电路26以及驱动器电路27、连接至处理器(未示出)的存储器(未示出)和可与编码器装置20外部的数据存储装置或数据通信线缆连接的输入/输出(I/O)部分(未示出)。当需要将编码器装置20的编码格式改变成新的编码格式时，可以经由I/O部分将新程序引入编码器装置20，使得更新用于光信号调制的编码器装置20的编码格式，并且光发射器200发送根据新编码格式调制的光载波信号。该I/O部分和存储器可以与编码器装置20分开地设置在光发射器200中。
当经由数据总线S0接收数据集时，编码器装置20利用纠错电路25和编码电路26执行用于根据预定调制格式方案生成具有预定纠错的编码数据集的数据处理。接连地，驱动器电路27将编码数据集的调制驱动器信号分别发送至第一调制器230、第二调制器240、第四调制器250以及第五调制器260。在这种情况下，根据本发明的一些实施方式，该预定调制格式方案可以是5比特/码元调制格式、6比特/码元调制格式、7比特/码元调制格式，或者是基于4D-2A8PSK调制格式方案的时间混合4维调制格式。
下面将提供有关五比特码元调制格式、六比特码元调制格式、七比特码元调制格式以及基于4D-2A8PSK调制格式方案的时间混合四维调制格式的描述。
CW 10生成光载波并将其经由连接CW和偏振分束器30的波导CWS发送至偏振分束器30。偏振分束器30将光载波分成X偏振载波和Y偏振载波。
X偏振载波被引导通过波导Sx并经由波导Sx1和Sx2分离成第一X偏振载波和第二X偏振载波。经由波导Sx1和Sx2，第一X偏振载波被引入第一调制器230并且第二X偏振载波被引入第二调制器240。根据从编码器装置20的驱动器电路27提供的调制驱动器信号，第一X偏振载波由第一调制器230调制，而第二X偏振载波由第二调制器240调制，从而得到调制第一X偏振载波和调制第二X偏振载波。
在这种情况下，根据来自编码器装置20的调制驱动器信号，调制第一X偏振载波的振幅和调制第二X偏振载波的振幅被设置为不同。例如，当调制第一X偏振载波的振幅小于预定振幅时，调制第二X偏振载波的振幅大于该预定振幅。该过程使得可以针对调制第一X偏振载波与调制第二X偏振载波的和生成近似恒定的功率。
在通过π/2滤波器40之后，调制第二X偏振载波与调制第一X偏振载波合并，从而得到合并调制X偏振载波。
Y偏振载波被引导通过波导Sy并经由波导Sy1和Sy2分离成第一Y偏振载波和第二Y偏振载波。经由波导Sy1和Sy2，第一Y偏振载波被引入第三调制器250并且第二Y偏振载波被引入第四调制器260。根据从编码器装置20的驱动器电路27提供的调制驱动器信号，第一Y偏振载波由第三调制器250调制，而第二Y偏振载波由第四调制器260调制，从而得到调制第一Y偏振载波和调制第二Y偏振载波。
在这种情况下，根据来自编码器装置20的调制驱动器信号，调制第一Y偏振载波的振幅和调制第二Y偏振载波的振幅被设置为不同。例如，当调制第一Y偏振载波的振幅小于预定振幅时，调制第二Y偏振载波的振幅大于该预定振幅。
该过程使得可以针对调制第一Y偏振载波与调制第二Y偏振载波的和生成近似恒定的功率。
在通过π/2滤波器45之后，调制第二Y偏振载波与调制第一Y偏振载波合并，从而得到合并调制Y偏振载波。
合并调制X偏振载波和合并调制Y偏振载波在偏振光束组合器50处组合，从而得到光载波信号。光载波信号经由光纤300传播。
因此，由于调制第一X偏振载波与调制第二X偏振载波的和是近似恒定的功率，并且调制第一Y偏振载波与调制第二Y偏振载波的和是近似恒定的功率，因而，从光信号发射器200发送的光载波信号变为近似恒定的功率。这对于相干光通信系统来说可能是实质性的优点，因为可避免在光纤中传播时的潜在非线性效应。
光信号接收器400包括：偏振分束器410、本机振荡器激光器420(LD 420)、X偏振接收器430、Y偏振接收器440、模拟/数字(A/D)转换器450、数字信号处理器460以及纠错-解码器470。
当经由光纤300接收光载波信号时，光信号接收器400利用X和Y偏振接收器430和440、A/D转换器450、DSP 460以及解码器470对该光载波信号执行信号处理，生成解码数据并将其经由数据总线S5输出。
光载波信号被偏振分束器410分成X偏振接收载波和Y偏振接收载波，并且分别经由波导Sxx和Syy被引入X偏振接收器430和Y偏振接收器440。LD经由波导Ls1和Ls2将基准光信号发送至X偏振接收器430和Y偏振接收器440。
X偏振接收器430包括第一光混合电路431和一组光电二极管432。X偏振接收器430利用第一光混合电路431和该组光电二极管432将X偏振接收载波转换成第一同相信号和第一正交(quadra-phase)信号，并将该信号发送至A/D转换器460。
Y偏振接收器440包括第三光混合电路441和一组光电二极管442。Y偏振接收器440利用第二光混合电路441和该组光电二极管442将Y偏振接收载波转换成第二同相信号和第二正交信号，并将该信号发送至A/D转换器460。
在从Y和X偏振接收器430和440接收到第一和第二同相信号以及第一和第二正交相位信号时，A/D转换器450将第一和第二同相信号以及第一和第二正交信号转换成第一和第二同相数字信号以及第一和第二正交数字信号，并经由总线S3将相应数字信号发送至DSP 460。
具有自适应均衡器(未示出)的DSP 460执行数字信号处理，以根据编码器装置20的编码格式对相应数字信号进行解码，并将解码数字信号发送至纠错解码器470。DSP 450的自适应均衡器可以应用于从光信号发射器200发送的信号。
在接收到解码数字信号时，纠错解码器470基于在光发射器200中的编码器装置20的纠错电路25中使用的预定纠错来对解码数字信号进行编码，并生成经由总线S5输出的纠错数字数据。
