KR20140130721A - 초고밀도 코히어런트 ｗｄｍ 시스템들에 대한 신호 대 잡음 비의 유연한 최적화 - Google Patents

초고밀도 코히어런트 ｗｄｍ 시스템들에 대한 신호 대 잡음 비의 유연한 최적화 Download PDF

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제레미 르노다이어
오리올 베르트랑-파르도
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알까뗄 루슨트
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Abstract

본 발명은 광학 통신 시스템들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고 효율 파장 분할 멀티플렉싱(WDM) 광학 통신 시스템들에 관한 것이다. 광학 파장 분할 멀티플렉싱된(WDM) 송신 채널(111) 상의 광학 신호를 대응하는 광학 수신기(230)로 송신하도록 적응된 광학 송신기(210)가 설명된다. 광학 송신기(210)는 광학 송신기(210)로부터 수신된 제 1 광학 신호에 의해 기초하여, 대응하는 광학 수신기(230)에서 적응된 등화 필터(270)에 관한 정보를 수신하도록 적응된 프로파일링 유닛(profiling unit)(217); 펄스 형상 필터를 이용하여 데이터 심볼들(211)의 시퀀스를 필터링하고, 이에 의해 데이터 심볼들(211)의 필터링된 시퀀스를 생성하도록 적응된 펄스 형상 필터 유닛(212)으로서, 상기 펄스 형상 필터의 주파수 응답(404, 405)은 등화 필터(270)에 관한 정보에 의존하는, 상기 펄스 형상 필터 유닛(212); 및 데이터 심볼들(211)의 필터링된 시퀀스를 광학 수신기(230)로 송신될 제 2 광학 신호로 변환하도록 적응된 디지털-광학 변환기(214, 215, 216)를 포함한다.

Description

초고밀도 코히어런트 ＷＤＭ 시스템들에 대한 신호 대 잡음 비의 유연한 최적화{FLEXIBLE OPTIMIZATION OF THE SIGNAL-TO-NOISE RATIO FOR ULTRA DENSE COHERENT WDM SYSTEMS}
본 발명은 광학 통신 시스템들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고 효율 파장 분할 멀티플렉싱(WDM) 광학 통신 시스템들에 관한 것이다.
광학 통신 네트워크들에서의 용량 증가에 대한 예측된 요구에 대처하기 위해 고 스펙트럼 효율 광학 통신 시스템들이 관심을 끌고 있다. 이 맥락에서, 편광 멀티플렉싱(PDM)과 조합된 멀티 레벨 변조 포맷들(예를 들면, 직교 위상 시프트 키잉(quadrature phase shift keying; QPSK) 뿐만 아니라, 디지털 코히어런트 검출 기술들이 연구되고 있다. 코히어런트 검출과 쌍을 이룬 편광 분할 멀티플렉싱된 직교 위상 시프트 키잉(PDM-QPSK)은 (전형적으로, 100Gb/s로서 언급된) 112Gb/s의 송신 레이트를 성취하기 위해 이용될 수 있다. 이 포맷은 (모든 WDM 채널들(101)이 동일한 채널 폭을 갖는, 도 1의 WDM 채널도(100)에 도시된 바와 같은) 2개의 인접한 WDM 채널들 사이의 50GHz 격자에 기초하여 표준 WDM 송신 시스템에서 2b/s/Hz의 스펙트럼 효율을 생성한다. 이러한 100Gb/s 시스템들의 스펙트럼 효율을 증가시키기 위한 하나의 가능한 접근법은 PDM-8QAM, PDM-16QAM, 등과 같은 더 높은 레벨의 변조 포맷들을 이용하는 것이다. 그러나, 이러한 포맷들은 전형적으로 광학 잡음에 대해 더 낮은 민감도 및 비선형 효과들에 대해 더 약한 내성을 갖고, 따라서 PDM-QPSK와 비교하여 송신 도달거리(transmission reach)의 감소를 야기할 수 있다.
100Gb/s 광학 송신 시스템들의 스펙트럼 효율을 또한 증가시키기 위한 또 다른 접근법은 WDM 채널들을 빽빽하게 채우는 것이고 즉, 인접한 WDM 채널들 사이에 채널 간격을 감소시키는 것이다. 3b/s/Hz 또는 4b/s/Hz 스펙트럼 효율을 갖는 송신은 (종래의 50GHz 격자 대신에) 33GHz 및 25GHz 격자 각각을 통해 100Gb/s PDM-QPSK 채널들을 이용하여 성취될 수 있다.
유연한 격자 WDM 시스템(Flexible grid WDM system)들은 송신된 용량과 송신 도달거리 사이의 최적의 트레이드-오프(trade-off)에 의존하여 대역폭 점유를 최적화하기 위해 이용될 수 있다. 예로서, 고정된 50GHz 격자를 갖는 대신에, 상이한 폭의 채널 슬롯들을 규정하기 위해 (ITU 격자로부터 시작하는) 12.5GHz의 그래뉼레리티(granularity)를 가지는 반-유연한 시스템 아키텍처가 이용될 수 있다. 광학 경로 손상들과 요구된 용량 사이의 최적의 트레이드-오프에 의존하여 미리 결정된 범위에서 채널 패킹(channel packing)을 변경시키는 것을 가능하게 한다. 이것은 상이한 WDM 채널들(111, 123)이 상이한 채널 폭들을 갖는, 도 1의 WDM 채널도(110)에 도시된다.
감소된 채널 간격을 갖고 동작하는 WDM 시스템들은 송신 도달거리의 단지 제한된 감소를 갖는 시스템 용량을 증가시키기 위한 효율적인 방법으로 나타난다. 그러나, 상이한 폭(예를 들면, 50GHz, 37.5GHz, 25GHz, 등)의 WDM 채널들(111, 112)을 위해 이용된 상이한 필터링 기능들이 상이한 방식으로 광학 신호를 왜곡시키기 때문에, 송신 채널의 광학 수신기에서의 신호 대 잡음 비(SNR)의 최적화는 유연한 격자 시스템들에서 도전적이다.
본 발명은 상기 언급된 기술적인 문제점을 해결한다. 특히, 본 발명은 광학 송신 시스템의 대응하는 광학 수신기에서 SNR을 증가시키기 위해 광학 송신 시스템의 송신기에서 적절한 광학 필터들을 선택하기 위한 방법들을 설명한다.
일 양태에 따라, 광학 송신기가 설명된다. 광학 송신기는 광학 파장 분할 멀티플렉싱된(WDM) 송신 채널 상의 광학 신호를 대응하는 광학 수신기로 송신하도록 적응된다. WDM 송신 채널은 WDM 채널들의 미리 결정된 격자에 의존할 수 있는 미리 결정된 대역폭을 가질 수 있다. 대역폭은 WDM 채널들의 격자에 따라 조정가능할 수 있다. 예로서, 대역폭은 12.5GHz의 격자 그래뉼레리티에 대해 조정가능할 수 있다. 광학 송신기는 WDM 송신 채널의 대역폭으로 조정되도록 적응될 수 있다.
