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在相干光通信系統(tǒng)內(nèi)處理數(shù)據(jù)的制作方法與工藝

文檔序號:12006477閱讀:202來源:國知局
在相干光通信系統(tǒng)內(nèi)處理數(shù)據(jù)的制作方法與工藝
在相干光通信系統(tǒng)內(nèi)處理數(shù)據(jù)本申請要求于2012年3月29日提交的美國專利申請?zhí)?3/434,213的權(quán)益,該案之全文以引用的方式并入本文中。技術領域本公開涉及光通信,更具體而言,涉及相干光通信系統(tǒng)。

背景技術:
通常,光通信系統(tǒng)在每秒1千兆比特(Gbps)到10Gbps的范圍內(nèi)進行操作。隨著需要傳送的數(shù)據(jù)的量增大,需要以甚至更高的數(shù)據(jù)率進行操作的光學通信系統(tǒng)。比如,最近的某些光通信系統(tǒng)在100Gbps的范圍內(nèi)進行操作。擴展為這種類型的高頻光通信系統(tǒng)時,不僅由于其具有更高的帶寬,而且由于其具有復雜的調(diào)制格式,所以為了保持信號完整性,在設計上提出了挑戰(zhàn)。

技術實現(xiàn)要素:
通常,本公開描述了用于在相干接收器內(nèi)采樣數(shù)據(jù)流的技術。比如,在光通信系統(tǒng)內(nèi),相干接收器可包括多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。這些ADC中的每一個接收模擬數(shù)據(jù)流,并且將模擬數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)流。在實例技術中。ADC以一定采樣率為各個模擬數(shù)據(jù)流采樣,該采樣率標稱(nominally)為模擬數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便生成各個數(shù)字數(shù)據(jù)流。每個ADC將其數(shù)字數(shù)據(jù)流輸出到多個數(shù)字濾波器中的相應一個中。每個數(shù)字濾波器過濾各個數(shù)字數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率輸出各自的過濾后的數(shù)字數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率大于或等于模擬數(shù)據(jù)流的符號率并小于模擬數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,而且小于所述采樣率。這樣,這些技術減輕了混疊效應,同時降低了隨后的部件需要處理數(shù)據(jù)的速率。在一個實例中,本公開描述了一種方法,其包括接收由在相干光通信系統(tǒng)中光子模塊(photonicsmodule)發(fā)送的第一模擬電數(shù)據(jù)流以及由光子模塊發(fā)送的第二模擬電數(shù)據(jù)流,其共同表示光子模塊所接收的光信號的一部分。所述方法也包括以一種采樣率采樣第一模擬電數(shù)據(jù)流和第二模擬電數(shù)據(jù)流,所述采樣率標稱為第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便將第一模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流,并且將第二模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流。這個實例方法還包括數(shù)字過濾第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流和第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率分別輸出第一過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流和第二過濾電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于所述采樣率并小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。所述方法進一步包括以基本與有效采樣率相似的速率處理第一和第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便恢復由光子模塊接收的光信號中的數(shù)據(jù)。在另一個實例中,本公開描述了一種處理器,其包括第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),其配置成接收由相干光通信系統(tǒng)中的光子模塊發(fā)送的第一模擬電數(shù)據(jù)流,并且以一種采樣率采樣第一模擬電數(shù)據(jù)流,所述采樣率標稱為第一模擬電數(shù)據(jù)流和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,第一模擬電數(shù)據(jù)流和第二模擬電數(shù)據(jù)流共同表示光子模塊所接收的光信號的一部分,以便將第一模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述處理器還包括第二ADC,其配置成接收由光子模塊發(fā)送的第二模擬電數(shù)據(jù)流,并且以所述采樣率采樣第二模擬電數(shù)據(jù)流,所述采樣率標稱為第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便將第二模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述實例處理器還包括第一數(shù)字濾波器,其配置成數(shù)字過濾第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率輸出第一過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于所述采樣率并小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。所述處理器進一步包括第二數(shù)字濾波器,其配置成數(shù)字過濾第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以所述有效采樣率輸出第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于所述采樣率并且小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。在這個實例中,所述處理器還包括下游硬件單元,其包括至少一個部件,所述部件配置成以基本與有效采樣率相似的速率處理第一和第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便恢復由所述光子模塊接收的光信號中的數(shù)據(jù)。在另一個實例中,本公開描述了一種網(wǎng)絡裝置,其包括光子模塊,所述光子模塊配置成在相干光通信系統(tǒng)中接收光信號,并且發(fā)送第一模擬電數(shù)據(jù)流和第二模擬數(shù)據(jù)流,其共同表示光信號的一部分。所述網(wǎng)絡裝置也包括處理器。所述處理器包括第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),其配置成接收第一模擬電數(shù)據(jù)流,并且以一種采樣率采樣第一模擬電數(shù)據(jù)流,所述采樣率標稱為第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便將第一模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述處理器還包括第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),其配置成接收第二模擬電數(shù)據(jù)流,并且以所述采樣率采樣第二模擬電數(shù)據(jù)流采樣,所述采樣率標稱為第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便將第二模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流。這個實例網(wǎng)絡裝置的處理器還包括第一數(shù)字濾波器,其配置成數(shù)字過濾第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率輸出第一過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于所述采樣率并小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。所述處理器還包括第二數(shù)字濾波器,其配置成數(shù)字過濾第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以所述有效采樣率輸出第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于所述采樣率并小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。在這個實例中,所述處理器還包括下游硬件單元,其包括至少一個部件,所述部件配置成以基本與有效采樣率相似的速率處理第一和第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便恢復由所述光子模塊接收的光信號中的數(shù)據(jù)。在附圖和以下描述中給出本公開的一個或多個方面的細節(jié)。根據(jù)描述和附圖以及根據(jù)權(quán)利要求書,本公開的其他特征、目標和優(yōu)點是顯而易見的。附圖說明圖1為示出根據(jù)本公開中所描述的一個或多個實例的光通信系統(tǒng)的框圖;圖2為更詳細地示出圖1的調(diào)制解調(diào)器的下游硬件單元的一個實例的框圖;圖3為更詳細地示出圖1的調(diào)制解調(diào)器的下游硬件單元的另一個實例的框圖;圖4為更詳細地示出圖1的調(diào)制解調(diào)器的上游硬件單元的一個實例的框圖;圖5A和圖5B為更詳細地示出圖1的光子模塊的實例的框圖;圖6為示出根據(jù)本公開的一個或多個方面的一個實例技術的流程圖;圖7為示出根據(jù)本公開的一個或多個方面的實例結(jié)果的示圖。具體實施方式圖1為示出光通信系統(tǒng)10的框圖。如圖所示,光通信系統(tǒng)10包括通過光鏈路24與線卡(linecard)12耦接的網(wǎng)絡26。光通信系統(tǒng)10的實例包括但不限于波分復用(WDM)系統(tǒng),包括密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)。比如,WDM系統(tǒng)包括為多個線卡(比如,線卡12)保留的多個插槽。