DSP 460可以包括：自适应均衡器(未示出)、连接至处理器(未示出)的存储器(未示出)以及可与DSP 460外部的数据存储装置或数据通信线缆连接的输入/输出(I/O)部分465。当编码器装置20的编码格式改变为新的编码格式时，可以经由I/O部分465将新的解码程序引入DSP 460，使得基于来自光信号发射器200的新编码格式调制的光载波信号被适当地解码成解码数字信号。I/O部分465和存储器可以与DSP 460分开地设置在光信号接收器400中。下面将详细描述DPS 460中使用的编码格式。
4D-2A8PSK调制格式方案
图2A和图2B示出了4D-2A8PSK调制格式的星座。该星座包括X偏振星座和Y偏振星座。
图2A是X偏振星座，其包括指示X偏振的同相分量的XI轴和指示X偏振的正交分量的XQ轴。X偏振星座包括第一和第二振幅环Rx1和Rx2，具有指示振幅值的第一和第二振幅半径r1和r2。第一和第二振幅环Rx1和Rx2形成由相位角θx确定的圆形网格，如图2A所示。第一和第二振幅环Rx1和Rx2上的每个圆形网格都被赋予形式{B[0] B[1] B[2]}的三个比特和一个奇偶校验比特B[6]。这三个比特{B[0] B[1] B[2]}的范围从{0 0 0}到{1 1 1}，而该奇偶校验比特B[6]在“0”至“1”之间变化。
图2B是Y偏振星座，其包括指示Y偏振的同相分量的YI轴和指示Y偏振的正交分量的YQ轴。Y偏振星座包括第一和第二振幅环Ry1和Ry2，具有指示振幅值的第一和第二振幅半径r1和r2。第一和第二振幅环Ry1和Ry2形成由相位角θy确定的圆形网格，如图2B所示。第一和第二振幅环Ry1和Ry2上的每个圆形网格都被赋予形式{B[3] B[4] B[5]}的三个比特和一个奇偶校验比特B[7]。这三个比特{B[3] B[4] B[5]}的范围从{0 0 0}到{1 1 1}，而该奇偶校验比特B[6]在“0”至“1”之间变化。
在一些实施方式中，振幅环Rx1、Rx2、Ry1以及Ry2上的圆形网格通过沿着针对4D-2A8PSK的振幅环移位相位角θx和θy达π/4弧度来确定。
在一些实施方式中，振幅环Rx1、Rx2、Ry1以及Ry2可以是具有相对于r1和r2的预定半径变化量的近似圆形，并且角度θx和θy可以在预定量的角度变化内变化。而且，第一和第二振幅半径的振幅比r2/r1可以根据光通信系统的系统设计在0.5至0.8之间的范围内改变。
应注意到，根据4D-2A8PSK，通过组合X偏振星座和Y偏振星座，可实现256种组合。在4D-2A8PSK调制格式中，当为一个偏振选择具有半径r1的第一振幅环Rx1时，为另一偏振选择具有半径r2的第二振幅环Ry2，以实现四维恒定模量特性。因此，根据本发明实施方式的4D-2A8PSK调制格式方案可以应用于管理由8个比特或少于8个比特组成的码元的任何光学数据编码方案。
由于该格式方案提供了足够的Euclidian距离、4D恒定模量(恒定功率)特性以及针对8比特/码元代码字比特的Gray标记，因而，可以在非线性传输中提供有利的特性。
五比特码元调制格式
利用图2A和图2B来描述五比特/码元(5比特/码元：用5个比特表达的码元)调制格式。5比特/码元调制格式基于4D-2A8PSK调制格式方案执行，在4D-2A8PSK调制格式方案中，Gray映射8进制相移键控(8PSK)具有设置在X偏振星座和Y偏振星座中的每一个上的两个振幅环。X偏振星座的振幅环Rx1和Rx2具有由指示相位角的三个比特标识的圆形网格和指示由奇偶校验比特标识的振幅值的半径，如图2A所示。而且，Y偏振星座的振幅环Ry1和Ry2具有由指示相位角的三个比特标识的圆形网格和指示由奇偶校验比特标识的振幅值的半径，如图2B所示。
图3A还示出了5比特/码元调制格式的映射规则的概要。应注意，比特阵列{B[0] B[1] B[2] B[3] B[4] B[5] B[6] B[7]}由图中的{b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7}表达。如上所示，{b0 b1 b2}和{b3 b4 b5}是Gray映射相位，并且比特b5是附加比特，而比特b6和b7是指示振幅值的奇偶校验比特。下面将给出更具体的描述。
根据本发明实施方式，基于五比特调制格式，由五个信息比特{B[0] B[1] B[2] B[3] B[4]}表达的5比特代码字通过将第一子集{B[0] B[1] B[2]}映射在X偏振星座上并将第二子集{B[3] B[4]}映射在Y偏振星座上而被编码成光学数据代码。
通过使用8个比特{B[0] B[1] B[2] B[3] B[4] B[5] B[6] B[7]}来执行将5比特码元的第一和第二子集映射到X偏振星座和Y偏振星座上的过程。
这8个比特由五个信息比特{B[0] B[1] B[2] B[3] B[4]}和奇偶校验比特{B[5]B[6] B[7]}组成。奇偶校验比特B[5]由代码字比特{B[0] B[1] B[2]}的逻辑异或(XOR)运算来确定，表达为
B[5]＝XOR(B[0]、B[1]、B[2]) (1)
而且，奇偶校验比特B[6]由下面的逻辑运算确定。
B[6]＝XOR(B[2]、B[3]、B[4]) (2)
奇偶校验比特{B[6]、B[7]}被配置为彼此互补，因此它们的关系表达为
B[7]＝NOT(B[6]) (3)
应注意，尽管在该示例中通过XOR运算从5比特码元的第一子集创建附加比特B[5]，但可以根据调制格式方案的设计使用来自5比特码元的其它比特组合。而且，可以根据调制格式方案的设计来执行另一逻辑运算。
还应注意，当获得奇偶校验比特B[5]和B[6]时，比特B[2]通常被用于等式(2)和(3)中的逻辑XOR运算。在其它实施方式中，可以为该逻辑运算选择5比特码元中的另一代码字比特，如B[0]、B[1]、B[3]或B[4]。