광학 송신기는 등화 필터에 관한 정보를 수신하도록 적응된 프로파일링 유닛(profiling unit)을 포함하고, 등화 필터는 대응하는 광학 수신기에서 구성되거나 조정되었다. 등화 필터는 WDM 송신 채널을 통해 광학 송신기로부터 광학 수신기로 송신된 제 1 광학 신호에 의해 야기된 왜곡들을 보상하기 위해 대응하는 광학 수신기에 의해 이용될 수 있다. 제 1 광학 신호는 전형적으로 데이트 심볼들의 제 1 시퀀스를 나타낸다. 특히, 제 1 광학 신호는 데이터 심볼들의 제 1 시퀀스로부터 얻어진 심볼들의 시퀀스로 광학 반송파 신호들을 변조함으로써 얻어질 수 있다. 이 맥락에서, 등화 필터는 광학 송신기에서 수행된 펄스 형상 필터링을 보상하기 위해 대응하는 광학 수신기에 의해 이용될 수 있다. 이러한 펄스 형상 필터링은 데이터 심볼들의 제 1 시퀀스, 결과적으로 제 1 광학 신호를 WDM 송신 채널의 대역폭으로 조정하기 위해 광학 송신기에서 수행될 수 있다. 이와 같이, 등화 필터는 광학 송신기로부터 수신된 제 1 광학 신호에 기초하여 대응하는 광학 수신기에서 구성될 수 있다.
또한, 광학 송신기는 펄스 형상 필터를 이용하여 데이터 심볼들의 제 2 시퀀스를 필터링하고, 이에 의해 데이터 심볼들의 필터링된 시퀀스를 생성하도록 적응된 펄스 형상 필터 유닛을 포함한다. 펄스 형상 필터의 주파수 응답은 등화 필터에 관한 정보에 의존할 수 있다. 즉, 펄스 형상 필터는 광학 수신기로부터 수신된 등화 필터에 관한 정보에 따라 조정될 수 있다.
게다가, 광학 송신기는 데이터 심볼들의 필터링된 시퀀스를 WDM 송신 채널을 통해 광학 수신기로 송신될 제 2 광학 신호로 변환하도록 적응된 디지털-광학 변환기를 포함할 수 있다. 디지털-광학 변환기는 하나 이상의 디지털-아날로그 변환기들(DACs) 및 제 2 광학 신호를 생성하기 위해 심볼들의 필터링된 시퀀스를 갖는 광학 반송파 신호를 변조하기 위한 변조 유닛을 포함할 수 있다.
이와 같이, 광학 송신기는 대응하는 광학 수신기로부터 수신된 정보에 기초하여 그것의 펄스 형상 필터를 적응시키고 따라서, 광학 수신기에서 수신된 신호들의 신호-대-잡음 비(SNR)를 증가시키도록 구성될 수 있다. 이 처리는 광학 송신기 및 광학 수신기의 상승 단계(ramp-up phase) 동안 수행될 수 있다(예를 들면, WDM 송신 채널의 대역폭의 변화 다음의). 예로서, 광학 송신기는 제 1 광학 신호에 대한 데이터 심볼들의 제 1 시퀀스를 필터링할 때, 디폴트 송신기 필터(펄스 형상 필터와 같은)를 이용하도록 적응될 수 있다. 광학 수신기는 그 다음, 수신된 제 1 광학 신호에 기초하여 등화 필터를 적응시킬 수 있고 등화 필터에 관한 정보를 광학 송신기에 제공할 수 있다. 광학 송신기는 그 다음, 등화 필터에 관한 정보에 기초하여 펄스 형상 필터를 조정할 수 있고 조정된 펄스 형상 필터(디폴트 송신기 필터가 아닌)를 이용하여 제 2 광학 신호(제 1 광학 신호 다음의)를 생성할 수 있다. 결과적으로, 광학 송신기 및 광학 수신기는 WDM 송신 채널의 (변화된) 대역폭에 적응될 수 있다.
펄스 형상 필터는 등화 필터에 관한 정보에 의존하여 프리-엠퍼시스 필터(pre-emphasis filter)에 대응할 수 있다. 이와 같이, 펄스 형상 필터 유닛은 프리-엠퍼시스 필터를 이용하여 데이터 심볼들의 제 2 시퀀스를 필터링하도록 적응될 수 있다. 또한, 펄스 형상 필터는 디폴트 송신기 필터를 이용하여 데이터 심볼들의 필터링된 시퀀스를 또한 필터링하도록 적응될 수 있고, 디폴트 송신기 필터는 전형적으로 WDM 송신 채널의 대역폭에 적응될 수 있다. 대안적으로, 펄스 형상 필터는 등화 필터에 관한 정보에 의존하는 프리-엠퍼시스 필터, 및 전형적으로 WDM 송신 채널의 대역폭에 적응되는 디폴트 송신기 필터의 조합에 대응할 수 있다. 후자의 경우에서, 펄스 형상 필터 유닛은 단일 조합된 펄스 형상 필터를 적용하도록 적응될 수 있다(프리-엠퍼시스 필터 및 디폴트 송신기 필터를 순차적으로 적용하는 대신에).
프로파일링 유닛은 프리-엠퍼시스 필터의 주파수 응답이 등화 필터의 필터 응답을 근사시키도록 프리-엠퍼시스 필터를 결정하도록 적응될 수 있다. 이 목적을 위해, 프로파일링 유닛은 등화 필터에 관한 정보를 이용할 수 있다. 예로서, 등화 필터에 관한 정보는: 등화 필터의 주파수 응답을 근사시키는 맞춤 곡선의 하나 이상의 맞춤 파라미터들, 등화 필터의 하나 이상의 필터 계수들 및/또는 대응하는 수신기에서 선택된 필터를 식별하는 필터들의 미리 결정된 리스트에 대한 인덱스 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 선택된 필터의 주파수 응답은 등화 필터의 주파수 응답을 근사시킨다.
또 다른 양태에 따라, 대응하는 송신기로부터 광학 파장 분할 멀티플렉싱된(WDM) 송신 채널 상의 광학 신호를 수신하도록 적응된 광학 수신기가 설명된다. 광학 수신기는 광학 송신기로부터 수신된 제 1 광학 신호를 디지털 신호로 변환하도록 적응된 광-디지털 변환기를 포함한다. 광학 수신기는 코히어런트 광학 수신기일 수 있다. 이와 같이, 광-디지털 변환기는 아날로그 전기 신호들의 하나 이상의 쌍들을 제공하는 코히어런트 광학 검출 유닛을 포함할 수 있고, 아날로그 전기 신호들의 한 쌍은 동 위상(in-phase)이고 직교 위상 신호(구성요소들로서 또한 언급됨)를 포함할 수 있다. 또한, 광-디지털 변환기는 아날로그 신호들을 디지털 신호로 변환하는 하나 이상의 아날로그-디지털 변환기들(ADCs)을 포함할 수 있다. 디지털 신호는 제 1 광학 신호를 변조하기 위해 광학 송신기에서 이용된 데이터 심볼들의 제 1 시퀀스를 나타낸다.
광학 수신기는 등화 필터를 이용하여 디지털 신호를 필터링하고, 이에 의해 필터링된 디지털 신호를 생성하도록 적응된 등화 유닛을 포함한다. 또한, 광학 수신기는 WDM 송신 채널의 전달 함수를 보상하기 위해 및 대응하는 송신기에서 데이터 심볼들의 제 1 시퀀스에 적용된 펄스 형상 필터(예를 들면, 디폴트 송신 필터)를 보상하기 위해 등화 필터를 적응시키도록 구성된 적응 유닛을 포함한다. 적응 유닛은 디지털 신호(제 1 광학 신호로부터 얻어지는)에 기초하여 등화 필터를 결정하도록 구성될 수 있다. 예로서, 적응 유닛은 등화 필터를 결정하기 위해 CMA(Constant Modulus Algorithm)와 같은 블라인드 적응 기술들을 이용할 수 있다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 적응 유닛은 트레이닝 기반 적응 기술들을 이용할 수 있다. 예로서, 제 1 광학 신호는 광학 수신기에 공지된 트레이닝 심볼들의 시퀀스를 포함할 수 있고, 이에 의해 광학 수신기가 등화 필터를 WDM 송신 채널의 전달 함수에 및/또는 광학 송신기의 펄스 형상 필터에 더 양호하게 적응시키는 것을 가능하게 한다.