然而,本公開的各方面不限于包括線卡的WDM系統(tǒng)。本公開的技術可擴展到需要傳輸和接收數(shù)據(jù)的其他光通信系統(tǒng)。僅僅為了示例性目的并且為了便于進行描述,結(jié)合WDM系統(tǒng)描述了各個實例。在WDM系統(tǒng)中,為了進行下游傳輸,線卡12通過光鏈路24從網(wǎng)絡26中接收光信號,其包括傳輸給一個或多個裝置(比如,開關和路由器)的數(shù)據(jù)。相反,為了進行上游傳輸,線卡12通過光鏈路24從開關和路由器中接收數(shù)據(jù),以便傳輸給網(wǎng)絡26。網(wǎng)絡26的實例包括但不限于廣域網(wǎng)(WAN)或互聯(lián)網(wǎng)。比如,線卡12包括光子模塊14和調(diào)制器/解調(diào)器(調(diào)制解調(diào)器)16。光子模塊14包括通過光鏈路24從網(wǎng)絡26中接收光波信號并且將光波信號轉(zhuǎn)換成一個或多個電數(shù)據(jù)流的部件。調(diào)制解調(diào)器16接收電數(shù)據(jù)流,并且進行適當?shù)男盘柼幚?,比如,均衡光電損失、相位跟蹤、數(shù)據(jù)切片、以及其他這樣的信號處理,以便將從線卡12中發(fā)送到路由器和開關中的數(shù)據(jù)內(nèi)的誤差數(shù)量最小化。隨著需要發(fā)送給網(wǎng)絡26以及從該網(wǎng)絡中接收的數(shù)據(jù)的量增大,線卡12需要的將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給路由器和開關以及從路由器和開關中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率增大。比如,路由器和開關設計成以始終更高的數(shù)據(jù)速率接收和發(fā)送數(shù)據(jù),并且WDM系統(tǒng)需要擴展至更高的數(shù)據(jù)速率,以便與路由器和開關的數(shù)據(jù)速率保持同步。比如,線卡12本來以大約每秒10千兆比特(Gbps)進行操作就足夠了,但是現(xiàn)在需要以100Gbps進行操作,并且如果使用前向糾錯(FEC),那么甚至可能需要為126.5Gbps。以這種相對高的數(shù)據(jù)速率(比如100Gbps到126.5Gbps)發(fā)送和接收數(shù)據(jù),需要具有多級信令(multi-levelsignaling)的調(diào)制方案,以便為每個符號編碼超過1比特,這就降低了符號率。比如,沒有多級信令時,一個符號表示一比特,并且以100Gbps或126.5Gbps發(fā)送和接收數(shù)據(jù),從而以每秒100千兆樣本(Gsamples)(Gsamples/s)或126.5Gsamples/s的符號率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。然而,具有多級信令時,一個符號表示不止一比特,并且符號率可減小到小于100Gsamples/s或126.5Gsamples/s。比如,雖然可以是其他調(diào)制方案(比如偏振復用的QPSK(PM-QPSK)),但是作為一個實例,以這樣的相對高的數(shù)據(jù)速率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)需要例如正交相移鍵控(QPSK)。在QPSK中,一個符號表示兩比特(比如以2比特/符號進行編碼),并且在PM-QPSK中,一個符號表示四比特(比如以4比特/符號進行編碼)。因此,在PM-QPSK內(nèi),25千兆-波特(Gbaud)的符號率可表示100Gbps的數(shù)據(jù)(比如,100千兆*1符號/4比特等于25Gbaud),并且31.625Gbaud可表示126.5Gbps的數(shù)據(jù),其中,1Gbps等于1Gsample/s。為了示例目的,描述關于PM-QPSK調(diào)制的實例技術。然而,不應認為本公開的各方面限于此。本公開中所描述的技術可擴展為例如用于相干光通信系統(tǒng)的方案的其他調(diào)制方案。比如,BPSK、PM-BPSK、QPSK、PM-QPSK、M正交調(diào)幅(M-QAM)(其中,M>4)、以及PM-M-QAM調(diào)制方案均可需要相干光探測,并且光通信系統(tǒng)10可視為相干光通信系統(tǒng)。相干光通信系統(tǒng)是指光系統(tǒng),其使用大小和相位信息,用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù),比如,用于進行相移鍵控調(diào)制(比如,BPSK、PM-BPSK、QPSK、PM-QPSK、M-QAM、或PM-M-QAM調(diào)制)。比如,在相干光通信系統(tǒng)中,光子模塊14可依賴于所接收的信號和本地參考之間的差拍(beating),其將光信號內(nèi)所接收的光電場的大小和相位信息映射為可測量的電壓或電流。比如,相干光通信系統(tǒng)需要使用光子模塊14處生成的本地載波相位參考,以便從網(wǎng)絡26中接收光信號。比如,在圖5A中會更詳細地進行示出,光子模塊14可包括光混合混頻器,以便將所接收的光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)流對(比如,同相和正交相位),稱為I和Q數(shù)據(jù)流,用于傳輸給調(diào)制解調(diào)器16。在PSK調(diào)制中,通過改變或調(diào)制有時稱為光波的載波的相位,表示二進制1和0。這樣,光信號的大小和相位都用于發(fā)送數(shù)據(jù)。比如,需要所接收的光信號的大小和相位信息,以便恢復所發(fā)送的數(shù)據(jù)(比如,通過改變或調(diào)制載波的相位表示的二進制1和0)。此外,在某些實例中,一種偏振的調(diào)制光波可與另一種調(diào)制偏振(其可與前一種偏振正交)多路復用,以產(chǎn)生偏振復用(PM)信號,比如,PM-QPSK。光子模塊14從網(wǎng)絡26中接收數(shù)據(jù)時,可選擇正交的光波信號的偏振,以便允許簡單的偏振分束器或偏振器進行偏振多路分用。這樣,可將PM-QPSK視為兩個QPSK光波信號的組合,其中,第一QPSK光波信號用于光波的第一偏振,并且第二QPSK光波信號用于光波的第二偏振。每個QPSK光波信號使用四個相位以每個符號兩比特地編碼。因此,PM-QPSK調(diào)制使用四個相位以進行每個偏振每個符號兩比特地編碼,這導致每個符號四比特。比如,PM-QPSK調(diào)制要求每個偏振四個輸入電數(shù)據(jù)流,以便將復雜信息賦予光學載波。每個偏振的電信號包含一對同相(I)和正交(Q)數(shù)據(jù)流,其表示復數(shù)數(shù)據(jù)波形(complexdatawaveform,復雜數(shù)據(jù)波形)。比如,在PM-QPSK調(diào)制內(nèi),可具有兩個同相數(shù)據(jù)流和兩個正交數(shù)據(jù)流,一個同相(I)數(shù)據(jù)流和一個正交(Q)數(shù)據(jù)流形成一對復數(shù),另一個同相I數(shù)據(jù)流和另一個正交Q數(shù)據(jù)流形成另一對復數(shù)。一旦電數(shù)據(jù)流將其復雜信息(complexinformation)賦予光學載波,那么同相和正交數(shù)據(jù)流對中的每個在偏振上就可彼此標稱地正交。這些I或Q電數(shù)據(jù)流中的每個可為單端型或差分型。換言之,在PM-QPSK調(diào)制中,輸入光信號包括彼此正交地偏振的兩個光波(比如,作為示例性實例,一個光波為水平偏振光,另一個光波為垂直偏振光)。然而,偏振并非總是需要為水平和垂直偏振光,并且并非總是為正交。為了便于描述,一個光波可稱為具有偏振1的光波,另一個光波可稱為具有偏振2的光波。每個光波可具體特定的大小和相位。每個光波的大小和相位可表示為包括實部(realaspect)和虛部(imaginaryaspect)的復數(shù)信號。比如,對于PM-QPSK調(diào)制,光子模塊14通過光鏈路24接收光信號,該光鏈路包括具有偏振1的光波和具有偏振2的光波。光子(photonics)12內(nèi)的光學部件從所接收的光信號中提取具有偏振1的光波和具有偏振2的光波。光學部件進一步混合具有偏振1的光波和從光子12內(nèi)的本機振蕩器中輸出的光波,以便生成同相光數(shù)據(jù)流(稱為I1,表示其用于具有偏振1的光波),并且生成正交光數(shù)據(jù)流(稱為Q1,表示其用于具有偏振1的光波)。I1數(shù)據(jù)流與具有偏振1的光波的復數(shù)信號的實部成比例,并且Q1數(shù)據(jù)流與具有偏振1的光波的復數(shù)信號的虛部成比例。類似地,光學部件也混合具有偏振2的光波和從光子模塊14內(nèi)的本機振蕩器中輸出的光波,以便生成同相光數(shù)據(jù)流(稱為I2,表示其用于具有偏振2的光波),并且生成正交光數(shù)據(jù)流(稱為Q2,表示其用于具有偏振2的光波)。與I1和Q1一樣,I2數(shù)據(jù)流與具有偏振2的光波的復數(shù)信號的實部成比例,并且Q2數(shù)據(jù)流與具有偏振2的光波的復數(shù)信號的虛部成比例。這樣,I/Q光數(shù)據(jù)流對(比如,包括I1和Q1的第一對以及包括I2和Q2的第二對)共同表示所接收的光信號。比如,I1和Q1共同表示具有偏振1的光波的特定大小和相位,并且I2和Q2共同表示具有偏振2的光波的特定大小和相位。而且,在這個實例,具有偏振1的光波和具有偏振2的光波共同形成最初接收的光信號。光子模塊14也包括例如以下部件:光檢測器和跨阻抗放大器,其將I1、Q1、I2以及Q2光數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成電數(shù)據(jù)流。比如,圖1顯示了將I1、Q1、I2以及Q2電數(shù)據(jù)流發(fā)送給調(diào)制解調(diào)器16的光子模塊14。調(diào)制解調(diào)器16可視為處理器。比如,調(diào)制解調(diào)器16的實例包括但不限于數(shù)字信號處理器(DSP)、通用微處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)、其組合、或其他等效的集成或離散邏輯電路。調(diào)制解調(diào)器16包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)18A至18D、數(shù)字濾波器(DF)20A至20D、以及一個或多個下游硬件單元22。ADC18A至18D從光子模塊14中接收各個電數(shù)據(jù)流。比如,ADC14A接收I1電數(shù)據(jù)流,ADC14B接收Q1電數(shù)據(jù)流,ADC14C接收I2電數(shù)據(jù)流,ADC14D接收Q2電數(shù)據(jù)流。I/Q電數(shù)據(jù)流對中的每個為模擬信號,ADC18A至18D將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。調(diào)制解調(diào)器16配置成恢復所接收的光信號的大小和相位。