例如，在确定奇偶校验比特B[6]在等式(2)的XOR运算之后为“0”时，根据等式(3)，奇偶校验比特B[7]变为“1”，然后，将第一子集{B[0] B[1] B[2]}设置到X偏振星座的第一振幅环Rx1上的网格上。在这种情况下，按照使得第一振幅环Rx1上的圆形网格的三个比特对应于5比特码元的第一子集的{B[0] B[1] B[2]}的方式选择第一振幅环Rx1上的圆形网格。接连地，根据指示“1”的奇偶校验比特B[7]，将第二子集{B[3] B[4] B[5]}设置到Y偏振星座的第二振幅环Ry2上的网格上。在这种情况下，按照使得第二振幅环Ry2上的圆形网格的三个比特对应于第二子集的{B[3] B[4] B[5]}的方式选择第二振幅环Ry2上的圆形网格。因此，针对给定的5比特码元，第一振幅环Rx1上的圆形网格指定振幅值r1和由设置在第一振幅环Rx1上的三个比特{B[0] B[1] B[2]}确定的相位角，并且第二振幅环Ry2上的圆形网格指定振幅值r2和由设置在第二振幅环Ry2上的三个比特{B[3] B[4] B[5]}确定的相位角。
在另一示例中，在确定奇偶校验比特B[6]在等式(2)的XOR运算之后为“1”时，根据等式(3)，奇偶校验比特B[7]变为“0”，然后，将第一子集{B[0] B[1] B[2]}设置到X偏振星座的第二振幅环Rx2上的网格上。在这种情况下，按照使得第二振幅环Rx2上的圆形网格的三个比特对应于5比特码元的第一子集的{B[0] B[1] B[2]}的方式选择第二振幅环Rx2上的圆形网格。接连地，根据指示“0”的奇偶校验比特B[7]，将第二子集{B[3] B[4] B[5]}设置到Y偏振星座的第一振幅环Ry1上的网格上。在这种情况下，按照使得第一振幅环Ry1上的圆形网格的三个比特对应于第二子集的{B[3] B[4] B[5]}的方式选择第一振幅环Ry1上的圆形网格。
图4A和图4B示出了根据本发明实施方式的5比特/码元调制格式的示例。代替三个比特{0 0 0}到{1 1 1}，将地址“1o”到“8o”和“1i”到“8o”设置至振幅环Rx1、Rx2、Ry1以及Ry2上的圆形网格。
在这种情况下，在将码元的第一子集指派给X偏振星座中的环Rx1上的网格(1o)时，该码元的第二子集具有要被指派在Y偏振星座中的环Ry2上的两个可能的圆形网格(1i和5i)，而在将另一码元的第一子集指派给X偏振星座中的环Rx2上的网格(1i)时，该码元的第二子集具有要被指派在Y偏振星座中的环Ry1上的两个圆形网格(4o和8o)。
因此，针对给定的5比特码元，第二振幅环Rx2上的圆形网格指定振幅值r2和由设置在第二振幅环Rx2上的三个比特{B[0] B[1] B[2]}确定的相位角，并且第一振幅环Ry1上的圆形网格指定振幅值r1和由设置在第一振幅环Ry21的三个比特{B[3] B[4] B[5]}确定的相位角。
六比特码元调制格式
下面，使用图2A和图2B来描述六比特/码元(6比特/码元：用6个比特表达的码元)调制格式。
与5比特/码元调制格式的情况类似，6比特/码元调制格式基于4D-2A8PSK调制格式方案来执行，在4D-2A8PSK调制格式方案中，Gray映射8进制相移键控(8PSK)具有设置在X偏振星座和Y偏振星座中的每一个上的两个振幅环。X偏振星座的振幅环Rx1和Rx2具有由指示相位角的三个比特标识的圆形网格和指示由奇偶校验比特标识的振幅值的半径，如图2A所示。而且，Y偏振星座的振幅环Ry1和Ry2具有由指示相位角的三个比特标识的圆形网格和指示由奇偶校验比特标识的振幅值的半径，如图2B所示。
图3B还示出了6比特/码元调制格式的映射规则的概要。应注意，代码字比特{B[0]B[1] B[2] B[3] B[4] B[5] B[6] B[7]}由图中的{b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7}表达。如上所示，{b0 b1 b2}和{b3 b4 b5}是Gray映射相位，而比特b7和b7是指示振幅值的奇偶校验比特。下面将给出更具体的描述。
根据本发明实施方式，基于六比特调制格式，由六个信息比特{B[0] B[1] B[2] B[3] B[4] B[5]}表达的6比特码元通过将第一子集{B[0] B[1] B[2]}映射在X偏振星座上并将第二子集{B[3] B[4] B[5]}映射在Y偏振星座上而被编码成光学数据代码。
通过使用8个比特{B[0] B[1] B[2] B[3] B[4] B[5] B[6] B[7]}来执行将6比特码元的第一子集和第二子集映射到X偏振星座和Y偏振星座上的过程。这8个比特由{B[0] B[1] B[2] B[3] B[4] B[5]}和奇偶校验比特{B[6] B[7]}组成，其中每个比特都是代码字比特。代码字比特B[6]由代码字比特{B[0] B[1] B[2] B[3] B[4] B[5]}的逻辑异或(XOR)运算来确定，其表达如下。
B[6]＝XOR(B[0]、B[1]、B[2]、B[3]、B[4]、B[5]、B[6]、B[7]) (4)
奇偶校验比特{B[6]、B[7]}被配置为彼此互补，然后，它们的关系被表达为
B[7]＝NOT(B[6]) (5)