광학 수신기는 또한 펄스 형상 필터의 수정을 목적으로 등화 필터에 관한 정보를 대응하는 송신기에 제공하도록 적응된 피드백 유닛을 포함한다. 피드백 유닛은 등화 필터에 관한 이 정보를 광학 송신기로 송신하기 위해 제어 평면 또는 또 다른 WDM 송신 채널을 이용할 수 있다.
또한, 광학 수신기는 필터링된 디지털 신호에 기초하여 데이터 심볼들의 제 1 시퀀스를 추정하도록 적응된 결정 유닛을 포함할 수 있다.
광학 수신기 및 광학 송신기는 편광 분할 멀티플렉싱된(PDM) 광학 신호들의 송신을 위해 적응될 수 있다. 이와 같이, 제 1 광학 신호(및 제 2 광학 신호)는 제 1 및 제 2 편광을 각각 포함하는 편광 분할 멀티플렉싱된 광학 신호일 수 있고, 디지털 신호는 제 1 편광 구성요소(또는 제 1 편광에 대한 디지털 신호) 및 제 2 편광 구성요소(또는 제 2 편광에 대한 디지털 신호)를 포함할 수 있다. 유사한 방식으로, 필터링된 디지털 신호는 제 1 편광 구성요소 및 제 2 편광 구성요소를 포함할 수 있다. 코히어런트 광학 수신기의 경우에, 편광 구성요소들 각각은 동 위상 구성요소 및 직교 위상 구성요소를 포함할 수 있다.
PDM의 경우에, 등화 유닛은 편광 디-멀티플렉싱 유닛일 수 있고 등화 필터는 나비 구조(butterfly structure)의 FIR로서 언급된, 복수의 유한 임펄스 응답 필터들을 포함할 수 있다. 피드백 유닛은 복수의 FIR 필터들에 기초하여 등화 필터에 관한 정보를 결정하도록 적응될 수 있다. 특히, 피드백 유닛은 제 1 및 제 2 편광들 각각에 대해 복수의 FIR 필터들의 공통 모드 구성요소를 결정하도록 적응될 수 있다. 제 1(제 2) 편광에 대한 공통 모드 구성요소는 예를 들면, 필터링된 디지털 신호의 제 1(제 2) 편광에 기여하는 등화 필터의 FIR 필터들의 합에 기초하여 결정될 수 있다. 특히, 제 1(제 2) 편광에 대한 공통 모드 구성요소는 예를 들면, 필터링된 디지털 신호의 제 1(제 2) 편광에 기여하는 등화 필터의 FIR 필터들로부터 얻어진 제곱된 절대 응답(squared absolute response)들의 합에 기초하여 결정될 수 있다. 따라서, 등화 필터에 관한 정보는 제 1 및/또는 제 2 편광들에 대한 공통 모드 구성요소에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 표시된 바와 같이, 등화 필터에 관한 정보는 등화 필터로부터 얻어진 필터의 필터 계수들을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 피드백 유닛은 예를 들면, 특정 순서의 다항식과 같은 미리 결정된 맞춤 곡선 또는 사인곡선적(sinusoidal) 맞춤 곡선을 이용하여 등화 필터의 주파수 응답을 근사시키도록 적응될 수 있어서, 이에 의해 하나 이상의 맞춤 파라미터들을 이용하여 주파수 응답을 근사시킨다. 맞춤은 예를 들면, 평균 제곱 오차를 감소시키거나/최소화함으로써 수행될 수 있다. 피드백 유닛은 등화 필터의 근사된 주파수 응답에 기초하여 등화 필터에 관한 정보를 결정하도록 적응될 수 있다. 등화 필터에 관한 정보는 하나 이상의 맞춤 파라미터들을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 피드백 유닛은 필터들의 미리 결정된 리스트로부터 필터를 선택함으로써 등화 필터를 근사시키도록 적응될 수 있다. 선택된 필터의 주파수 응답은 (예를 들면, 평균 제곱 오차를 감소시키거나/최소화함으로써) 등화 필터의 주파수 응답을 근사시킬 수 있다. 이러한 경우들에서, 등화 필터에 관한 정보는 선택된 필터를 식별하는 룩-업 테이블(LUT)에 가능하게 저장된 필터들의 미리 결정된 리스트에 대한 인덱스를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 따라, 파장 분할 멀티플렉싱된(WDM) 송신을 위해 적응된 광학 송신 시스템이 설명된다. 광학 송신 시스템은 본 발명에서 개요된 양태들 중 임의의 하나에 따른 광학 송신기를 포함한다. 또한, 광학 송신 시스템은 본 발명에서 개요된 양태들 중 임의의 하나에 따른 광학 수신기를 포함한다. 게다가, 광학 송신 시스템은 등화 필터에 관한 정보를 광학 수신기로부터 광학 송신기로 전달하도록 적응된 피드백 경로를 포함할 수 있다. 피드백 경로는: 광학 송신 시스템의 제어 평면 또는 광학 수신기를 포함하는 원단 트랜스폰더로부터 광학 송신기를 포함하는 근단 트랜스폰더로의 WDM 송신 채널 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 따라, 광학 송신기 및 대응하는 광학 수신기를 포함하는 광학 송신 시스템의 신호-대-잡음 비 및 전체적인 성능을 증가시키기 위한 방법이 설명된다. 방법은 등화 필터에 관한 정보를 수신하는 단계를 포함하고, 등화 필터는 광학 수신기에서 적응되었다. 방법은 펄스 형상 필터를 이용하여 데이터 심볼들의 시퀀스를 필터링하고, 이에 의해 데이터 심볼들의 필터링된 시퀀스를 생성하는 것으로 진행한다. 펄스 형상 필터의 주파수 응답은 등화 필터에 관한 정보에 의존한다. 또한, 방법은 데이터 심볼들의 필터링된 시퀀스를 광학 신호로 변환하는 단계 및/또는 광학 신호를 광학 수신기로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 따라, 소프트웨어 프로그램이 설명된다. 소프트웨어 프로그램은 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행될 때, 처리기 상에서의 실행을 위해 및 본 발명에서 개요된 방법 단계들을 수행하기 위해 적응될 수 있다.
또 다른 양태에 따라, 저장 매체가 설명된다. 저장 매체는 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행될 때, 처리기 상에서의 실행을 위해 및 본 발명에서 개요된 방법 단계들을 수행하기 위해 적응된 소프트웨어 프로그램을 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 따라, 컴퓨터 프로그램 제품이 설명된다. 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 상에서 실행될 때, 본 발명에서 개요된 방법 단계들을 수행하기 위한 실행가능한 지시들을 포함할 수 있다.
본 특허 출원에서 개요된 바와 같은 그것의 바람직한 실시예들을 포함하는 방법들 및 시스템들이 독립적으로 또는 본 발명에서 개시된 다른 방법들 및 시스템들과 조합으로 이용될 수 있음을 주의해야 한다. 또한, 본 특허 출원에서 개요된 방법들 및 시스템들의 모든 양태들은 임의적으로 조합될 수 있다. 특히, 청구항들의 특징들은 임의의 방식으로 서로 조합될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 일 예시적인 방식으로 아래에 설명된다.
도 1은 고정된 및 유연한 주파수 격자 상의 예시적인 WDM 채널들을 도시한 도면.
도 2a는 일 예시적인 광학 송신 시스템의 블록도.
도 2b는 편광 디멀티플렉서 유닛에서 이용된 일 예시적인 필터 뱅크의 블록도.
도 3은 광학 송신 시스템의 송신기 및 수신기에서의 예시적인 광학 필터들의 주파수 응답을 도시한 도면.
도 4는 광학 송신 시스템의 수신기에서 결정된 하나 이상의 필터들에 기초하여 송신기에서 광학 필터들을 적응시키기 위한 일 예시적인 방법을 도시한 도면.