這樣,調(diào)制解調(diào)器16恢復光子模塊14所接收的光信號中的數(shù)據(jù)。如上所述,PM-QPSK調(diào)制可每個符號4比特地編碼。因此,通過PM-QPSK,100Gbps轉(zhuǎn)化成25Gbaud(100Gbps除以4)的符號率,并且126.5Gbps轉(zhuǎn)化成31.625Gbaud(126.5Gbps除以4)的符號率。在這個實例中,如果使用前向糾錯(FEC),那么ADC18A至18D所接收的模擬電數(shù)據(jù)流的符號率為25Gbaud(即,25Gsamples/s)。為了將模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)流,ADC18A至18D采樣模擬I和Q電數(shù)據(jù)流,并且對于每個樣本,為該樣本分配與ADC分辨率成比例的值,這可稱為分辨率的比特數(shù)。在本公開中所描述的技術中,ADC18A至18D以標稱尼奎斯特速率(Nyquistrate)以上的速率采樣模擬I和Q電數(shù)據(jù)流,以便將混疊效應最小化。尼奎斯特速率為模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍。術語“標稱(的)”可以指大約。比如,ADC18A至18D可以略微小于尼奎斯特速率(比如,略微小于符號率的兩倍)的速率、以尼奎斯特速率、或者以大于尼奎斯特速率的速率采樣模擬I和Q電數(shù)據(jù)流。在本公開中,以略微小于符號率的兩倍的速率或者以符號率采樣模擬I和Q電數(shù)據(jù)流的ADC18A至18D可視為以標稱的符號率兩倍的速率采樣模擬I和Q電數(shù)據(jù)流的ADC18A至18D。作為一個實例,如果使用FEC,那么ADC18A至18D以每秒50千兆樣本(Gsamples/s)(即,2*25Gsamples/s)或63.25Gsamples/s(即,2*31.625Gsamples/s)的采樣率采樣模擬I和Q電數(shù)據(jù)流。在這個實例中,采樣率為符號率的兩倍。作為另一個實例,ADC18A至18D可以大于符號率的兩倍的采樣率(雖然能夠為大于2的任何值,但是比如為3*25Gsamples/s或3*31.625Gsamples/s)采樣模擬I和Q電數(shù)據(jù)流。在某些實例中,ADC18A至18D可以略微小于符號率的兩倍(比如,略微小于50Gsamples/s或63.25Gsamples/s)的采樣率采樣模擬I和Q電數(shù)據(jù)流。作為一個實例,略微小于符號率的兩倍的采樣率可大約為符號率的兩倍的10%以內(nèi)。然而,采樣率大約為符號率的兩倍的10%以內(nèi)的實例僅僅是示例性的,并非限制性的。ADC18A至18D的采樣率可降低至小于符號率的兩倍的量可基于設計選擇(比如,錯誤率容差)和其他設計選擇標準。盡管以標稱尼奎斯特速率或更大的速率進行采樣可將混疊效應最小化,但每秒需要處理的樣本量可能相對較大。比如,如果ADC18A至18D的采樣率為50Gsamples/s,那么ADC18A至18D中的每一個的輸出為50Gsamples/s的數(shù)字電數(shù)據(jù)流。在某些實例中,ADC18A至18D表示具有多個比特(表示ADC18A至18D的線分辨率)的樣本中的每個。比如,ADC18A至18D可表示具有6比特線分辨率(即,6比特表示由ADC18A至18D采樣的所接收的模擬電數(shù)據(jù)流的一個樣本)的各個樣本。在這個實例中,如果ADC18A至18D中的每一個輸出50Gsamples/s的數(shù)字電數(shù)據(jù)流,那么ADC18A至18D中的每一個可視為輸出300Gbps(即,50Gsamples/s*6比特/樣本等于300Gbps)。通常,本公開中所描述的技術可擴展為ADC18A至18D的任何分辨率,并且每個樣本具有6比特的線分辨率僅僅用于示例目的。為了清楚起見,本公開中描述的技術的背景是數(shù)字電數(shù)據(jù)流的每單位時間調(diào)制解調(diào)器16需要處理的數(shù)據(jù)量(比如,50Gsamples/s或63.25Gsamples/s)而非ADC18A至18D輸出的每秒比特,其是線分辨率的函數(shù)。比如,在第一實例中,ADC18A至18D的線分辨率可為6比特,并且在第二實例中,ADC18A至18D的線分辨率可為4比特。在第一和第二實例中,ADC18A至18D可以標稱或大于尼奎斯特速率(比如,50Gsamples/s或63.25Gsamples/s)的采樣率進行采樣以便輸出數(shù)字電數(shù)據(jù)流,數(shù)字電數(shù)據(jù)流在此實例中需要以50Gsamples/s或63.25Gsamples/s的速率進行處理。然而,在第一實例中,ADC18A至18D均輸出300Gbps或379.5Gbps的數(shù)字電數(shù)據(jù)流,并且在第二實例中,ADC18A至18D均輸出200Gbps或253Gbps的數(shù)字電數(shù)據(jù)流。由于在ADC18A至18D的輸出中每秒的樣本數(shù)可相同而與線分辨率無關,所以在每秒所需要處理的樣本數(shù)為背景來描述這些技術。沒有數(shù)字濾波器20A至20D時,在這個實例中,位于ADC18A至18D的更下游的調(diào)制解調(diào)器16的部件(比如,下游硬件單元22)需要處理4x50Gsamples/s或4x63.25Gsamples/s(比如,對于I1、Q1、I2以及Q2中的每一個,50或63.25Gsamples)。在采樣率為50或63.25Gsamples的實例中,與如果需要處理更少的數(shù)據(jù)樣本相比,每秒所處理這樣的相對大量的樣本就要求調(diào)制解調(diào)器16的下游硬件單元22具有更大的尺寸并且消耗更多的功率。比如,如果ADC18A至18D以遠小于尼奎斯特速率的速率采樣,那么每秒需要處理的樣本很少。比如,如果ADC18A至18D以25Gsamples/s的速度采樣,那么每秒需要處理4x25Gsamples。然而,在這種情況下,如果模擬電數(shù)據(jù)流的符號率為25Gbaud,那么混疊效應占優(yōu)勢,從而調(diào)制解調(diào)器16難以恢復由光子模塊14接收的光信號中編碼的數(shù)據(jù)。因此,最好以標稱尼奎斯特速率或更高的速率進行采樣,以便緩和混疊效應,同時,最好將需要處理的數(shù)據(jù)的樣本數(shù)最小化,以便減小調(diào)制解調(diào)器16的尺寸和功耗。更詳細地進行描述的是,本公開中所描述的實例技術提供了將混疊效應最小化并且將需要處理的樣本的數(shù)量最小化的方案。如圖1中所示,數(shù)字濾波器20A至20D從ADC18A至18D中接收各自的數(shù)字數(shù)據(jù)流。數(shù)字濾波器20A至20D可視為過濾(filter)從ADC18A至18D中接收的數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率(effectivesamplingrate)進行輸出,該有效采樣率小于ADC18A至18D進行采樣的采樣率并且小于ADC18A至18D所接收的模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于ADC18A至18D所接收的模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。數(shù)字濾波器20A-20D以有效采樣率輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流的數(shù)字濾波器20A-20D是指這樣的速率,如果ADC18A至18D以基本與有效采樣率類似的采樣率采樣,那么ADC18A至18D就會以這樣的速率輸出數(shù)據(jù)流。然而,在ADC18A至18D接收各自的電數(shù)據(jù)流之前在模擬域中沒有模擬濾波器過濾電數(shù)據(jù)流ADC18A至18D的情況下,數(shù)字濾波器20A至20D所輸出的過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流不會遭受混疊效應(如果以基本與有效采樣率相似的采樣率采樣,原本會發(fā)生這種混疊效應)。作為一個實例,假設光子模塊14所輸出的模擬電數(shù)據(jù)流的符號率等于R。在這個實例中,ADC18A至18D接收符號率為R的模擬電數(shù)據(jù)流,并且以由Rs(即,Rs=2*R)表示的2*R采樣率,采樣模擬電數(shù)據(jù)流。ADC18A至18D中的每一個輸出數(shù)字數(shù)據(jù)流,其中,每個數(shù)字數(shù)據(jù)流包括用于每秒的處理的至少2*R個樣本。在本公開中所描述的某些實例技術中,數(shù)字濾波器20A至20D數(shù)字過濾數(shù)字數(shù)據(jù)流并且以小于2*R但是大于或等于R的有效采樣率輸出所過濾的數(shù)字數(shù)據(jù)流。比如,如果數(shù)字濾波器20A至20D的輸出的有效采樣率為N,那么N小于2*R,并且大于或等于R(即,R≤N<2*R)。作為另一個實例,假設采樣率為1.999*R,其中,R為符號率。1.999*R的采樣率可視為標稱兩倍符號率。在這個實例中,數(shù)字濾波器20A至20D數(shù)字過濾數(shù)字數(shù)據(jù)流并且以小于1.999*R(比如,R≤N<1.999*R)的有效采樣率輸出所過濾的數(shù)字數(shù)據(jù)流。作為又一個實例,假設采樣率為3*R,其中,R為符號率。3*R的采樣率大于符號率的兩倍。在這個實例中,數(shù)字濾波器20A至20D數(shù)字過濾數(shù)字數(shù)據(jù)流并且以小于符號率的兩倍而且大于或等于符號率的有效采樣率(即,R≤N<2*R)輸出所過濾的數(shù)字數(shù)據(jù)流。換言之,在采樣率等于符號率的兩倍或者略微小于符號率的兩倍(即,采樣率標稱為兩倍符號率)的實例中,數(shù)字濾波器20A至20D數(shù)字過濾數(shù)字數(shù)據(jù)流并且以小于采樣率的有效采樣率輸出所過濾的數(shù)字數(shù)據(jù)流。在采樣率大于符號率的兩倍的實例中,數(shù)字濾波器20A至20D數(shù)字過濾數(shù)字數(shù)據(jù)流并且以小于符號率的兩倍的有效采樣率輸出所過濾的數(shù)字數(shù)據(jù)流。因此,為了包括采樣率標稱為符號率的兩倍的實例并且包括采樣率大于符號率的兩倍的實例,本公開可將數(shù)字濾波器20A至20D描述為數(shù)字過濾數(shù)字數(shù)據(jù)流并且以小于采樣率(以包括標稱為符號率的兩倍的實例)以及小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍(以包括大于符號率的兩倍的實例)的有效采樣率輸出所過濾的數(shù)字數(shù)據(jù)流。為了理解有效采樣率,假設ADC18A至18D以有效采樣率N為各個模擬電數(shù)據(jù)流采樣,其中,N遠遠小于2*R并且大于或等于R。