例如，在确定代码字比特B[6]在等式(4)的XOR运算之后为“0”时，根据等式(5)，奇偶校验比特B[7]变为“1”，并且将第一子集{B[0] B[1] B[2]}设置到环Rx1上的网格上。在这种情况下，按照使得环Rx1上的圆形网格上的三个比特对应于6比特码元的第一子集的{B[0] B[1] B[2]}的方式选择环Rx1上的圆形网格。接连地，根据指示“1”的奇偶校验比特B[7]，将第二子集{B[3] B[4] B[5]}设置到环Ry2上的网格上。在这种情况下，按照使得环Ry2上的圆形网格的三个比特对应于6比特码元的第二子集的{B[3] B[4] B[5]}的方式选择环Ry2上的圆形网格。因此，振幅环Rx1、Rx2、Ry1以及Ry2中的每一个都指定6比特码元的各个子集的相位角和振幅值。
图5A和图5B示出了根据本发明实施方式的6比特/码元调制格式的示例。代替三个比特{0 0 0}到{1 1 1}，将网格地址“1o”到“8o”和“1i”到“8o”设置至振幅环Rx1、Rx2、Ry1及Ry2上的圆形网格。
在这种情况下，在将码元的第一子集指派给X偏振星座中的环Rx1上的网格(1o)时，该码元的第二子集具有要被指派在Y偏振星座中的环Ry2上的四个可能的圆形网格(1i、3i、5i及7i)，并且在将另一码元的第一子集指派给X偏振星座中的环Rx2上的网格(1i)时，该码元的第二子集具有要被指派在Y偏振星座中的环Ry1上的四个圆形网格(2o、4o、6o及8o)。
七比特码元调制格式
图3C示出了7比特/码元调制格式的映射规则的概要。下面，对七比特/码元(7比特/码元：用7个比特表达的码元)进行详细描述。
与5比特/码元和6比特/码元调制格式的情况类似，7比特/码元调制格式基于4D-2A8PSK调制格式方案来执行，在4D-2A8PSK调制格式方案中，Gray映射8进制相移键控(8PSK)具有设置在X偏振星座和Y偏振星座中的每一个上的两个振幅环。X偏振星座的振幅环Rx1和Rx2具有由指示相位角的三个比特标识的圆形网格和指示由奇偶校验比特标识的振幅值的半径，如图2A所示。而且，Y偏振星座的振幅环Ry1和Ry2具有由指示相位角的三个比特标识的圆形网格和指示由奇偶校验比特标识的振幅值的半径，如图2B所示。
7比特码元由{B[0] B[1] B[2] B[3] B[4] B[5] B[6]}的7个信息比特表达。7比特码元被划分为第一子集{B[0] B[1] B[2] B[3]}和第二子集{B[4] B[5] B[6]}。奇偶校验比特B[7]由下面表达的逻辑运算创建
B[7]＝NOT(B[3])。 (6)
在这种情况下，利用比特B[3]作为第一子集的奇偶校验比特，将第一子集{B[0] B[1] B[2] B[3]}应用于X偏振星座。其余比特{B[0] B[1] B[2]}用于根据奇偶校验比特B[3]的值标识振幅环Rx1和Rx2之一上的网格。将第二子集{B[4] B[5] B[6]}应用于Y偏振星座，以根据奇偶校验比特B[7]的值标识振幅环Ry1和Ry2之一上的网格。
例如，当7比特码元的代码字比特B[3]指示“0”时，奇偶校验比特B[7]变为“1”并且按照使得环Rx1上的圆形网格的三个比特对应于7比特码元的前三个比特{B[0] B[1] B[2]}的方式选择环Rx1上的网格。结果，对7比特码元的第一子集{B[0] B[1] B[2] B[3]}进行编码，以标识由环Rx1的半径r1指示的振幅值和由圆形网格指示的相位角。而且，应用第二子集{B[4] B[5] B[6]}，按照使得环Ry2上的圆形网格的三个比特对应于7比特码元的第二子集的其次三个比特{B[3] B[4] B[5]}的方式选择环Ry2上的网格。
而且，当7比特码元的码字比特B[3]指示“1”时，奇偶校验比特B[7]变为“0”并且按照使得环Rx2上的圆形网格的三个比特对应于7比特码元的前三个比特{B[0] B[1] B[2]}的方式选择环Rx2上的网格。结果，对7比特码元的第一子集{B[0] B[1] B[2] B[3]}进行编码，以标识由环Rx1的半径r1指示的振幅值和由圆形网格指示的相位角。而且，应用第二子集{B[4] B[5] B[6]}，按照使得环Ry2上的圆形网格的三个比特对应于7比特码元的第二子集的其次三个比特{B[3] B[4] B[5]}的方式选择环Ry2上的网格。
图6A和图6B示出了根据本发明实施方式的7比特/码元调制格式的示例。代替三个比特{0 0 0}到{1 1 1}，将网格地址“1o”到“8o”和“1i”到“8o”设置在振幅环Rx1、Rx2、Ry1以及R2上的圆形网格。
在这种情况下，在将码元的第一子集指派给X偏振星座中的环Rx1上的网格(1o)时，可以将第二子集指派给Y偏振星座中的环Ry2上的所有可能的圆形网格(1i-8i)。
图7A和图7B示出了5B4D-2A8PSK和7B4D-2A8PSK的斯托克斯空间表示。在两种格式中，信号代码被排列在斯托克斯球的表面上，指示在通过5B4D-2A8PSK和7B4D-2A8PSK的通信上使用的总功率是恒定的。
用于2A8PSK格式的自适应均衡器
当接收发送的码元时，可以使用接收器400中的DSP 460的自适应均衡器。在相干光通信中，通常使用恒定模量算法(CMA)或半径定向均衡器(RDE)。
CMA使用有关原始信号具有在X和Y偏振星座中使用的恒定振幅的假设。这个假设不能直接应用于4D-2A8PSK，因为X偏振和Y偏振中的每一个都包括两个振幅值。因此，需要修改CMA，以使该算法依赖于x偏振和y偏振的组合功率恒定的条件。
RDE使用X偏振和Y偏振中存在多个振幅值的假设。这在技术上可以应用于4D-2A8PSK。然而，与常规RDE一样，如果关于振幅的决定是独立完成的，则其可能会做出更多错误的决定。相反，如果利用一个偏振采用内环而另一偏振采用外环的事实，那么其会做出更少错误的决定。换句话说，信号功率较大的偏振采用外环，而信号功率较小的偏振采用内环。另选地，可以使用软信息，因为与另一偏振相比，根据该偏振中的相对功率水平，偏振中选择较大环的概率变得较大。
调制格式的时隙
图8示出了四维调制的示例。在这种情况下，一个字占据每个时隙，并且将每个字的X和Y偏振星座的总和功率设计为恒定。