도입 섹션에서 개요된 바와 같이, 상이한 폭들의 WDM 채널들은 광학 송신 경로들 상의 손상들에 대해 광학 송신 시스템의 용량을 적응시키기 위해 이용될 수 있다. 상이한 채널 폭들(채널 간격)을 갖는 WDM 채널들(111, 112)은 도 1의 WDM 채널도(110)에 도시된다. WDM 채널(111)의 폭을 적응시킬 때, WDM 채널(111)의 송신기에서 이용된 송신 필터는 전형적으로 WDM 채널(111)의 감소된 대역폭에 적응되어야 하거나 상기 WDM 채널(111)의 대역폭을 증가시키도록 적응되어야 한다. 이러한 송신기 필터는 주로 인접한 WDM 채널들(111, 112) 사이의 크로스토크를 감소시키기 위해 펄스 형상을 위해 이용된다. 이와 같이, 송신기 필터는 또한 펄스 형상 필터로서 언급될 수 있다. 송신기 필터의 주파수 응답은 대응하는 수신기에서 전기 신호-대-잡음 비(SNR)를 최적화하기 위해(즉, 증가시키기 위해) 설계될 수 있다. 송신기 필터를 WDM 채널(111)의 수정된 폭에 적응시키기 위해, 송신기 필터는 가변적인 감쇠 프로파일을 제공받을 수 있고, 이에 의해 송신기 필터의 컷-오프 주파수를 WDM 채널(111)의 수정된 폭으로 조정할 수 있게 한다. 본 발명에서, 수신기 측에서의 수신된 SNR이 최적화되도록(즉, 증가되도록) 송신기 측에서 이용된 필터링 프로파일을 동적으로 결정하는 것이 제안된다. 따라서, 전체적인 광학 송신 채널의 성능을 최적화하는 송신기 필터를 결정하는 것이 제안된다. (코히어런트) 수신기에서 이용된 하나 이상의 (선형) 적응형 등화기들의 응답을 분석함으로써 송신 측에서 필터링 프로파일을 최적화하는 것이 제안된다. 수신기에서의 하나 이상의 적응형 등화기들은 CMA(constant modulus algorithm) 또는 다른 블라인드 적응 기술들을 이용할 수 있다. 즉, 대응하는 수신기에서 이용가능한 광학 송신 채널의 전달 함수에 관한 정보에 기초하여 송신기에서 송신 필터를 결정하는 것이 제안된다. 이와 같이, WDM 채널(111)의 폭을 수정하고 송신기에서의 송신기 필터를 수정된 WDM 채널(111)에 자동적으로 적응시키는 것이 가능하고, 자동적으로 적응된 송신기 필터는 수신기에서 SNR을 최적화한다(즉, 증가시킨다).
도 2a는 송신기(210), 광학 송신 경로(250) 및 수신기(230)를 포함하는 일 예시적인 광학 송신 시스템(200)을 도시한다. 또한, 광학 송신 시스템(200)은 광학 송신 시스템(200)을 관리하기 위해 이용될 수 있는 제어 평면(260)을 포함한다. 제어 평면(260)은 전형적으로 네트워크 프로토콜 스위트 GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)를 이용한다. 예로서, 제어 평면(260)은 광학 송신 경로(250) 상에서 이용된 WDM 채널(111)의 폭을 변화시키도록 송신기(210) 및 수신기(230)에 지시하기 위해 이용될 수 있다.
송신기(210)는 예를 들면, 주문형 반도체(Application-specific integrated circuit; ASIC)로서 구현될 수 있는 제 1 디지털 신호 처리기(218)를 포함한다. 도시된 예에서, 편광 멀티플렉싱된 광학 신호들을 위한 송신기(210)가 도시된다. 제 1 디지털 신호 처리기(218)는 광학 신호의 2개의 편광들 각각에 심볼들(211)의 2개의 시퀀스들(예를 들면, QPSK 심볼들)을 제공한다. 심볼들(211)의 2개의 시퀀스들은 광학 신호의 2개의 편광들에 대해 2개의 송신기 필터들(212)의 뱅크에 의해 각각 필터링된다. 일 실시예에서, 2개의 송신기 필터들(212)은 동일하지만, 다른 실시예들에서, 2개의 송신기 필터들(212)은 광학 신호의 각각의 편광들에 대해 특정하다. 게다가, 송신기(210)는 펄스 형상 필터들의 리스트를 제공하기 위한 룩-업 테이블(LUT)(213)을 포함할 수 있다. 디지털-아날로그 변환기들(DAC)(214)의 쌍은 심볼들(211)의 필터링된 시퀀스들을 전기 신호들의 쌍으로 변환하기 위해 이용된다. 전기 신호들의 쌍은 (구동기들(215) 및 변조기들(216) 예를 들면, 마하-젠더-변조기들(Mach-Zehnder-Modulators; MZM)을 이용하여) 송신 경로(250)를 통해 송신되는 광학 신호의 2개의 편광들을 변조하기 위해 이용된다.
도 2a에 도시된 광학 수신기(230)는 수신된 광학 신호를 복소 디지털 신호들의 쌍으로 변환하도록 구성되는 코히어런트 광학 수신기이고, 각각의 디지털 신호는 동 위상 구성요소 및 직교 위상 구성요소를 포함한다. 이 목적을 위해, 코히어런트 수신기는 코히어런트 검출기 및 아날로그-디지털 변환기들(ADC)(231)의 뱅크를 포함할 수 있다. 또한, 광학 수신기(230)는 결정 유닛들(236)에서 심볼들(211)의 2개의 시퀀스들을 복구하기 위해, 디지털 신호들의 쌍을 처리하는 제 2 디지털 신호 처리기(238)(예를 들면, ASIC)를 포함한다. 디지털 신호들의 쌍의 처리는 전형적으로 CD 보상(232), 클록 복구(DCR)(233) 및 반송파 주파수/반송파 위상 추정(235)을 포함한다.
또한, 처리는 전형적으로 편광 디멀티플렉싱 및 등화 유닛(234)을 포함한다. 편광 디멀티플렉싱 유닛(234)은 채널 등화를 위해 및/또는 편광 디-멀티플렉싱을 위해 이용되는 하나 이상의 등화 필터들을 포함할 수 있다. 편광 디멀티플렉싱 유닛(234)은 전형적으로 나비 구조로 배열된 4개의 유한 임펄스 응답(FIR) 필터들(271)의 뱅크(270)를 포함한다(도 2b 참조). FIR 필터들(271)의 필터 탭들은 적응 유닛(272)을 포함하는 피드백 루프 내에서 결정될 수 있고 지속적으로 적응될 수 있다. 적응 유닛(272)은 "블라인드" 방식으로 필터 탭들을 지속적으로 적응시키는 CMA 알고리즘을 실행할 수 있다. 즉, CMA 알고리즘은 단지 수신된 광학 신호로부터 얻어진 디지털 신호들의 쌍의 샘플들에만 기초하여 FIR 필터들(271)의 필터 탭들을 결정한다. 필터 탭들은 전형적으로, 편광 디-멀티플렉싱 유닛(234) 다운스트림(FIR 필터 뱅크(270)로 필터링하는 것 다음의)의 필터링된 신호가 미리 결정된 신호 특성들을 보이도록 결정된다. 예로서, 단위 진폭의 신호들에 대해, CMA는 편광 디-멀티플렉싱 유닛(234)의 출력부에서의 에러 항
Figure pct00001
의 크기를 감소시키려고 노력할 수 있고,
Figure pct00002
는 편광 디-멀티플렉싱 유닛(234)의 출력 신호(sout)의 세기(또는 진폭)이다.