在這個實例中,18A至18D中的每一個所輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)流將包括用于每秒處理的N個樣本,如果ADC18A至18D以2*R采樣(即,由于N小于2*R,所以每秒處理N個樣本小于每秒處理2*R個樣本),那么這小于每秒需要處理的樣本的數(shù)量。然而,在這種情況下,由于ADC18A至18D以遠遠小于2*R的速率采樣,所以混疊效應處于支配地位,從而難以從所接收的光信號中恢復數(shù)據(jù)。在本公開中,數(shù)字濾波器20A至20D可視為以基本與如果ADC18A至18D以有效采樣率采樣則數(shù)據(jù)流需要被處理的速率類似的速率輸出需要被處理的過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流。但是,數(shù)字濾波器20A至20D所輸出的過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流遭受最小程度的混疊效應,這是因為ADC18A至18D以標稱為2*R或者大于2*R的采樣率采樣,而非以等于有效采樣率N的采樣率采樣。為了允許ADC18A至18D以有效采樣率采樣,同時將混疊最小化,原本需要在ADC18A至18D接收模擬電數(shù)據(jù)流之前,通過抗混疊濾波器在模擬域內(nèi)低通過濾模擬電數(shù)據(jù)流,與下文中所描述的某些其他技術中一樣。然而,如同下面更詳細的描述那樣,與通過數(shù)字濾波器20A至20D在模擬域內(nèi)進行過濾相比,通過模擬抗混疊濾波器在模擬域內(nèi)進行過濾會導致更差的性能。作為一個示例性實例,假設符號率R為25Gbaud。在這個實例中,ADC18A至18D以50Gsamples/s采樣模擬電數(shù)據(jù)流。而且,假設數(shù)字濾波器20A至20D以31.25Gsamples/s的有效采樣率輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流。在這個實例中,需要處理的數(shù)字濾波器20A至20D的輸出的速率為31.25Gsamples/s,這就猶如ADC18A至18D以31.25Gsamples/s采樣模擬電數(shù)據(jù)流。然而,如果ADC18A至18D以31.25Gsamples/s采樣模擬電數(shù)據(jù)流,則將主要發(fā)生混疊效應。利用ADC18A至18D以50Gsamples/s的采樣率采樣并且數(shù)字濾波器20A至20D過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流以便以31.25Gsamples/s的速率(例如有效采樣率)輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,本公開中所描述的技術會減少每秒需要處理的樣本的數(shù)量,同時將數(shù)據(jù)流內(nèi)的混疊效應最小化。在某些實例中,有效采樣率N可大約為5/4*R;雖然如此,但是本公開的各方面并不限于此。在相干光通信系統(tǒng)內(nèi),以光信號的大小和/或相位將數(shù)據(jù)編碼。如果調(diào)制解調(diào)器16的下游硬件單元22不能可靠地恢復光信號的大小和/或相位,那么就不能可靠地恢復所發(fā)送的數(shù)據(jù),從而增大BER。在某些實例中,如果使用適當?shù)目够殳B濾波器,以大約5/4*R輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流可將下游硬件單元22需要處理的數(shù)據(jù)量最小化,同時僅僅引起由混疊效應造成的較小的BER損失??蓪?shù)字濾波器20A至20D視為抗混疊濾波器、尤其在數(shù)字域內(nèi)作用的抗混疊濾波器。比如,如上所述,數(shù)字濾波器20A至20D以小于采樣率以及小于尼奎斯特速率(即,小于符號率的兩倍)的速率,輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流。需要處理的數(shù)據(jù)的量減小可在所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流內(nèi)引入混疊效應。在本公開中所描述的實例中,數(shù)字濾波器20A至20D執(zhí)行過濾功能,其將混疊效應最小化。因此,數(shù)字濾波器20A至20D的這些過濾功能可視為執(zhí)行抗混疊功能。更詳細地描述的是,數(shù)字濾波器20A至20D在數(shù)字化執(zhí)行過濾功能而非在模擬域內(nèi)執(zhí)行過濾功能。比如,數(shù)字濾波器20A至20D對ADC18A至18D的數(shù)字數(shù)據(jù)流輸出而非對ADC18A至18D的模擬數(shù)字流輸入執(zhí)行過濾功能。數(shù)字濾波器20A至20D可執(zhí)行類似于抽?。╠ecimation)的功能,但是數(shù)字濾波器20A至20D所輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)流的有效采樣率小于ADC18A至18D進行采樣的采樣率,并且小于符號率的兩倍(比如,小于2*R),而不等于2*R。而且,有效采樣率可在Gsamples/s范圍內(nèi),而非每秒千個或百萬個樣本的范圍內(nèi)。比如,抽取有時用于指減小采樣率的處理。在本公開中所描述的技術中,數(shù)字濾波器20A至20D接收以標稱為2*R或大于2*R的采樣率采樣的數(shù)字電數(shù)據(jù)流,并且通過每秒少于2*R樣本的數(shù)據(jù)以及通過小于以所述采樣率采樣的ADC18A至18D的樣本的數(shù)量,輸出數(shù)字電數(shù)據(jù)流,因此,可該數(shù)字濾波器視為執(zhí)行與減小采樣率(抽?。┫嗨频墓δ?。然而,在某些其他的情況下,術語抽取用于采樣率大于2*R的情況中,并且抽取用于減小采樣率以等于2*R。在本公開中所描述的實例技術中,數(shù)字濾波器20A至20D可以小于2*R的有效采樣率輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流。而且,在某些其他的情況下,術語抽取用于表示在每秒千個或百萬個樣本范圍內(nèi)的抽取的采樣率。然而,在本公開中所描述的實例技術中,采樣率可在50Gsamples/s和63.25Gsamples/s之間的范圍內(nèi)。因此,術語抽取用作示例性術語以幫助理解,并且不應用作限制本公開中所描述的技術的術語??删哂懈鞣N方法,通過這些方法,數(shù)字濾波器20A至20D數(shù)字過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流以便以有效采樣率N輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,其中,N小于2*R并且小于采樣率,而且大于或等于R。為了僅僅進行說明,以下為數(shù)字濾波器20A至20D可執(zhí)行的一些實例技術。這些技術不應視為具有限制性,并且本公開中所描述的技術不限于任何數(shù)字濾波器20A至20D可實施用于數(shù)字過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流以便以有效采樣率N輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流的特定技術。作為一個實例,數(shù)字濾波器20A至20D中的每一個可包括低通濾波器和降低采樣頻率采樣器(downsampler)。低通濾波器可實施為有限脈沖響應(FIR)或無限脈沖響應(IIR)濾波器。低通濾波器的帶寬可大致上等于所需要的有效采樣率。在這些實例中,低通濾波器可視為抗混疊濾波器,該濾波器將數(shù)字濾波器20A至20D以小于尼奎斯特速率的有效采樣率輸出的過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流中的混疊效應最小化。降低采樣頻率采樣器可從低通過濾電數(shù)據(jù)流中去除數(shù)字比特,以便實現(xiàn)有效采樣率。然而,用于實現(xiàn)有效采樣率的以上實例技術可僅僅允許實現(xiàn)是符號率的整數(shù)倍(integerfactor)的有效采樣率。為了實現(xiàn)是符號率的分數(shù)倍(fractionalfactor)(比如,5/4*R)的有效采樣率,數(shù)字濾波器20A至20D中的每一個可包括升頻器(upsampler)、低通濾波器和降低采樣頻率采樣器。升頻器提高所接收的電子數(shù)據(jù)流的采樣率,以便增大每秒需要處理的數(shù)據(jù)量。低通濾波器低通過濾升頻的電數(shù)據(jù)流,并且可視為抗混疊濾波器,而且,降低采樣頻率采樣器從低通過濾電數(shù)據(jù)流中去除數(shù)字比特,以便實現(xiàn)有效采樣率。作為數(shù)字濾波器20A至20D包括升頻器、低通濾波器和降低采樣頻率采樣器的一個說明性實例,假設ADC18A至18D以2*R采樣模擬電數(shù)據(jù)流,其中,R為符號率。因此,數(shù)字濾波器20A至20D以2*R接收數(shù)字數(shù)據(jù)流。而且,假設所需要的有效采樣率為5/4*R。在這個實例中,數(shù)字濾波器20A至20D的升頻器可將所接收的數(shù)字數(shù)據(jù)流的采樣率提高5倍,從而每秒需要處理的樣本數(shù)為10*R。低通濾波器(比如,F(xiàn)IR或IIR低通濾波器)通過5/4*R/2帶寬低通過濾采樣率提高的數(shù)字數(shù)據(jù)流。降低采樣頻率采樣器然后可保留每8個數(shù)字樣本的第8個數(shù)字樣本,并且去除處于每8個數(shù)字樣本的第8個數(shù)字樣本之間的7個數(shù)字樣本。這樣,通過提高采樣率(upsampling)、低通過濾、以及降低采樣率,數(shù)字濾波器20A至20D輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,每秒需要處理10*R/8樣本,這在數(shù)學上等同于實現(xiàn)5/4*R的有效采樣率。作為用于以有效采樣率輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流的另一個實例技術,數(shù)字濾波器20A至20D可使用多項式內(nèi)插方案。在F.M.Gardner的“InterpolationinDigitalModems-PartI:Fundamentals”(1993年3月,IEEETransactionsonCommunications,vol.41,No.3)中,描述了多項式內(nèi)插方案的一個實例,并且這個實例的全文通過引用并入本文中。這樣,本公開中所描述的實例技術以標稱為符號率的兩倍并且大于符號率的兩倍的采樣率,通過ADC18A至18D采樣光子模塊14所輸出的模擬電數(shù)據(jù)流,以便緩和混疊效應。然后,這些技術通過數(shù)字濾波器20A至20D數(shù)字過濾所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率輸出過濾的數(shù)據(jù)流,該有效采樣率小于采樣率并且小于符號率的兩倍,而且大于或等于符號率,以便減小調(diào)制解調(diào)器16內(nèi)隨后的部件(比如,下游硬件單元22)需要處理過濾的數(shù)據(jù)流的速率。