图9示出了八维调制(8D调制)的示例。在这种情况下，一个字占据两个时隙，并且将每个时隙的X和Y偏振星座的总和功率设计为恒定。
图10示出了时域混合四维调制(混合4D调制)的示例。在这种情况下，一个字利用不同调制格式占据交替时隙，并且至少在一个时隙中将X和Y偏振星座的总和功率设计为恒定。
速率自适应调制方案
在一些实施方式中，根据本发明的4D-2A8PSK调制格式方案可以应用于时域混合调制。
由于根据本发明的4D-2A8PSK调制格式方案可以应用于2A8PSK的常规基本星座，因而例如，通过使用时域混合方案，可以覆盖5.25、5.5、6.25或6.5比特/码元。
7比特8维Grassmann 2AQPSK-2A8PSK格式
已知Grassmann代码有效地减少了所谓的交叉偏振调制(XPolM)效应。(Koike等人的US 20120263454A1)。Grassmann代码可以通过2AQPSK与2A8PSK的组合来实现。2AQPSK被视为2A8PSK的特例，其中，仅使用2A8PSK的8个可能相位中的4个相位。
例如，可以如下实现3.5比特/码元格式。
图11A是用于3.5比特/码元格式的7比特8维Grassmann 2AQPSK-2A8PSK格式的示例。将两个时隙(时隙1和时隙2)用于该格式中的7比特码元。由于7比特码元被两个时隙分开，因而这种格式被称作3.5比特/码元格式。时隙1在X偏振星座中设置x1，在Y偏振星座中设置y1，而时隙2在X偏振星座中设置x2，在Y偏振星座中设置y2。在这种情况下，x1和y1被设置成2AQPSK格式，x2和y2被设置成2A8PSK格式，如图所示。
当x1、x2以及y1被设置成独立变量时，Grassmann代码需要x1、x2、y1以及y2满足以下关系。
Y2＝-x1*·y1/x2* (7)
其中，*表示复共轭。
而且，2AQPSK格式和2A8PSK被设计成使用相同的圆环r1和r2(参见图2A和2B)，当x1采用圆环r1时，y1采用圆环r2，反之亦然。类似地，当x2采用圆环r1时，y2采用圆环r2，反之亦然。
为了满足每偏振星座的平均功率为1，圆环r1与r2之间存在关系，因为振幅环表示振幅值。
r1 2+r2 2＝2 (8)
振幅环的比率r1/r2可以介于0.5至0.8之间。
当B[0]～B[6]被用作信息比特(调制比特)时，其余比特B[7]～B[8]可以被用作奇偶校验比特，如下所述。
B[7]＝XOR(B[4],B[5],B[6]) (9)
B[8]＝XOR(B[0],B[1],B[2],B[3],B[4],B[5],B[6]) (10)
在这种情况下，针对指派给时隙1中的x1和y1的信息比特，B[7]的值指定圆环r1或r2，并且针对指派给时隙2中的x2和y2的信息比特，B[8]的值指定圆环r1或r2。图12A是7b8D调制格式(3.5比特/码元)以及PS-QPSK(3比特/码元)和DP-QPSK(4比特/码元)调制格式的跨度损耗预算(span loss budget)的示例。这清楚地表明，具有大约0.7的环比的7b8DGrassmann-2AQPSK-2A8PSK在3.5比特/码元处给出最佳传输特性，甚至与3比特/码元的传输特性相当。
另选地，以下关系可以用于奇偶校验排布结构。
B[7]＝XOR(B[0],B[1],B[2]) (11)
B[8]＝XOR(B[0],B[1],B[2],B[3],B[4],B[5],B[6]) (12)
6比特8维Grassmann 2AQPSK格式
例如，可以如下实现3比特/码元格式。
图11A是用于3比特/码元格式的7比特8维2AQPSK格式的示例。将两个时隙(时隙1和时隙2)用于该格式中的3比特码元。2AQPSK被视为2A8PSK的特例。由于6比特码元被两个时隙分开，因而，这种格式被称作3比特/码元格式。时隙1在X偏振星座中设置x1，在Y偏振星座中设置y1，而时隙2在X偏振星座中设置x2，在Y偏振星座中设置y2。在这种情况下，x1、x2、y1以及y2全部被设置成2AQPSK格式，如图所示。
而且，图11B是6比特8维Grassmann 2AQPSK格式的示例。将两个时隙(时隙1和时隙2)用于该格式中的6比特码元。由于6比特码元被两个时隙分开，因而这种格式被称作3比特/码元格式。时隙1在X偏振星座中设置x1，在Y偏振星座中设置y1，而时隙2在X偏振星座中设置x2，在Y偏振星座中设置y2。在这种情况下，x1和y1被设置成2AQPSK格式，x2和y2也被设置成2AQPSK格式，如图所示。
当x1、x2以及y1被设置成独立变量时，Grassmann代码需要x1、x2、y1以及y2满足以下关系。
Y2＝-x1*·y1/x2* (13)
其中，*表示复共轭。
而且，2AQPSK格式被设计成使用相同的圆环r1和r2(参见图2A和图2B)，当x1采用圆环r1时，y1采用圆环r2，反之亦然。类似地，当x2采用圆环r1时，y2采用圆环r2，反之亦然。
为了要求每偏振星座的平均功率为1，圆环r1与r2之间存在关系，因为振幅环表示振幅值。
r1 2+r2 2＝2 (14)
振幅环的比率r1/r2可以介于0.5至0.8之间。
当B[0]～B[5]被用作信息比特(调制比特)时，奇偶校验比特B[6]～B[7]可以被用作奇偶校验比特，如下所述。
B[6]＝XOR(B[4],B[5]) (15)
B[7]＝XOR(B[0],B[1],B[2],B[3]) (16)
在这种情况下，针对指派给时隙1中的x1和y1的信息比特，B[6]的值指定圆环r1或r2，并且针对指派给时隙2中的x2和y2的信息比特，B[7]的值指定圆环r1或r2。
基于非恒定模量的4D-2A8PSK调制格式