CMA 알고리즘은 고다르(Godard)(IEEE Tr. Comm, vol.28, no.11. pp. 1867-1875, 1980)에 의해 도입되었고 그의 설명은 참조로서 통합된다. 또한, CMA는 2006년 9월, 프랑스, 칸, ECOC 2006의 회의록, 논문 Th2.5.5, S.J. 세이버리, 등에 의한 문서 "Digital Equalization of 40Gbit/s per Wavelength Transmission over 2480km of Standard Fiber without Optical Dispersion Compensation"에서 논의된다. 이 문서에서 CMA의 설명은 이에 의해 참조로서 통합된다.
편광 디멀티플렉싱 유닛(234)의 FIR 필터들(271)은
Figure pct00003
로서 표현될 수 있고, i, j=1,2는 4개의 FIR 필터들(271) 각각을 식별하는 인덱스들이고
Figure pct00004
는 각각의 FIR 필터들(271)의 N개의 필터 탭들이고, N은 10의 범위 내에 있다. FIR 필터들(271)은 전형적으로, 공통 노드 구성요소 및 차동 모드 구성요소로 불리는 2개의 필터 구성요소들로 분할될 수 있다. 차동 모드 구성요소는 2개의 직교 편광된 신호 구성요소들의 편광 평면들을 정확하게 식별하기 위해, 주로 수신된 신호의 편광 평면을 바꿀 책임이 있다. 공통 모드 구성요소는 이웃하는 WDM 채널들과의 특정한 WDM 채널의 간섭들로 인할 수 있는 수신된 신호의 원하지 않는 크로스-토크 왜곡들을 주로 제거할 책임이 있다. 이와 같이, 공통 모드 구성요소는 전형적으로 이웃하는 WDM 채널들로부터 발생하는 신호 부분들로부터 특정한 WDM 채널의 신호 부분들을 격리하는데 지향된다.
H11(z) 및 H21(z)를 (편광 디멀티플렉싱 유닛(234)의 출력부에서) 제 1 편광 디멀티플렉싱된 디지털 신호(275)를 생성하기 위해 편광 디멀티플렉싱 유닛(234)의 입력부에서 디지털 신호들(273, 274)의 쌍을 믹싱(mixing)하는 FIR 필터들(271)로 두자. 이들 2개의 FIR 필터들의 공통 모드 구성요소는 2개의 FIR 필터들(H11(z) 및 H21(z))로부터 얻어진 제곱된 절대 응답들의 합의 제곱근으로서 결정될 수 있다. 결과로 발생하는 필터는 제 1 편광에 대한 공통 모드 FIR 필터 구성요소로서 또는 제 1 공통 모드 필터로서 언급될 수 있다. 유사한 방식으로, 제 2 편광에 대한 공통 모드 FIR 필터 구성요소들(또는 제 2 공통 모드 필터)은 (편광 디멀티플렉싱 유닛(234)의 출력부에서) 제 2 편광 디멀티플렉싱된 디지털 신호(276)를 생성하기 위해 편광 디멀티플렉싱 유닛(234)의 입력부에서 디지털 신호들(273, 274)의 쌍을 믹싱하는 필터들(H12(z) 및 H22(z))로부터 결정될 수 있다. 공통 모드 구성요소들은 예를 들면, 피드백 유닛(237)에서 결정될 수 있다.
이와 같이, 코히어런트 수신기들(230)은 전형적으로 송신 후에 수신된 편광 지류(tributary)들을 디멀티플렉싱하기 위해 선형 적응형 등화기들(예를 들면, CMA, 결정 지향 최소 제곱 평균(LMS), 등을 이용하는)을 이용한다. 이들 선형 등화기들은 전형적으로 스펙트럼의 가장 높은 주파수들을 증진함으로써 심볼 간 간섭 유발 패널티들을 완화하려고 노력한다. 저 광학 SNR에서, 이것은 신호 대역폭에 포함된 잡음의 증진을 야기할 수 있고 이에 의해, 성능을 격하시킨다. 이 문제를 회피하기 위해, 송신기(210)에서 송신기 필터(212)에 의해 이용된 필터링 프로파일을 적응시키기 위해 수신기(230)에서 선형 등화기 응답의 스펙트럼 프로파일을 이용하는 것이 제안되고, 이에 의해 수신된 대역폭에 대한 송신된 신호의 에너지를 최대화한다(즉, 증가시킨다). 이 목적을 위해, CMA의 스펙트럼 응답은 피드백 유닛(237)에서의 저속 마이크로-제어기에서 분석될 수 있다. 즉, CMA 알고리즘은 전형적으로 심볼 레이트보다 낮은 업데이트 레이트(예를 들면, 심볼 레이트보다 팩터 10 또는 100만큼 낮은)로 동작한다. 결과적으로, CMA의 스펙트럼 응답의 결정, 즉 FIR 필터들(271)의 결정은 수신된 디지털 신호들의 처리보다 낮은 처리기 레이트들로 수행될 수 있다.
CMA 필터의 스펙트럼 응답에 대한(즉, FIR 필터들(271)에 대한) 송신기(210)에서의 타이트(tight)한 필터링의 영향의 일례는 도 3에 도시된다. 33-GHz 대역폭 인터리버를 이용하여(즉, 도 3에 도시된 주파수 응답(300)을 가지는 송신기 필터(212)를 이용하여) 32-Gbaud PDM-QPSK 신호를 실험적으로 필터링한 후에, 수신기(230)에서의 FIR 필터들(271)의 스펙트럼 응답(301)은 고 주파수들의 분명한 증진을 보여준다. 고 주파수들의 이 증진은 저 OSNR에서의 잡음 증진을 야기할 수 있고, 이에 의해 광학 송신 시스템(200)의 성능을 감소시킨다.
수신기(230)에서의 잡음 증진의 효과를 감소시키기 위해, FIR 필터들(271)의 스펙트럼 응답(301)을 송신기(20)에 제공하는 것이 제안되고, 이에 의해 송신기(210)가 수신기(230)에서의 잡음의 원하지 않는 증진을 감소시키는 적절한 송신기 필터(212)를 설계하는 것이 가능하다. 이것은 제어 평면(260)을 이용함으로써 행해질 수 있다. 특히, 수신기(230)는 FIR 필터들(271)의 주파수 응답(301)에 관한 정보를 제어 평면(260)으로 전달할 수 있고 제어 평면(260)은 이 정보를 송신기(210)로 포워딩(forwarding)할 수 있다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 직접 업스트림 통신 처리는 본 발명의 이후 섹션에서 개요될 바와 같이 이용될 수 있다. 이러한 직접 업스트림 통신 처리는 제어 평면(260)을 통해 통신보다 빠를 수 있고, 이에 의해 다이내믹스(dynamics)를 증가시킨다.
수신기(230)로부터 송신기(210)로 송신되는 정보의 양을 감소시키기 위해, FIR 필터들(271)의 스펙트럼 응답(301)이 근사될 수 있음을 주의해야 한다. 이 목적을 위해, FIR 필터 응답은 예를 들면, 미리 결정된 정도의 다항식에 의해 또는 사인 함수에 의해 맞춰질 수 있다. 결과적으로, 단지 감소된 수의 맞춤 파라미터들만이 수신기(230)로부터 송신기(210)로 송신된다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 수신기(230) 및 송신기(210)는 디폴트 스펙트럼 응답들의 공통 리스트(필터링 기능들의 뱅크로서 또한 언급된)를 이용할 수 있다. 수신기(230)(특히, 피드백 유닛(237))는 FIR 필터들(271)의 실제 스펙트럼 응답(301)을 최상으로 근사하는 리스트로부터 디폴트 스펙트럼 응답을 선택하도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 단지 리스트로부터의 인덱스만이 송신기(230)로 송신될 수 있다. 송신기(230)는 그 다음, 송신된 인덱스를 이용하여 공통 리스트로부터 디폴트 스펙트럼 응답을 복구하도록 구성된다(예를 들면, 프로파일링 유닛(217)을 이용하여).