與數(shù)字濾波器20A至20D未以有效采樣率輸出數(shù)據(jù)流的實例相比,這可減小下游硬件單元22每秒需要處理的樣本的數(shù)量,這又可減少下游硬件單元22消耗的功率量。而且,由于下游硬件單元22每秒需要處理的樣本的數(shù)量減小,所以與數(shù)字濾波器20A至20D未以有效采樣率輸出數(shù)據(jù)流的實例相比,可減小下游硬件單元22的尺寸。在本公開中所描述的實例技術中,ADC18A至18D接收的模擬I和Q電數(shù)據(jù)流的頻率可與光子模塊14發(fā)送的模擬I和Q電數(shù)據(jù)流的頻率大致相同。比如,在ADC18A至18D接收到模擬I和Q電數(shù)據(jù)流之前,模擬I和Q電數(shù)據(jù)流可不用模擬低通濾波器低通過濾。比如,為了減少每秒需要處理的樣本的數(shù)量,某些其他技術在模擬域內(nèi)使用抗混疊濾波器,以便低通過濾從光子模塊14中接收的模擬電數(shù)據(jù)流。然后,這些其他技術中的ADC以小于尼奎斯特速率(比如,小于2*R)的采樣率采樣模擬低通過濾電數(shù)據(jù)流。在這種情況下,模擬低通濾波器在模擬域內(nèi)用作抗混疊濾波器,并且通過適當?shù)剡x擇低通帶寬和濾波器形狀,可將以小于尼奎斯特速率的速率采樣時具有的混疊效應最小化。由于與通過標稱為2*R或大于2*R的采樣率采樣的ADC18A至18D相比,這些其他技術中的ADC以更低的采樣率(比如,小于2*R)采樣,所以與ADC18A至18D相比,這些其他技術中的ADC可消耗更少的功率。然而,與使用數(shù)字濾波器20A至20D以低通過濾ADC18A至18D所輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)流相比,在ADC接收模擬數(shù)據(jù)流之前,將模擬低通濾波器用作在模擬域內(nèi)進行操作的抗混疊濾波器以便低通過濾模擬數(shù)據(jù)流,這較為不利,與其他技術中一樣。比如,模擬濾波器整形(analogfiltershape)通常不如數(shù)字濾波器20A至20D的濾波器整形銳利(sharp),并且與數(shù)字濾波器20A至20D內(nèi)的相位線性相比,在模擬濾波器整形與數(shù)字濾波器20A至20D整形一樣銳利的情況下,可能負面影響這個相位線性。作為另一個實例,模擬濾波器對制造波動較為敏感,而對于調(diào)制解調(diào)器16中不同的數(shù)字濾波器而言,數(shù)字濾波器20A至20D基本上同樣作用。而且,在其他技術中,使用模擬濾波器,需要將模擬濾波器放置在光子模塊和ADC之間。包括模擬濾波器,會增大調(diào)制解調(diào)器16的復雜性,這會增加調(diào)制解調(diào)器16的成本。而且,在這些其他技術中,需要注意將模擬濾波器的輸入和光子模塊的輸出的阻抗和模擬濾波器的輸出和ADC的輸入的阻抗匹配,以便將反射造成的性能退化最小化。在本公開中所描述的技術中,數(shù)字濾波器20A至20D可編入調(diào)制解調(diào)器16,因此不需要包括成本和復雜性提高的額外部件。而且,由于數(shù)字濾波器20A至20D不與光子模塊12耦接,而是與ADC18A至18D耦接,所以不會有反射造成的性能退化。這樣,如上所述,使用ADC18A至18D和數(shù)字濾波器20A至20D,實現(xiàn)小于采樣率并且小于符號率的兩倍的有效采樣率,與上述更復雜的并且更難控制的模擬過濾技術相比,這可提供一種完全可控的并且可預測的實施方式。比如,如上所述,使用ADC18A至18D和數(shù)字濾波器20A至20D,從而不需要在其他技術中使用的模擬抗混疊濾波器。比如,在可用作調(diào)制解調(diào)器16的數(shù)字信號處理(DSP)功能的一部分的ADC18A至18D之后,使用低復雜度的數(shù)字濾波器20A至20D時,下游硬件單元22的尺寸和下游硬件單元22所消耗的功率的量可減小,從而提高調(diào)制解調(diào)器16的性能、可制造性以及成本。而且,數(shù)字濾波器20A至20D以ADC18A至18D的采樣率接收數(shù)字電數(shù)據(jù)流。比如,ADC18A至18D輸出的Gsamples/s的量為數(shù)字濾波器20A至20D接收的Gsamples/s的量。換言之,數(shù)字濾波器20A至20D從ADC18A至18D中接收數(shù)字電數(shù)據(jù)流,無需進一步降低采樣率、混合、過濾或修改(這會改變數(shù)字濾波器18A至18D所接收的數(shù)據(jù)流的每秒的樣本數(shù)量)。這樣,數(shù)字濾波器20A至20D接收的數(shù)字電數(shù)據(jù)流共同表示所接收的光信號的大小和相位信息,通過該信息,將最初發(fā)送的數(shù)據(jù)解碼。比如,ADC18A和ADC18B均接收模擬電數(shù)據(jù)流(即,I1和Q1),其共同表示所接收的光信號的一部分(比如,所接收的具有偏振1的光波的實部和虛部(realandimaginaryparts))。ADC18C和ADC18D均接收模擬電數(shù)據(jù)流(即,I2和Q2),其共同表示所接收的光信號的一部分(比如,所接收的具有偏振2的光波的實部和虛部)。ADC18A至18D中的每個以等于標稱符號率的兩倍或者大于電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍的采樣率采樣所接收的模擬電數(shù)據(jù)流。數(shù)字濾波器20A至20D各自接收數(shù)字電數(shù)據(jù)流并且數(shù)字過濾電數(shù)據(jù)流以便以有效采樣率輸出過濾電數(shù)據(jù)流。數(shù)字濾波器20A至20D然后將過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流發(fā)送給下游硬件單元22。下游硬件單元22以一種速率處理過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,該速度大致與恢復光子模塊14所接收的光信號內(nèi)的數(shù)據(jù)的有效采樣率相似。在圖2和3中更詳細地示出下游硬件單元22。作為更詳細的描述,在某些實例中,下游硬件單元22也可包括另一個數(shù)字濾波器,其進一步降低有效采樣率。比如,數(shù)字濾波器20A至20D輸出的數(shù)字電數(shù)據(jù)流的有效采樣率可大于符號率(R)。在某些實例中,進行某種進一步的處理之后,下游硬件單元22內(nèi)的數(shù)字濾波器可進一步將有效采樣率降低至基本等于R。圖2為更詳細地示出圖1的調(diào)制解調(diào)器的下游硬件單元的一個實例的框圖。為了清楚起見,圖2也示出了ADC18A至18D和數(shù)字濾波器(DF)20A至20D,其與圖1的ADC18A至18D和數(shù)字濾波器20A至20D大致相似,在圖2中不進一步進行討論。下游硬件單元22的實例包括色散(CD)均衡器28A和28B、定時恢復單元30、均衡器32、載波相位估計(CPE)單元34、載波頻率估計(CFE)單元36、以及限幅器(slicer)38。限幅器38的輸出可為較高的數(shù)據(jù)速率電數(shù)據(jù)流。培訓解幀器(trainingdeframer)等部件可接收限幅器38的輸出。如果使用FEC的話,那么前向糾錯(FEC)解碼器可接收培訓解幀器的輸出,并且可將電數(shù)據(jù)流解碼,以便進一步進行下游傳輸(比如,在反序列化之后,傳輸給一個或多個開關和路由器)。培訓解幀器和FEC解碼器可為調(diào)制解調(diào)器16的一部分,或者可位于調(diào)制解調(diào)器16的外面,并且為了清楚起見,未示出。如圖所示,CD均衡器28A接收一對I/Q數(shù)字化數(shù)據(jù)流(即,數(shù)字濾波器20A和20B輸出的I1和Q1),并且CD均衡器28B接收另一對I/Q數(shù)據(jù)流(即,數(shù)字濾波器20C和20D輸出的I2和Q2)。CD均衡器28A和CD均衡器28B在所接收的數(shù)字電數(shù)據(jù)流上實現(xiàn)復數(shù)濾波器,以便補償光學失真,在數(shù)字濾波器20A至20D輸出的數(shù)字電數(shù)據(jù)流上電氣表示該光學失真。比如,CD均衡器28A和CD均衡器28B補償光鏈路24的色散。比如,如果光子模塊14在長距應用中接收光信號(比如來自數(shù)公里之外的發(fā)送器),那么數(shù)字濾波器20A至20D輸出的數(shù)字電數(shù)據(jù)流可能遭遇色散。這種色散為作為所接收的光信號的一部分的光學失真的一個實例,CD均衡器28A和CD均衡器28B補償這種光學失真。作為一個實例,色散可能造成符號間干擾(ISI)。在這種情況下,由于ISI,所以數(shù)字濾波器20A至20D輸出的I1、Q1、I2以及Q2數(shù)字電數(shù)據(jù)流可能與用于生成光子模塊14接收的傳輸光信號的I1、Q1、I2以及Q2數(shù)字電數(shù)據(jù)流不同。為了補償色散,CD均衡器28A和CD均衡器28B可為有限脈沖響應(FIR)濾波器。CD均衡器28A和CD均衡器28B的FIR濾波器的分接頭(tap)的數(shù)量可與數(shù)字濾波器20A至20D輸出的數(shù)字電數(shù)據(jù)流的有效采樣率成比例(比如,與每秒需要處理的樣本的數(shù)量成比例)。因此,通過數(shù)字濾波器20A至20D減小每秒需要處理的樣本的數(shù)量,從而允許減少CD均衡器28A和CD均衡器28B的FIR濾波器的分接頭的數(shù)量,同時實現(xiàn)相同量的色散補償。減少CD均衡器28A和CD均衡器28B的FIR濾波器的分接頭(tap)的數(shù)量,從而減小尺寸和所消耗的功率量。比如,CD均衡器28A和CD均衡器28B可能為調(diào)制解調(diào)器16的最大部件,并且也可消耗最大量的功率。通過數(shù)字濾波器20A至20D減小每秒需要處理的樣本的數(shù)量,從而可減小CD均衡器28A和CD均衡器28B的尺寸以及CD均衡器28A和CD均衡器28B所消耗的功率量。在某些替代實例中,可以將CD均衡器28A和CD均衡器28B配置為所包含的FIR濾波器的分接頭的數(shù)量與每秒需要處理的樣本的數(shù)量未減小的情況相同。即使在這些可選的實例中,包括數(shù)字濾波器20A至20D以便減小每秒需要處理的樣本的數(shù)量也是有利的。比如,在這些可選的實例中,通過數(shù)字濾波器20A至20D減小每秒需要處理的樣本的數(shù)量,并且使用包含的FIR濾波器的分接頭數(shù)量與每秒需要處理的樣本的數(shù)量未減小的實例相同的CD均衡器28A和CD均衡器28B補償色散,能夠?qū)崿F(xiàn)更好的色散補償。定時恢復單元30從CD均衡器28A和CD均衡器28B中接收數(shù)據(jù)流并且進行定時恢復。比如,定時恢復單元30利用內(nèi)插法和定時誤差檢測器(TED)進行符號定時,以便實現(xiàn)符號定時恢復,但是也可使用其他定時恢復技術。