在一些实施方式中，另一调制方案要求每偏振星座的平均功率不为1的条件。
在这种情况下，在时隙1中使用的第一平均功率和在时隙2中使用的第二平均功率被设置成不同。例如，如果第一平均功率被设置为大于预定平均功率，则第二平均功率被设置为小于该预定平均功率。类似地，如果第一平均功率被布置为小于预定平均功率，则第二平均功率被设置为大于该预定平均功率。
换句话说，当码元的信息比特在时隙1中设置在第一X偏振星座和第一Y偏振星座中并且在时隙2中设置在第二X偏振星座和第二Y偏振星座中的时候。
按与图2A和图2B类似的方式，第一X偏振星座包括具有第一半径rx1的第一圆环Rx1和具有第二半径rx2的第二圆环Rx2，第二X偏振星座包括具有第一半径rxx1的第一圆环Rxx1和具有第二半径rxx2的第二圆环Rxx2，第一Y偏振星座包括具有第一半径ry1的第一圆环Ry1和具有第二半径ry2的第二圆环Ry2，而第二Y偏振星座包括具有第一半径ryy1的第一圆环Ryy1和具有第二半径ryy2的第二圆环Ryy2。
在这种情况下，以下关系成立。
rx1 2+ry1 2+rx2 2+ry2 2＝rxx1 2+ryy1 2+rxx2 2+ryy2 2 (16)
即，只要在根据本发明实施方式的4D-2A8PSK调制格式方案下满足关系(16)，就可获得关于时隙1中的第一X偏振星座和第一Y偏振星座以及时隙2中的第二X偏振星座和第二Y偏振星座的任何组合。
图12B是用于比较的三种类型的5比特/码元格式。在这种情况下，r2/r1＝0.6被用于5b4D-2A8PSK，以最大化跨度损耗预算。目标广义互信息(GMI)为0.85的跨度损耗预算被用作度量，并且发射功率是变化的。峰值跨度损耗预算越高，信号可以传输的距离越长。SP32-QAM的跨度损耗预算因功率变化较大而很快饱和，因为其基于8QAM(16QAM的设置分区)。另一方面，对于线性情况，8PolSK-QPSK13具有0.4dB的差OSNR，饱和特性因其4D恒定模量特性而与5b4D-2A8PSK非常相似。总的来说，与8PolSK-QPSK相比，5b4D-2A8PSK的最大跨度损耗增加了0.3dB，与SP32-QAM相比增加了2dB。
图13示出了用于比较的三种类型的7比特/码元格式和相同数据速率((7/8)*34GBd)的DP-16QAM。在这种情况下，r2/r1＝0.59被选择用于7b4D-2A8PSK的最大跨距损耗预算。DP-16QAM因其具有强大的功率变化而遭受光纤非线性。SP128-QAM因其基于16QAM也遭受光纤非线性。时域混合6b4D-2A8PSK-16QAM使用6和8比特/码元的最佳调制格式来实现7比特/码元。通过至少在一个时隙中使用恒定模量格式，与纯粹的16QAM情况相比，非线性传输性能得到显着改善。
上述格式方案允许涵盖大量的比特/码元格式，因为常规使用的信号处理构件可以在很宽的频谱效率范围内使用，所以在工业用途中具有很大的优势。
图14示出了通信距离与采用不同码元/比特的比特数之间的关系。在常规格式中，在4比特/码元与8比特/码元之间存在缺失范围。另一方面，根据本发明的4D-2A8PSK调制格式方案可以通过引入如图中的黑点所示的时域混合方案来覆盖3.25与8比特/码元格式之间的范围。
在本发明的一些实施方式中，非暂时性计算机可读记录介质可以存储要由处理器执行以将码元编码成光信号数据的程序。该程序使处理器执行以下步骤：选择包括X偏振星座格式和Y偏振星座格式的调制方案，该X偏振星座格式具有具备与预定相位角相对应的圆形网格的第一振幅环和第二振幅环，并且该Y偏振星座格式具有具备与所述预定相位角相对应的所述圆形网格的所述第一振幅环和第二振幅环；在所述X偏振星座格式上，将码元的第一部分设置在所述第一振幅环的第一圆形网格上；在所述Y偏振星座格式上，将码元的第二部分设置在所述第二振幅环的第二圆形网格上；利用指示第一振幅值的所述第一振幅环和指示第一相位角的所述第一圆形网格，将所述码元的所述第一部分编码成光学数据代码的第一子集；以及利用指示第二振幅值的所述第二振幅环和指示第二相位角的所述第二圆形网格，将所述码元的所述第二部分编码成所述光学数据代码的第二子集。
而且，所述码元的所述第一子集可以用前四个比特表示，使其中三个比特采用Gray编码来指示所述第一相位角，而一个比特是指示所述码元的所述第一子集的所述第一振幅值的第一奇偶校验，并且所述码元的所述第二子集用其次四个比特表示，使其中三个比特采用Gray编码来指示所述第二相位角，而一个比特是指示所述码元的所述第二子集的所述第二振幅值的第二奇偶校验。
在一些实施方式中，所述码元的所述第一子集和所述码元的所述第二子集被设置到至少两个信号间隔中。而且，在另一实施方式中，所述码元的所述第一子集和所述码元的所述第二子集被设置在单个信号间隔中。根据本发明一些实施方式，所述码元被指派预定的五个信息比特b0、b1、b2、b3及b4，其中，所述前四个比特中的三个比特用所述信息比特b0、b1及b2表示，并且所述其次四个比特中的三个比特用信息比特b3、b4及第三奇偶校验比特b5表示，其中，所述第三奇偶校验比特b5根据由b5＝XOR(b0,b1,b2)所表达的逻辑异或(XOR)运算来确定，其中，所述第一奇偶校验比特和所述第二奇偶校验比特分别用附加比特b6和b7表示，其中，所述第一奇偶校验比特根据由b6＝XOR(b0,b1,b3,b4)所表达的XOR运算来确定，并且其中，所述第二奇偶校验比特根据由b7＝NOT(b6)所表达的逻辑非运算来确定。
在另一实施方式中，所述码元被指派预定的六个信息比特b0、b1、b2、b3、b4及b5，其中，所述前四个比特中的三个比特用所述信息比特b0、b1及b2表示，并且所述其次四个比特中的三个比特用所述信息比特b3、b4以及b5表示，其中，所述第一奇偶校验比特和所述第二奇偶校验比特分别用附加比特b6和b7表示，其中，所述第一奇偶校验比特根据由b6＝XOR(b0,b1,b2,b3,b4,b5)所表达的逻辑异或(XOR)运算来确定，并且其中，所述第二奇偶校验比特根据由b7＝NOT(b6)所表达的逻辑非运算来确定。