FIR 필터들(271)의 스펙트럼 응답(301)에 관한 정보(예를 들면, FIR 필터 계수들, 맞춤 파라미터들 및/또는 디폴트 필터들의 공통 리스트에 대한 인덱스)는 송신기 필터(212)에서 수행된 펄스 형상을 수정하기 위해 송신기(210)에 의해 이용될 수 있고, 이에 의해 편광 디멀티플렉싱(234) 후에 신호-대-잡음 비를 최적화하고(즉, 증가시키고), 따라서 광학 송신 시스템(200)의 성능을 최적화한다(증가시킨다).
상기 개요된 바와 같이, 편광 디멀티플렉싱 유닛(234)의 FIR 필터들(271)은 전형적으로 공통 모드 구성요소를 포함한다. 특히, 특정 공통 모드 구성요소는 제 1 제 2 편광들 각각에 대해 결정될 수 있다. 제 1 편광에 대한 공통 모드 구성요소는 제 1 공통 모드 구성요소로서 언급될 수 있고 제 2 편광에 대한 공통 모드 구성요소는 제 2 공통 모드 구성요소로서 언급될 수 있다. 제 1 공통 모드 구성요소는 H11(z) 및 H21(z)로부터 얻어질 수 있고, 제 2 공통 모드 구성요소는 H12(z) 및 H22(z)로부터 얻어질 수 있다. 도 3에 도시된 주파수 응답(301)은 제 1 또는 제 2 공통 모드 구성요소의 주파수 응답에 대응한다. 이와 같이, 수신기(230)(예를 들면, 피드백 유닛(237))는 제 1 및/또는 제 2 공통 모드 구성요소에 관한 정보를 송신기(210)에(예를 들면, 송신기(210)의 프로파일링 유닛(217)에) 제공하도록 구성될 수 있다.
도 4는 32-Gbaud PDM-QPSK 실험 데이터를 이용하여 FIR 필터들(271)에 기초한 송신기 필터(212)를 적응시키기 위한 일 예시적인 방식(400)을 보여준다. PDM-QPSK 데이터(211)는 주파수 응답(401)을 가지는 표준 33GHz 채널 필터를 이용하여 필터링된다. 수신기(230)에서, 편광 디멀티플렉싱 유닛(234)은 (예를 들면, CMA 알고리즘을 이용하여) FIR 필터들(271)의 뱅크(270)를 생성한다. FIR 필터들(271)의 제 1 또는 제 2 공통 모드의 스펙트럼 응답(402)은 도 4에 도시된다. FIR 필터들(271)의 제 1 또는 제 2 공통 모드 구성요소들의 스펙트럼 응답들(402)은 송신기(210)로 다시 공급되는 맞춰진 스펙트럼 응답들(403)을 생성하기 위해 맞춰질 수 있고, 이에 의해 수신기(230)로부터 송신기(210)로 송신될 데이터의 양을 감소시킨다.
송신기(210)의 프로파일링 유닛(217)은 송신기 필터(212)의 스펙트럼 응답을 적응시키기 위해 수신기(230)로부터 수신된 정보를 이용할 수 있고, 이에 의해 송신 채널의 SNR을 증가시킨다. 대안적으로, 프리-엠퍼시스 필터(404)는 표준 송신기 필터(405)(필터(401)에 대응하는)를 이용하여 필터링하기 이전에 심볼들(211)의 시퀀스들에 적용될 수 있다. 즉, 시간 도메인에서 송신기 필터(212)의 펄스 형상을 수정하는 것에 등가적으로, 채널 응답은 수신기(230)로부터 수신된 필터링 프로파일을 이용하여 송신기 측에서 수정될 수 있다.
송신기(210)에서 수행된 필터링의 이 수정 후에, 수신기(230)에서 FIR 필터들(271)의 스펙트럼 응답(406)은 더 플랫(flat)해지고, 따라서 저 OSNR에서의 잡음 증진을 감소시키고 광학 송신 시스템(200)의 성능을 향상시킨다. 실험들은 예를 들면, 필터 최적화로 인한 0.5dB OSNR 향상을 보여주었다. 이 향상은 더 타이트한 필터링에 대해, 즉 33GHz 미만의 예를 들면, 25GHz에서의 필터링에 대해 심지어 더 커야 한다.
다음에서, FIR 필터들(271)에 관한 피드백 정보를 송신기(210)에 제공하기 위해, 수신기(230)와 송신기(210) 사이의 직접 피드백 링크의 가능한 구현이 설명된다. 이 목적을 위해, 수신기(230) 및 송신기(210)는 수신기(230)를 포함하는 (원단) 트랜스폰더와 송신기(210)를 포함하는 (근단) 트랜스폰더 사이의 업스트림 또는 역 통신 경로를 이용한다. 원단 트랜스폰더 및 근단 트랜스폰더는 광학 통신 시스템(200)의 WDM 채널들(211, 212) 상의 데이터(즉, 페이로드 데이터)를 교환하기 위해 이용된 통신 프로토콜들을 이용할 수 있다. 특히, 원단 트랜스폰더(230) 및 근단 트랜스폰더(210)는 ITU-T 표준 G.709에 규정된 광학 전송 네트워크(OTN) 프로토콜 프레임워크를 이용할 수 있다. OTN 프레임워크는 광학 통신 시스템(200)을 통해 페이로드 데이터를 라우팅하는 방법을 정의한다. 페이로드 데이터는 소위 프레임들로 임베딩(embedding)되고, 각각의 프레임은 프레임 오버헤드(frame overhead)를 포함한다. 프레임 오버헤드는 복수의 필드들(바이트들)을 포함하고, 복수의 필드들은 광학 통신 시스템(200)의 네트워크 요소들(예를 들면, 수신기(230)를 포함하는 원단 트랜스폰더와 송신기(210)를 포함하는 근단 트랜스폰더) 사이의 특정 통신을 구현하고 채널들을 제어하기 위해 이용될 수 있다. OTN 프레임들(전형적으로 광학 전송 유닛(OTUk) 프레임들로서 언급된)의 오버헤드는 근단 트랜스폰더 및 원단 트랜스폰더에 의해 직접적으로 액세스가능하다.
결과적으로, (수신기(230)를 포함하는) 원단 트랜스폰더는 FIR 필터들(271)의 필터 응답에 관한 정보를 광학 통신 채널을 통해 원단 트랜스폰더로부터 (송신기(210)를 포함하는) 근단 트랜스폰더로 전송되는 OTUk 프레임의 오버로드의 미리 결정된 바이트로 삽입할 수 있고, 이에 의해 송신기 필터(212)의 프로파일을 적응시키는 방법에 대하여 근단 트랜스폰더에 통지한다. 이와 같이, 피드백 통신 링크는 (수신기(230)를 포함하는) 원단 트랜스폰더와 (송신기(210)를 포함하는) 근단 트랜스폰더 사이의 인-밴드 통신 링크로서 구현될 수 있다.
본 발명에서, 타이트하게 이격된 WDM 송신 시스템에 대해 송신기 필터들을 결정하기 위한 방식이 설명되었다. 방식은 WDM 송신 채널의 수신기에서의 등화기 필터들의 주파수 응답에 기초한 특정한 WDM 송신 채널에 대한 송신기 필터의 결정을 허용한다. 결과적으로, WDM 송신 채널의 성능이 향상될 수 있다. 특히, 제안된 방식은 초고밀도 WDM 시스템들의 맥락에서 코히어런트 수신기들에서의 신호-대-잡음 비의 최적화를 가능하게 한다. 게다가, 제안된 방식은 초고밀도 WDM 시스템들에서 타이트하게 필터링된 신호들의 성능의 유연한 최적화를 가능하게 하고, 이는 더 긴 최대 송신 도달거리들로 해석된다.