在F.M.Gardner的“BPSK/QPSKTiming-ErrorDetectorforSampledReceivers”(1986年5月,IEEETransactionsonCommunications,vol.COM-34,No.5)中,描述了定時恢復技術的一個實例,并且這個實例的全文通過引用并入本文中。定時恢復單元30所生成的采樣頻率鎖定時鐘可為調(diào)制解調(diào)器16的部件或者為線卡12上的其他部件提供時鐘信號。在某些實例中,定時恢復單元30可提高從CD均衡器28A和CD均衡器28B中接收的數(shù)字電數(shù)據(jù)流的采樣率,從而數(shù)字電數(shù)據(jù)流每秒需要處理的樣本的數(shù)量大于有效采樣率;然而,并非在每個實例中都需要這樣提高采樣率。均衡器32從定時恢復單元30中接收數(shù)據(jù)流,并且進行任何其他補償。比如,CD均衡器28A和CD均衡器28B不能補償所有的色散,并且均衡器32可補償任何剩余的色散。此外,均衡器32可不混合所接收的數(shù)據(jù)流的偏振。比如,均衡器32可補償光鏈路24內(nèi)的任何偏振混合(比如,在具有偏振1的光波和具有偏振2的光波之間進行混合)。載波相位估計單元(CPE)34和載波頻率估計單元(CFE)36固定數(shù)據(jù)流的相位和頻率偏移(在信號和本機振蕩器之間)。比如,光子模塊14可包括自由運轉(zhuǎn)(free-running)的本機振蕩器,其用于恢復光學I1、Q1、I2以及Q2數(shù)據(jù)流。由于本機振蕩器可為自由運轉(zhuǎn)的振蕩器,所以I1和Q1數(shù)據(jù)流可彼此正交,并且I2和Q2數(shù)據(jù)流可彼此正交;然而,這些數(shù)據(jù)流中的每個的相位并不固定。CPE34和CFE36用于在反饋中估計所接收的信號和本機振蕩器之間的相對頻率和相位,以便跟蹤數(shù)據(jù)流的相位。限幅器38從CPE34中接收數(shù)據(jù)流,并且將數(shù)據(jù)流數(shù)字化為二進制序列,以便進一步傳輸給調(diào)制解調(diào)器16內(nèi)的其他部件或線卡12上的其他部件。圖3為更詳細地示出圖1的調(diào)制解調(diào)器的下游硬件單元的另一個實例的框圖。與圖2中相似,在圖3中,下游硬件單元22包括CD均衡器28A、CD均衡器28B、定時恢復單元30、均衡器32、CPE34、CFE36、以及限幅器38。這些單元與圖2中所示的相應單元大致相似,在圖3中不進一步進行討論。如圖3中所示,下游硬件單元22也包括數(shù)字濾波器40,其與定時恢復單元30和均衡器32耦接。數(shù)字濾波器40可與數(shù)字濾波器20A至20D相似。然而,數(shù)字濾波器40以由數(shù)字濾波器20A至20D減小的有效采樣率接收數(shù)字電數(shù)據(jù)流,并且將有效采樣率進一步減小為大于或等于符號率的速率。比如,與上面相似,假設ADC18A至18D接收的模擬電數(shù)據(jù)流的符號率為R,并且ADC18A至18D以2*R采樣所接收的模擬電數(shù)據(jù)流。在這個實例中,數(shù)字濾波器20A至20D可為輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)流實現(xiàn)有效的采樣率5/4*R。數(shù)字濾波器40可進一步過濾數(shù)據(jù)流并且以進一步減小的有效采樣率R、或者以大于R且小于5/4*R的速率輸出數(shù)據(jù)流。在圖3中所示的實例中,通過定時恢復單元30的輸出,能夠進一步減少每秒需要處理的樣本的數(shù)量,同時留下充足的樣本,以便恰當?shù)鼗謴退邮盏墓庑盘柕拇笮『拖辔恍畔?,從而將所發(fā)送的數(shù)據(jù)解碼。這樣,通過數(shù)字濾波器40,可進一步減少均衡器32、CPE34、CFE36、以及限幅器38每秒需要處理的樣本的數(shù)量,這就促使進一步減小均衡器32、CPE34、CFE36、以及限幅器38的尺寸以及均衡器32、CPE34、CFE36、以及限幅器38所消耗的功率量。圖4為更詳細地示出圖1的調(diào)制解調(diào)器的上游硬件單元的一個實例的框圖。如上所述,調(diào)制解調(diào)器16從網(wǎng)絡26中接收調(diào)制解調(diào)器16轉(zhuǎn)發(fā)給路由器和開關的下游數(shù)據(jù)。相反,調(diào)制解調(diào)器16從路由器和開關中接收調(diào)制解調(diào)器16發(fā)送給網(wǎng)絡26的上游數(shù)據(jù)。圖4示出了將所接收的數(shù)據(jù)發(fā)送給光子模塊14以便通過光鏈路24傳輸給網(wǎng)絡26的調(diào)制解調(diào)器16的上游硬件單元42的實例。上游硬件單元42包括符號映射器(symbolmapper)44和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)46A至46B。符號映射器44可接收已經(jīng)由培訓成幀器制定的前向錯誤代碼(FEC)編碼的數(shù)據(jù)流。培訓成幀器可為調(diào)制解調(diào)器16的一部分或者位于調(diào)制解調(diào)器16的外面。符號映射器44可將所接收的編碼的數(shù)據(jù)流映射到符號中,以便進行所需要的調(diào)制。比如,符號映射器44可將編碼的數(shù)據(jù)流映射到符號中,以便進行PM-QPSK調(diào)制,從而生成I’和Q’數(shù)據(jù)流對。I’和Q’數(shù)據(jù)流用于區(qū)分調(diào)制解調(diào)器16所發(fā)送的數(shù)據(jù)流對和調(diào)制解調(diào)器16所接收的數(shù)據(jù)流對。比如,I’和Q’數(shù)據(jù)流表示調(diào)制解調(diào)器16所發(fā)送的數(shù)據(jù)流,并且I和Q數(shù)據(jù)流表示調(diào)制解調(diào)器16所接收的數(shù)據(jù)流。DAC46A至46D從符號映射器44中接收I’和Q’數(shù)據(jù)流的數(shù)字對,并且將數(shù)字數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)流,以便傳輸給可插式光子模塊14。比如,DAC46A至46D為將數(shù)據(jù)流I1’、Q1’、I2’、以及Q2’發(fā)送給光子模塊14的調(diào)制解調(diào)器16的輸出單元。光子模塊14使用從DAC46A至46D中接收的數(shù)據(jù)流,以便生成具有偏振1的光波和具有偏振2的光波。光子模塊14然后將這兩個光波相結(jié)合,并且通過光鏈路24將單個光信號發(fā)送給網(wǎng)絡26。圖5A和圖5B為更詳細地示出圖1的光子模塊的實例的框圖。圖5A示出了光子模塊14的部件,這些部件從網(wǎng)絡26中接收PM-QPSK光信號,將光信號轉(zhuǎn)換成I/Q電數(shù)據(jù)流,并且將I/Q電數(shù)據(jù)流發(fā)送給調(diào)制解調(diào)器16。圖5B示出了光子模塊14的部件,這些部件從調(diào)制解調(diào)器16中接收I/Q電數(shù)據(jù)流,將I/Q電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成PM-QPSK調(diào)制的光信號,并且將光信號發(fā)送給網(wǎng)絡26。為了便于進行描述,分別示出了圖5A和5B。然而,應理解的是,光子模塊14包括圖5A中所示的接收光子以及圖5B中所示的發(fā)送光子。而且,光子模塊14的部件被示出用于PM-QPSK調(diào)制。與根據(jù)所需要的PM-QPSK調(diào)制所顯示的部件相比,光子模塊14可包括額外的、更少的、或不同的部件。在替代實例中,光子模塊14包括用于不同的調(diào)制方案的不同部件。比如,如果期望BPSK調(diào)制,那么光子模塊14包括用于進行相干BPSK調(diào)制的部件。通常,光子模塊14包括期望類型的相干通信所需要的部件,包括甚至更復雜的調(diào)制方案,比如,多級正交調(diào)幅(M-QAM,其中,M>4)。如圖5A中所示,光子模塊14的接收光子包括偏振分束器(PBS)48、本機振蕩器(LO)50、偏振分離器(PS)52、光混合混頻器(opticalhybridmixer)54A和54B、以及光檢測器(PD)56A至56D。PD56A至56D將光信號的大小轉(zhuǎn)換成電表示。PBS48通過光鏈路24從網(wǎng)絡26中接收光信號,并且將所接收的光信號分成具有標稱正交的偏振(比如,基本正交的偏振)的第一和第二光信號。光混合混頻器54A和54B中的每個從PBS48中的第一和第二標稱正交的光信號中接收各自的光信號。接收光子也包括作為激光器的本機振蕩器50。本機振蕩器50提供在相干系統(tǒng)內(nèi)所需的相位參考,以便恢復光子模塊14所接收的PM-QPSK光學波形。在某些實例中,本機振蕩器50可為自由運轉(zhuǎn)的振蕩器。比如,本機振蕩器50所輸出的激光信號不需要用PBS48接收的光信號進行鎖相。偏振分離器(PS)52從本機振蕩器50中接收光,并且將光分成(至少)第一和第二光路。光混合混頻器54A和54B中的每個從PS52的第一和第二光路中接收各自的本機振蕩器的光。在某些實例中,只要將本機振蕩器50的光分成兩個標稱正交的偏振光波,就可交換PBS48和PS52的位置,而不會喪失其功能。光混合混頻器54A和54B均混合PBS48的各個光信號和PS52的各個本機振蕩器光波參考,并且輸出光數(shù)據(jù)流,該光數(shù)據(jù)流表示PM-QPSK調(diào)制信號的同相(I)和正交相位(Q)分量。比如,光混合混頻器54A輸出I1和Q1光數(shù)據(jù)流。光混合混頻器54B輸出I2和Q2光數(shù)據(jù)流。在某些實例中,光混合混頻器54A和54B可為90度的光混合混頻器。而且,在某些實例中,I1、Q2、I2以及Q2光數(shù)據(jù)流中的每一個可為不同編碼的數(shù)據(jù)流。光檢測器56A至56D接收I1、Q2、I2以及Q2光數(shù)據(jù)流的各自的光信號,并且將這些光信號轉(zhuǎn)換成模擬電數(shù)據(jù)流。光檢測器56A至56D可由單個光電二極管或一對標稱平衡的光電二極管構(gòu)成。用于每個光電二極管的跨阻抗放大器(TIA)元件可用于將光電二極管中的光電流轉(zhuǎn)換成電壓表示。然而,不需要在每個實例中包括TIA元件。每個光檢測器56A至56D的電輸出可為單端或差分型電信號。在某些實例中,TIA元件可包括自動增益控制(AGC)放大器,或者AGC放大器可位于TIA元件的外面。AGC放大器可標稱保持輸出電氣電壓振幅/擺幅,用于不同的輸入電流振幅/擺幅。這樣,光子模塊14的接收光子將PM-QPSK調(diào)制的光信號轉(zhuǎn)換成電I和Q數(shù)據(jù)流對,其表示光學PM-QPSK信號,以便處理器調(diào)制解調(diào)器16進一步進行處理。比如,調(diào)制解調(diào)器16從光檢測器56A至56D中接收I/Q電數(shù)據(jù)流對。