而且，根据一些实施方式，所述码元用七个信息比特b0、b1、b2、b3、b4、b5以及b6表示，其中，所述前四个比特中的三个比特用所述信息比特b0、b1及b2表示，并且所述第一奇偶校验比特用所述信息比特b3表示，其中，所述其次四个比特中的三个比特用所述信息比特b4、b5及b6表示，其中，所述第二奇偶校验比特用根据由b7＝NOT(b3)所表达的逻辑非运算确定的附加比特b7表示。
根据另一实施方式，所述第一振幅值不同于所述第二振幅值。
根据另一实施方式，所述码元用七个信息比特b0、b1、b2、b3、b4、b5及b6表示，其中，所述前四个比特用所述信息比特b0、b1、b2及b3表示，并且所述其次四个比特中的三个比特用所述信息比特b3、b4及b5表示，其中，所述附加奇偶校验比特b7根据由b7＝NOT(b3)所表达的逻辑非运算来确定。而且，在另一实施方式中，所述第一振幅值不同于所述第二振幅值。
尽管已经示出并描述了几个优选实施方式，但本领域技术人员应当明白，在不脱离根据下列权利要求书及其等同物限定的、本发明的范围的情况下，可以对本发明进行相对改变和修改。

Claims (17)

1.一种光学数据编码方法，该光学数据编码方法利用与存储器通信的处理器根据码元生成光学数据代码，该方法包括以下步骤：
选择包括X偏振星座格式和Y偏振星座格式的调制方案，所述X偏振星座格式具有具备与预定相位角相对应的圆形网格的第一振幅环和第二振幅环，并且所述Y偏振星座格式具有具备与所述预定相位角相对应的所述圆形网格的所述第一振幅环和所述第二振幅环；
在所述X偏振星座格式上，将所述码元的第一部分设置在所述第一振幅环的第一圆形网格上；
在所述Y偏振星座格式上，将所述码元的第二部分设置在所述第二振幅环的第二圆形网格上；
利用指示第一振幅值的所述第一振幅环和指示第一相位角的所述第一圆形网格，将所述码元的所述第一部分编码成光学数据代码的第一子集；以及
利用指示第二振幅值的所述第二振幅环和指示第二相位角的所述第二圆形网格，将所述码元的所述第二部分编码成所述光学数据代码的第二子集，
其中，所述光学数据代码的所述第一子集用前四个比特表示，其中三个比特采用Gray编码来指示所述第一相位角，并且一个比特是指示所述第一振幅值的第一奇偶校验比特，并且所述光学数据代码的所述第二子集用其次四个比特表示，其中三个比特采用Gray编码来指示所述第二相位角，并且一个比特是指示所述码元的所述第二子集的所述第二振幅值的第二奇偶校验比特。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述码元被指派预定的五个信息比特b0、b1、b2、b3及b4，
其中，所述前四个比特中的三个比特用信息比特b0、b1及b2表示，并且所述其次四个比特中的三个比特用信息比特b3、b4及第三奇偶校验比特b5表示，并且所述第一奇偶校验比特和所述第二奇偶校验比特分别用附加比特b6和b7表示，
其中，通过b0、b1、b2、b3及b4的第一预定组合的逻辑异或(XOR)运算来确定所述第三奇偶校验比特b5，
其中，通过由b0、b1、b2、b3及b4的第二预定组合的逻辑XOR运算所表达的XOR运算来确定所述第一奇偶校验比特，并且
其中，通过由b7＝NOT(b6)所表达的逻辑非运算来确定所述第二奇偶校验比特。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述码元被指派预定的五个信息比特b0、b1、b2、b3及b4，
其中，所述前四个比特中的三个比特用信息比特b0、b1及b2表示，并且所述其次四个比特中的三个比特用信息比特b3、b4及第三奇偶校验比特b5表示，并且所述第一奇偶校验比特和所述第二奇偶校验比特分别用附加比特b6和b7表示，
其中，通过由b5＝XOR(b0、b1、b2)所表达的逻辑异或(XOR)运算来确定所述第三奇偶校验比特b5，
其中，通过由b6＝XOR(b2、b3、b4)所表达的XOR运算来确定所述第一奇偶校验比特，并且
其中，通过由b7＝NOT(b6)所表达的逻辑非运算来确定所述第二奇偶校验比特。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述码元被指派预定的五个信息比特b0、b1、b2、b3及b4，
其中，所述前四个比特中的三个比特用信息比特b0、b1及b2表示，并且所述其次四个比特中的三个比特用信息比特b3、b4及第三奇偶校验比特b5表示，并且所述第一奇偶校验比特和所述第二奇偶校验比特分别用附加比特b6和b7表示，
其中，通过由b5＝XOR(b0、b1、b2)所表达的逻辑异或(XOR)运算来确定所述第三奇偶校验比特b5，
其中，通过由b6＝XOR(b0、b1、b3、b4)所表达的XOR运算来确定所述第一奇偶校验比特，并且
其中，通过由b7＝NOT(b6)所表达的逻辑非运算来确定所述第二奇偶校验比特。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述码元被指派预定的六个信息比特b0、b1、b2、b3、b4及b5，
其中，所述前四个比特中的三个比特用信息比特b0、b1及b2表示，其中，所述其次四个比特中的三个比特用信息比特b3、b4及b5表示，并且所述第一奇偶校验比特和所述第二奇偶校验比特分别用附加比特b6和b7表示，
其中，通过b0、b1、b2、b3、b4及b5的预定组合的逻辑异或(XOR)运算来确定所述第一奇偶校验比特，并且