제안된 방식은 WDM 송신 채널의 상승 단계 동안 수행될 수 있다(예를 들면, WDM 채널의 폭의 수정 다음에 또는 WDM 채널의 초기 셋업 다음에). 또한, 제안된 방식은 채널 조건들에 변경에 송신기에서의 펄스 형상을 적응시키기 위해, 정기적으로 수행될 수 있다. 상기 표시된 바와 같이, 송신기 필터의 적응은 PDM 신호의 각각의 편광에 대해 별개로 수행될 수 있다. 대안적으로, 공통 송신기 필터는 편광들 둘 모두를 위해 이용될 수 있다. 후자의 경우에서, 모든 FIR 필터들의 공통 모드에 관한 정보는 수신기로부터 송신기로 피드백될 수 있다. 모든 FIR 필터들의 공통 모드는 모든 FIR 필터들의 합으로서 및/또는 평균으로서 얻어질 수 있다.
설명 및 도면들은 단지 제안된 방법들 및 시스템들의 원리들을 도시함을 주의해야 한다. 따라서, 당업자들이 본 명세서에 명백하게 설명되거나 도시되지 않을지라도, 본 발명의 원리들을 구현하고 그의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 장치들을 고안할 수 있을 것임을 인식할 것이다. 또한, 본 명세서에서 나열된 모든 예들은 본 분야를 발전시키기 위해 발명자들에 의해 기여된 개념들 및 제안된 방법들과 시스템들의 원리들을 판독자가 이해하는데 도움을 줄 수 있는 단지 교육학적인 목적이 되도록 주로 분명하게 의도되고, 이러한 구체적으로 나열된 예들 및 조건들로의 제한이 없는 것으로서 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리들, 양태들, 및 실시예들 뿐만 아니라, 그의 특정한 예들을 나열하는 본 명세서에서의 모든 진술들은 그의 등가물들을 포함하도록 의도된다.
또한, 다양한 상기 설명된 방법들의 단계들 및 설명된 시스템들의 구성요소들이 프로그래밍된 컴퓨터들에 의해 수행될 수 있음을 주의해야 한다. 본 명세서에서, 일부 실시예들은 또한 프로그램 저장 디바이스들 예를 들면, 기계 또는 컴퓨터 판독가능하고 기계-실행가능하거나 컴퓨터-실행가능한 프로그램들의 지시들을 인코딩하는 디지털 데이터 저장 매체들을 커버하도록 의도되고, 상기 지시들은 상기 설명된 방법들의 일부 또는 모든 단계들을 수행한다. 프로그램 저장 디바이스들은 예를 들면, 디지털 메모리들, 자기 디스크들 및 자기 테이프들, 하드 드라이브들과 같은 자기 저장 매체들, 또는 광학적으로 판독가능한 디지털 데이터 저장 매체들일 수 있다. 실시예들은 또한 상기 설명된 방법들의 상기 단계들을 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨터들을 커버하도록 의도된다.
게다가, 본 특허 문서에서 설명된 다양한 요소들의 기능들은 전용 하드웨어 뿐만 아니라, 적절한 소프트웨어와 연관된 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어의 이용을 통해 제공될 수 있다. 처리기에 의해 제공될 때, 기능들은 단일 전용 처리기에 의해, 단일 공유된 처리기에 의해, 또는 복수의 개별적인 처리기들에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다. 게다가, 용어 "처리기" 또는 "제어기"의 명백한 이용은 오로지 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 언급하도록 해석되어서는 안되고, 무조건적으로 제한 없이, 디지털 신호 처리기(DSP) 하드웨어, 네트워크 처리기, 주문형 반도체(application specific integrated circuit; ASIC), 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA), 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 비 휘발성 저장장치를 포함할 수 있다. 다른 하드웨어, 종래의 및/또는 맞춤형 하드웨어가 또한 포함될 수 있다.
마지막으로, 본 명세서에서의 임의의 블록도들이 본 발명의 원리들을 구현하는 도시적인 회로의 개념도들을 표현함을 주의해야 한다. 유사하게, 임의의 플로우 차트들(flow charts), 흐름도들, 상태 전이도들, 의사 코드 등이 컴퓨터 판독가능한 매체에 실질적으로 표현될 수 있는 다양한 처리들을 표현하고 따라서, 이러한 컴퓨터 또는 처리기가 명백하게 도시되든 아니든, 컴퓨터 또는 처리기에 의해 실행될 수 있음을 인식할 것이다.
111, 112, 123: WDM 채널 200: 광학 송신 시스템
210: 송신기 212: 송신기 필터들
213: 룩-업 테이블
214: 디지털-아날로그 변환기들 215: 구동기들
216: 변조기들 217: 프로파일링 유닛
218: 제 1 디지털 신호 처리기
230: 코히어런트 수신기들
231: 아날로그-디지털 변환기들
234: 편광 디멀티플렉싱 유닛 236: 결정 유닛들
237: 피드백 유닛
238: 제 2 디지털 신호 처리기 250: 광학 송신 경로
260: 제어 평면 271: FIR 필터들
272: 적응 유닛

Claims (15)

  1. 광학 파장 분할 멀티플렉싱된(WDM) 송신 채널(111) 상의 광학 신호를 대응하는 광학 수신기(230)로 송신하도록 적응된 광학 송신기(210)에 있어서,
    - 상기 광학 송신기(210)로부터 수신된 제 1 광학 신호에 의해 기초하여, 상기 대응하는 광학 수신기(230)에서 적응된 등화 필터(270)의 스펙트럼 응답에 관한 정보를 수신하도록 적응된 프로파일링 유닛(profiling unit)(217)으로서, 상기 등화 필터는 상기 WDM 송신 채널(111)의 전달 함수를 보상하도록 구성되고 상기 광학 송신기(210)의 펄스 형상 필터를 보상하도록 구성되는, 상기 프로파일링 유닛(217);
    - 펄스 형상 필터를 이용하여 데이터 심볼들(211)의 제 2 시퀀스를 필터링하고, 이에 의해 데이터 심볼들(211)의 필터링된 시퀀스를 생성하도록 적응된 펄스 형상 필터 유닛(212)으로서, 상기 광학 송신기(210)는 상기 광학 송신기(210)를 상기 WDM 송신 채널(111)의 대역폭에 적응시키기 위해 상기 등화 필터(270)의 스펙트럼 응답에 관한 상기 정보에 기초하여 상기 펄스 형상 필터의 주파수 응답(404, 405)을 적응시키도록 구성되는, 상기 펄스 형상 필터 유닛(212); 및
    - 상기 데이터 심볼들(211)의 필터링된 시퀀스를 상기 광학 수신기(230)로 송신될 제 2 광학 신호로 변환하도록 적응된 디지털-광학 변환기(214, 215, 216)를 포함하는, 광학 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 펄스 형상 필터는 상기 등화 필터(270)에 관한 상기 정보에 의존하는 프리-엠퍼시스 필터(pre-emphasis filter)이고;
    - 상기 펄스 형상 필터 유닛(212)은 상기 WDM 송신 채널(111)의 대역폭에 적응된 디폴트 송신기 필터를 이용하여 상기 데이터 심볼들(211)의 필터링된 시퀀스를 또한 필터링하도록 적응되는, 광학 송신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 형상 필터는 상기 등화 필터(270)에 관한 상기 정보에 의존하는 프리-엠퍼시스 필터 및 상기 WDM 송신 채널(111)의 대역폭에 적응된 디폴트 송신기 필터의 조합에 대응하는, 광학 송신기.