如圖5B中所示,光子模塊14的發(fā)送光子包括激光器58、偏振分離器(PS)60、調(diào)制器62A和62B、以及偏振光束組合器(PBC)64。PBC64與光鏈路24耦接,并且輸出光調(diào)制信號(比如,PM-QPSK調(diào)制的光信號)。而且,如圖所示,光子模塊14接收I1’、Q1’、I2’以及Q2’數(shù)據(jù)流,這些數(shù)據(jù)流為由調(diào)制解調(diào)器16輸出的電數(shù)據(jù)流,以便進行PM-QPSK調(diào)制。在本公開中,術語I1’、Q1’、I2’以及Q2’數(shù)據(jù)流用于描述調(diào)制解調(diào)器16發(fā)送給光子模塊14的數(shù)據(jù)流,并且術語I1、Q1、I2以及Q2數(shù)據(jù)流用于描述調(diào)制解調(diào)器16從光子模塊14中接收的數(shù)據(jù)流。調(diào)制解調(diào)器16發(fā)送的I1’、Q1’、I2’以及Q2’數(shù)據(jù)流可與調(diào)制解調(diào)器16接收的I1、Q1、I2以及Q2數(shù)據(jù)流不同。比如,I1’、Q1’、I2’以及Q2’數(shù)據(jù)流用于進行下游通信,而I1、Q1、I2以及Q2數(shù)據(jù)流用于進行上游通信。比如,I1’和Q1’數(shù)據(jù)流可形成調(diào)制解調(diào)器16發(fā)送的第一對數(shù)據(jù)流,并且可用于具有偏振1的光波。I2’和Q2’數(shù)據(jù)流可形成調(diào)制解調(diào)器16發(fā)送的第二對數(shù)據(jù)流,并且可用于具有偏振2的光波。在某些實例中,I1’、Q1’、I2’以及Q2’數(shù)據(jù)流可由通過電容器與光子模塊14交流耦接的差分數(shù)據(jù)流構(gòu)成。在某些實例中,光子模塊14可包括與I1’、Q1’、I2’、以及Q2’數(shù)據(jù)流中的每個耦接的驅(qū)動放大器。驅(qū)動放大器可放大調(diào)制解調(diào)器16所輸出的I1’、Q1’、I2’以及Q2’數(shù)據(jù)流的電壓電平。激光器58可為可用于進行高比特率光信號傳輸?shù)娜魏晤愋偷募す猓ǔ?550nm波長范圍(所謂的C波段)內(nèi)的低線寬激光器,但是可為任何波長。在相同的波長范圍內(nèi)操作的光放大器可允許光子模塊14將所生成的光信號發(fā)送較遠的距離。一個實例為摻鉺光纖放大器(EDFA),其放大1550nm光譜區(qū)域內(nèi)的光。光子模塊14能夠?qū)⑺傻墓庑盘柊l(fā)送較遠的距離,從而減少了再生所發(fā)送的光信號所需要的間歇性光-電-光(O-E-O)中繼器的數(shù)量。偏振分離器(PS)60從激光34中接收光并且將光分成(至少)兩個路徑,而且可與圖5A的PS52相似。調(diào)制器62A和62B中的每一個從一個路徑中接收光。調(diào)制器62A和62B通過各個I/Q電數(shù)據(jù)流對調(diào)制各個路徑上的光。調(diào)制器62A和62B可稱為IQ調(diào)制器或笛卡爾調(diào)制器。在圖5B的實例中,調(diào)制器62A接收I1’和Q1’電數(shù)據(jù)流,并且調(diào)制光,以便形成復調(diào)制的光波信號,調(diào)制其大小和相位,形成QPSK信號。調(diào)制器62B接收I2’和Q2’電數(shù)據(jù)流,并且調(diào)制光,以便形成復調(diào)制的光波信號,調(diào)制其大小和相位,形成第二QPSK信號。偏振光束組合器(PBC)64從調(diào)制器62A和62B的每一個中接收偏振的并且調(diào)制的光信號。比如,然后,使用PBC64,在(標稱正交的)偏振中,多路復用調(diào)制器62A或62B的光學QPSK信號。比如,PBC64將所接收的QPSK光信號組合成標稱正交的偏振,從而組合成單個偏振復用(PM)光信號,并且通過光鏈路24將PM-QPSK光信號發(fā)送給網(wǎng)絡26。這樣,光子模塊14使用光波通信技術,生成和發(fā)送光學PM-QPSK信號。圖6為示出根據(jù)本公開的一個或多個方面的一個實例技術的流程圖。僅僅為了示例性目的,參看圖1至圖3。第一ADC接收第一模擬電數(shù)據(jù)流,并且第二ADC接收第二模擬電數(shù)據(jù)流(66)。比如,ADC18A從光子模塊14中接收第一模擬電數(shù)據(jù)流(比如,I1),并且ADC18B從光子模塊14中接收第二模擬電數(shù)據(jù)流(比如,Q1)。在這個實例中,第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流共同表示光子模塊14所接收的光信號的一部分。比如,I1和Q1共同表示具有偏振1的光信號的光波。類似地,ADC18C從光子模塊14中接收第三模擬電數(shù)據(jù)流(比如,I2),并且ADC18D從光子模塊14中接收第四模擬電數(shù)據(jù)流(比如,Q2)。在這個實例中,第三和第四模擬電數(shù)據(jù)流共同表示光子模塊14所接收的光信號的另一部分。比如,I2和Q2共同表示具有偏振2的光信號的光波。第一ADC和第二ADC為第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流采樣,以便將第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第一和第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流(68)。比如,ADC18A以一種采樣率采樣第一模擬電數(shù)據(jù)流,該采樣率標稱為光子模塊14發(fā)送第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便通過所述采樣率將第一模擬電數(shù)據(jù)流采樣轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流采樣。類似地,ADC18B以所述采樣率采樣第二模擬電數(shù)據(jù)流,該采樣率標稱為光子模塊14發(fā)送第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便以所述采樣率將第二模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流。ADC18C和18D對于第三和第四模擬電數(shù)據(jù)流執(zhí)行相似的功能。而且,ADC18A至18D可采樣其各自的模擬電數(shù)據(jù)流,在ADC18A至18D為采樣各自的模擬電數(shù)據(jù)流之前,無需過濾模擬電數(shù)據(jù)流。比如,光子模塊14可不與在ADC18A至18D采樣I1、Q1、I2以及Q2模擬電數(shù)據(jù)流之前過濾I1、Q1、I2以及Q2模擬電數(shù)據(jù)流的模擬濾波器耦接。作為一個實例,光子模塊14通過25Gbaud的符號率接收光學PM-QPSK信號。光子模塊14將光信號轉(zhuǎn)換成I1、Q1、I2、以及Q2模擬電數(shù)據(jù)流。這些模擬電數(shù)據(jù)流的符號率為25Gsamples/s。在這個實例中,ADC18A至18D通過一種采樣率采樣這些模擬電數(shù)據(jù)流,該采樣率標稱等于或大于50Gsamples/s(比如,標稱為符號率的兩倍或者大于這些電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍)。第一數(shù)字濾波器和第二數(shù)字濾波器數(shù)字過濾第一和第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流(70)。比如,數(shù)字濾波器20A數(shù)字過濾第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率輸出第一過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于ADC18A進行采樣的采樣率并且小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,而且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。類似地,數(shù)字濾波器20B數(shù)字過濾第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率輸出第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于ADC18B進行采樣的采樣率并且小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,而且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。數(shù)字濾波器20C和20D對第三和第四模擬電數(shù)據(jù)流執(zhí)行相似的功能。比如,與上述實例一樣,由ADC18A和18B轉(zhuǎn)換的第一和第二數(shù)字數(shù)據(jù)流的采樣率為50Gsamples/s。在這個實例中,第一和第二數(shù)字數(shù)據(jù)流的采樣率為50Gsamples/s。數(shù)字濾波器20A和20B過濾第一和第二數(shù)字數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率輸出過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于采樣率并且大于符號率的兩倍(在這個實例中,采樣率和符號率均等于50Gsamples/s),而且大于或等于25Gbaud。作為一個實例,有效采樣率可大約為5/4*25(即,31.25GSamples/s)。在本公開中所描述的實例中,在數(shù)字濾波器20A和20B的輸出中的每秒需要處理的樣本的數(shù)量等于就像ADC18A至18D以和有效采樣率相等的采樣率采樣的每秒需要處理的樣本的數(shù)量。然而,在本公開的各方面,由于ADC18A至18D以標稱為符號率的兩倍以上的采樣率進行采樣,所以數(shù)字濾波器20A至20D所接收的數(shù)字數(shù)據(jù)流可將混疊效應最小化。而且,雖然數(shù)字濾波器20A至20D以小于采樣率并且小于符號率的兩倍的有效采樣率輸出過濾的數(shù)據(jù)流,但是數(shù)字濾波器20A至20D內(nèi)的低通濾波器可將混疊效應最小化。因此,與如果下游硬件單元22直接從ADC18A至18D中接收數(shù)字數(shù)據(jù)流的情況相比,數(shù)字濾波器20A至20D所輸出的數(shù)據(jù)流需要下游硬件單元22每秒處理更少的樣本。下游硬件單元22包括至少一個部件,該部件配置成通過與有效采樣率大致相似(比如,等于有效采樣率)的速率,處理數(shù)字過濾的第一和第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流(72)。比如,CD均衡器28A和定時恢復單元30通過與有效采樣率大致相似(比如,等于有效采樣率)的速率處理數(shù)字過濾的第一和第二電數(shù)據(jù)流。