其中，通过由b7＝NOT(b6)所表达的逻辑非运算来确定所述第二奇偶校验比特。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述码元被指派预定的六个信息比特b0、b1、b2、b3、b4及b5，
其中，所述前四个比特中的三个比特用信息比特b0、b1及b2表示，其中，所述其次四个比特中的三个比特用信息比特b3、b4及b5表示，并且所述第一奇偶校验比特和所述第二奇偶校验比特分别用附加比特b6和b7表示，
其中，通过由b6＝XOR(b0、b1、b2、b3、b4、b5)所表达的逻辑异或(XOR)运算来确定所述第一奇偶校验比特，并且
其中，通过由b7＝NOT(b6)所表达的逻辑非运算来确定所述第二奇偶校验比特。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述码元用七个信息比特b0、b1、b2、b3、b4、b5及b6表示，
其中，所述前四个比特中的三个比特用信息比特b0、b1及b2表示，并且所述第一奇偶校验比特用信息比特b3表示，
其中，所述其次四个比特中的三个比特用信息比特b4、b5及b6表示，其中，所述第二奇偶校验比特由附加比特b7表示，所述附加比特b7是由b7＝NOT(b3)所表达的逻辑非运算确定的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学数据代码的所述第一子集和所述光学数据代码的所述第二子集被设置到至少两个时隙中。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一子集和所述第二子集中的至少一个子集被设置到多个时隙当中的一个时隙中。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，七比特(7比特)码元占用两个时隙，
其中，所述两个时隙中的一个时隙使用将变量x1设置在X偏振星座中并且将变量y1设置在Y偏振星座中的双振幅正交相移键控(2AQPSK)格式，并且另一时隙使用将变量x2设置在X偏振星座中并且将变量y2设置在Y偏振星座中的双振幅八相移键控(2A8PSK)格式，
其中，2AQPSK和2A8PSK格式两者都是四维(4D)恒定模量，
并且其中，Grassmann代码条件满足y2＝-x1*·y1/x2*。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，六比特(6比特)码元占用两个时隙，
其中，所述两个时隙中的一个时隙使用将变量x1设置在X偏振星座中并且将变量y1设置在Y偏振星座中的双振幅正交相移键控(2AQPSK)格式，而另一时隙使用将变量x2设置在X偏振星座中并且将变量y2设置在Y偏振星座中的2AQPSK格式，
其中，两个2AQPSK格式都是四维(4D)恒定，
并且其中，Grassmann代码条件满足y2＝-x1*·y1/x2*。
12.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
提供包括第一部分和第二部分的第二码元，其中，所述第二码元的第一部分和第二部分被分别设置成第二X偏振星座格式和第二Y偏振星座格式；以及
将所述第二码元的第一部分和第二部分编码成第二光学数据代码的第一子集和第二子集，
其中，所述码元的所述光学数据代码和所述第二码元的所述第二光学数据代码被设置到至少两个时隙，并且其中，所述时隙中的一个时隙被所述光学数据代码的子集占用，并且所述时隙中的另一时隙被所述第二光学数据代码的子集占用。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，自适应均衡器使用恒定模量算法，该恒定模量算法将码元时间处的X偏振和Y偏振中的功率总和强制为恒定。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，自适应均衡器使用径向定向均衡器，其中，在码元时间处相对功率较高的偏振选择比另一偏振大的半径。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，自适应均衡器使用径向定向均衡器，其中，在码元时间处相对功率较高的偏振选择比另一偏振大的半径的概率更大。
16.一种光发射器，该光发射器包括：
编码器装置，所述编码器装置被配置成生成并发送第一调制信号和第二调制信号，其中，所述编码器装置基于利用权利要求1所述的光学数据编码方法生成的光学数据代码，生成所述第一调制信号和所述第二调制信号；
连续波(CW)光源，所述连续波光源被配置成发送CW光信号；
偏振分束器，所述偏振分束器被配置成将所述CW光源的所述CW光信号分成所述CW光信号的第一部分和第二部分；
第一调制器，所述第一调制器连接至所述编码器装置，其中，所述第一调制器接收并调制所述CW光信号的所述第一部分，以根据所述第一调制信号生成第一调制光载波信号；
第二调制器，所述第二调制器连接至所述编码器装置，其中，所述第二调制器接收并调制所述CW光信号的所述第二部分，以根据所述第二调制信号生成第二调制光载波信号；以及
光束组合器，所述光束组合器被配置成组合所述第一调制光载波信号和所述第二调制光载波信号，以生成并发送调制光载波信号。
17.根据权利要求16所述的光发射器，所述光发射器还包括：
I/O部分，所述I/O部分连接至所述编码器装置，其中，所述I/O部分接收替换编码程序并发送到所述编码器装置，以使所述编码器装置根据所述替换编码程序调制所述第一调制信号和所述第二调制信号。
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