  4. 제 2 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 프로파일링 유닛(217)은,
    - 상기 등화 필터(270)에 관한 상기 정보에 기초하여, 상기 등화 필터(270)의 필터 응답을 근사시키는 주파수 응답을 가지는 상기 프리-엠퍼시스 필터를 결정하도록 적응되는, 광학 송신기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 등화 필터(270)에 관한 상기 정보는,
    - 상기 등화 필터(270)의 주파수 응답을 근사시키는 맞춤 곡선의 하나 이상의 맞춤 파라미터들;
    - 상기 등화 필터(270)의 하나 이상의 필터 계수들; 및
    - 상기 대응하는 수신기(230)에서 선택된 필터를 식별하는 필터들의 미리 결정된 리스트에 대한 인덱스 중 하나 이상을 포함하고, 상기 선택된 필터의 주파수 응답은 상기 등화 필터(270)의 주파수 응답을 근사시키는, 광학 송신기.
  6. 대응하는 송신기(210)로부터 광학 파장 분할 멀티플렉싱된(WDM) 송신 채널(111) 상의 광학 신호를 수신하도록 적응된 광학 수신기(230)에 있어서,
    - 상기 광학 송신기(210)로부터 수신된 제 1 광학 신호를 디지털 신호로 변환하도록 적응된 광-디지털 변환기(231)로서, 상기 디지털 신호는 데이터 심볼들의 제 1 시퀀스를 나타내는, 상기 광-디지털 변환기(231);
    - 상기 WDM 송신 채널(111)을 통해 상기 광학 송신기(210)로부터 상기 광학 수신기(230)로 송신된 상기 제 1 광학 신호에 의해 야기된 왜곡들을 보상하기 위해 등화 필터(270)를 이용하여 상기 디지털 신호를 필터링하고, 이에 의해 필터링된 디지털 신호를 생성하도록 적응된 등화 유닛(234);
    - 상기 WDM 송신 채널(111)의 전달 함수를 보상하기 위해, 상기 대응하는 송신기(210)에서 상기 데이터 심볼들의 제 1 시퀀스에 적용된 펄스 형상 필터를 보상하기 위해 및 상기 WDM 송신 채널(111)의 대역폭에 상기 광학 수신기(230)를 적응시키기 위해 상기 디지털 신호에 기초하여 상기 등화 필터(270)를 적응시키도록 구성된 적응 유닛(272); 및
    - 상기 등화 필터(270)의 스펙트럼 응답에 관한 정보를 상기 펄스 형상 필터의 수정을 위한 상기 대응하는 송신기(210)에 제공하도록 적응된 피드백 유닛(237)을 포함하는, 광학 수신기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    - 상기 제 1 광학 신호는 제 1 및 제 2 편광을 포함하는 편광 멀티플렉싱된 광학 신호이고;
    - 상기 디지털 신호는 각각이, 동 위상(in-phase) 구성요소 및 직교 위상 구성요소를 포함하는 제 1 편광 구성요소 및 제 2 편광 구성요소를 포함하고;
    - 상기 등화 유닛(234)은 편광 디-멀티플렉싱 유닛(234)이고;
    - 상기 필터링된 디지털 신호는 제 1 편광 구성요소 및 제 2 편광 구성요소를 포함하고;
    - 상기 등화 필터(270)는 나비 구조(butterfly structure)의 복수의 유한 임펄스 응답(FIR) 필터들(271)을 포함하고;
    - 피드백 유닛(237)은 상기 복수의 FIR 필터들(271)에 기초하여 상기 등화 필터(270)에 관한 상기 정보를 결정하도록 적응되는, 광학 수신기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 피드백 유닛(237)은,
    - 상기 제 1 및 제 2 편광들 각각에 대해 상기 복수의 FIR 필터들(271)의 공통 모드 구성요소를 결정하고;
    - 상기 제 1 및 제 2 편광들에 대한 상기 공통 모드 구성요소에 기초하여 상기 등화 필터(270)에 관한 상기 정보를 결정하도록 적응되는, 광학 수신기.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 등화 필터(270)에 관한 상기 정보는 상기 등화 필터(270)로부터 얻어진 필터의 필터 계수들을 포함하는, 광학 수신기.
  10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피드백 유닛(237)은,
    - 상기 등화 필터(270)의 주파수 응답을 근사시키고;
    - 상기 등화 필터(270)의 근사된 주파수 응답에 기초하여 상기 등화 필터(270)에 관한 상기 정보를 결정하도록 적응되는, 광학 수신기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    - 상기 등화 필터(270)를 근사시키는 것은 하나 이상의 맞춤 파라미터들을 이용하여 상기 등화 필터(270)의 주파수 응답을 맞춤시키는 것을 포함하고;
    - 상기 등화 필터(270)에 관한 상기 정보는 상기 하나 이상의 맞춤 파라미터들을 포함하는, 광학 수신기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    - 상기 등화 필터(270)를 근사시키는 것은 필터들의 미리 결정된 리스트로부터 하나의 필터를 선택하는 것을 포함하고;
    - 상기 선택된 필터의 주파수 응답은 상기 등화 필터(270)의 주파수 응답을 근사시키고;
    - 상기 등화 필터(270)에 관한 상기 정보는 상기 선택된 필터를 식별하는 상기 필터들의 미리 결정된 리스트에 대한 인덱스를 포함하는, 광학 수신기.
  13. 파장 분할 멀티플렉싱된(WDM) 송신을 위해 적응된 광학 송신 시스템(200)에 있어서,
    - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 광학 송신기(210);
    - 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 광학 수신기(230); 및
    - 상기 광학 수신기(230)로부터 상기 광학 송신기(210)로 등화 필터(270)의 스펙트럼 응답에 관한 정보를 전달하도록 적응된 피드백 경로(260)를 포함하는, 광학 송신 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 피드백 경로(260)는,
    - 상기 광학 송신 시스템(200)의 제어 평면(260); 및
    - 상기 광학 수신기(230)를 포함하는 원단 트랜스폰더로부터 상기 광학 송신기(210)를 포함하는 근단 트랜스폰더로의 WDM 송신 채널 중 하나 이상을 포함하는, 광학 송신 시스템.
  15. 광학 송신기(210) 및 대응하는 광학 수신기(230)를 포함하는 광학 WDM 송신 시스템(200)의 신호-대-잡음 비를 증가시키기 위한 방법에 있어서,
    - 상기 광학 수신기(230)에서 적응된 등화 필터(270)의 스펙트럼 응답에 관한 정보를 수신하는 단계로서, 상기 등화 필터(270)는 WDM 송신 채널(111)의 전달 함수를 보상하도록 구성되고 상기 광학 송신기(210)의 펄스 형상 필터를 보상하도록 구성되는, 상기 수신하는 단계;
    - 데이터 심볼들의 시퀀스를 상기 WDM 송신 채널(111)의 대역폭으로 조정하기 위해 펄스 형상 필터를 이용하여 상기 데이터 심볼들(211)의 시퀀스를 필터링하고, 이에 의해 상기 데이터 심볼들(211)의 필터링된 시퀀스를 생성하는 필터링 단계로서, 상기 펄스 형상 필터의 주파수 응답(404, 405)은 상기 등화 필터(270)의 스펙트럼 응답에 관한 상기 정보에 기초하여 적응되는, 상기 필터링 단계;
    - 상기 데이터 심볼들(211)의 필터링된 시퀀스를 광학 신호로 변환하는 단계; 및
    - 상기 광학 신호를 상기 광학 수신기(230)로 송신하는 단계를 포함하는, 신호-대-잡음 비를 증가시키기 위한 방법.
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