比如,如果有效采樣率為31.25Gsamples/s,那么CD均衡器28A每秒會處理31.25Gsamples的數(shù)字過濾的第一和第二電數(shù)據(jù)流。另一個數(shù)字濾波器配置成過濾所處理的數(shù)字過濾的第一和第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以進一步減小的有效采樣率輸出數(shù)字電數(shù)據(jù)流(74)。比如,數(shù)字濾波器40以減小的有效采樣率25Gsamples/s輸出經(jīng)過濾的數(shù)據(jù)流。圖7為示出根據(jù)本公開的一個或多個方面的實例結(jié)果的示圖。在圖7中,y軸表示測量用Q2因數(shù)表示的系統(tǒng)性能,其中,指數(shù)2表示Q因數(shù)使用“20log”定義,比如,Q2(dB)等于20log10(Qlinear)。x軸表示ADC(比如,ADC18A至18D)的前端的模擬帶寬,并且表示為千兆赫(GHz)的RxBe。生成圖7的值,符號率(R)為31.625Gbaud,并且采用PM-QPSK調(diào)制。圓圈的頂部線表示系統(tǒng)性能,其中,ADC18A至18D以至少為符號率(2*R)的兩倍的采樣率進行采樣,并且數(shù)字濾波器20A至20D以所述采樣率而非以有效采樣率輸出數(shù)字數(shù)據(jù)流。換言之,調(diào)制解調(diào)器16的部件以每秒2*R個樣本數(shù)量的速率進行操作。頂部線可視為表示未關注調(diào)制解調(diào)器16的部件的尺寸和功耗的理想系統(tǒng)的系統(tǒng)性能。方形的底部線表示系統(tǒng)性能,其中,在ADC從光子模塊14中接收模擬電數(shù)據(jù)流之前,通過模擬低通濾波器,低通過濾光子模塊14的輸出。在這個實例中,使用三階Bessel-Thompson的模擬濾波整形,仿真模擬低通濾波器。在方形的底部線中,由于模擬低通濾波器低通過濾光子模塊14的輸出,所以ADC以小于尼奎斯特速率的速率采樣。為了示例目的,將模擬低通濾波器的帶寬選為5/4*R,以便與數(shù)字濾波器20A至20D實現(xiàn)5/4*R的有效采樣率的實例進行適當?shù)谋容^。菱形的中間線表示根據(jù)本公開中所描述的一個或多個實例技術的系統(tǒng)性能。比如,中間線表示系統(tǒng)性能,其中,ADC18A至18D以2*R的采樣率為采樣接收的模擬電數(shù)據(jù)流。然后,數(shù)字濾波器20A至20D以5/4*R的有效采樣率過濾和輸出所過濾的數(shù)字數(shù)據(jù)流。如圖所示,模擬帶寬RxBe減小為小于某個值(在這個實例中,<8GHz)時,會過濾過多的信號頻率含量,在不能由調(diào)制解調(diào)器16補償?shù)牟ㄐ蝺?nèi)引入失真,并且顯示嚴重的損失。因此,在圖7中,頂部、中間和底部線在小于大約8GHz的頻率都顯示出較差的性能。如圖7中所示,對于理想的情況而言,由頂部線表示,頻率大于8GHz,由于以不產(chǎn)生混疊效應的尼奎斯特速率在ADC內(nèi)進行采樣,所以性能作為RxBe函數(shù)實際上恒定。底部線表示在ADC之前模擬低通過濾光子模塊14所輸出的數(shù)據(jù)流的系統(tǒng),如底部線內(nèi)所述,由于采樣率小于尼奎斯特速率,所以具有混疊效應。然而,在底部線內(nèi),混疊效應的損失基于RxBe值。比如,最佳的RxBe為10GHz時,損失為大約0.7dB(即,頂部線和底部線之間處于10GHz時的差值)。然而,RXBe為22GHz時,僅僅施加弱過濾時,大部分混疊效應并未去除,與頂部線相比,造成超過2dB的損失。中間線表示本公開中所描述的技術的實例系統(tǒng)性能值,該中間線示出了與理想情況的系統(tǒng)性能行為相似的系統(tǒng)性能行為(比如,作為RxBe的函數(shù)相當恒定)。然而,由于在數(shù)字濾波器20A至20D的輸出中每秒需要處理的樣本的數(shù)量小于尼奎斯特速率,這會引起混疊效應,所以與理想的情況相比,略微損失。比如,圖7示出了整個RxBe值大約為0.4dB(頂部線和中間線之間的差值)的恒定微小損失(penalty)。這個小損失可由剩余的混疊效應造成,數(shù)字濾波器20A至20D的低通濾波器不能去除這些混疊效應。然而,與理想的情況相比,調(diào)制解調(diào)器16的尺寸和功耗減?。蓪е略谏鲜龇绞街袑崿F(xiàn)有效采樣率)可超過與0.4dB的小損失相關的缺點。本公開的技術可在各種各樣的裝置或設備中實施,包括線卡、路由器、光學界面、集成電路(IC)或一組IC(即芯片組)。在本公開中描述各種部件、模塊或單元,強調(diào)了配置成執(zhí)行所公開的技術的裝置的功能性方面,但不是必須要通過不同的硬件單元實現(xiàn)這些部件、模塊或單元。確切地說,如上所述,各種單元可在一個硬件單元內(nèi)結(jié)合,或者由大量可相互操作的硬件單元提供。除了上述實施方式或者作為上述實施方式的替換實施方式,還描述了以下實施方式。本文中所描述的任何實施方式可使用在任何以下實施方式中描述的特征。一個實施方式涉及一種方法,其包括:在相干光通信系統(tǒng)中,接收由光子模塊發(fā)送的第一模擬電數(shù)據(jù)流以及由光子模塊發(fā)送的第二模擬電數(shù)據(jù)流,其共同表示光子模塊所接收的光信號的一部分。所述方法還包括以一種采樣率采樣第一模擬電數(shù)據(jù)流和第二模擬電數(shù)據(jù)流,所述采樣率標稱為第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便將第一模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流,并且將第二模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述方法還包括數(shù)字過濾第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流和第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便分別以有效采樣率輸出第一過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流和第二過濾電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于所述采樣率并且小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。所述方法還包括以一種速率處理第一和第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述速率與有效采樣率大致相似,以便恢復由所述光子模塊接收的光信號中的數(shù)據(jù)。在某些實施方式中,對于所述方法而言,所述采樣率至少為符號率的兩倍。在某些實施方式中,對于所述方法而言,所述采樣率至少為符號率的兩倍時,所述有效采樣率小于符號率的兩倍,并且大于符號率。在某些實施方式中,對于所述方法而言,與有效采樣率大致相似的速率等于有效采樣率。在某些實施方式中,對于所述方法而言,所接收的光信號部分包括第一部分。所述方法的一個或多個實施方式進一步包括接收由光子模塊發(fā)送的第三模擬電數(shù)據(jù)流以及由光子模塊發(fā)送的第四模擬電數(shù)據(jù)流,其共同表示光子模塊所接收的光信號的第二部分。所述方法還包括以所述采樣率為第三模擬電數(shù)據(jù)流和第四模擬電數(shù)據(jù)流采樣,以便將第三模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第三數(shù)字電數(shù)據(jù)流,并且將第四模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第四數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述方法進一步包括以所述有效采樣率數(shù)字過濾第三數(shù)字電數(shù)據(jù)流和第四數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便分別輸出第三過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流和第四過濾電數(shù)據(jù)流。所述方法還包括以所述速率處理第三和第四過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述速率與有效采樣率大致相似,以便恢復由所述光子模塊接收的光信號中的數(shù)據(jù)。在某些實施方式中,接收由光子模塊發(fā)送的第一模擬電數(shù)據(jù)流和第二模擬電數(shù)據(jù)流包括接收由光子模塊發(fā)送的第一模擬電數(shù)據(jù)流和第二模擬電數(shù)據(jù)流,其共同表示具有第一偏振的光信號的光波。在某些實施方式中,接收由光子模塊發(fā)送的第三模擬電數(shù)據(jù)流和第四模擬電數(shù)據(jù)流包括接收由光子模塊發(fā)送的第三模擬電數(shù)據(jù)流和第四模擬電數(shù)據(jù)流,其共同表示具有第二偏振的光信號的光波。在某些實施方式中,采樣第一模擬電數(shù)據(jù)流包括采樣第一模擬電數(shù)據(jù)流,而不在為第一模擬電數(shù)據(jù)流采樣之前,過濾第一模擬電數(shù)據(jù)流。在某些實施方式中,采樣第二模擬電數(shù)據(jù)流包括采樣第二模擬電數(shù)據(jù)流,而不在為第二模擬電數(shù)據(jù)流采樣之前,過濾第二模擬電數(shù)據(jù)流。所述方法的一個或多個實施方式進一步包括數(shù)字過濾所處理的第一和第二過濾電數(shù)據(jù)流,以便以進一步減小的有效采樣率輸出數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述方法的一個或多個實施方式進一步包括對至少數(shù)字過濾的第一和第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流補償色散。一個實施方式涉及一種處理器,其包括第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),其配置成接收由在相干光通信系統(tǒng)中光子模塊發(fā)送的第一模擬電數(shù)據(jù)流,并且以一種采樣率采樣第一模擬電數(shù)據(jù)流,所述采樣率標稱為第一模擬電數(shù)據(jù)流和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,第一模擬電數(shù)據(jù)流和第二模擬電數(shù)據(jù)流共同表示光子模塊所接收的光信號的一部分,以便將第一模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述處理器包括第二ADC,其配置成接收由光子模塊發(fā)送的第二模擬電數(shù)據(jù)流,并且以所述采樣率采樣第二模擬電數(shù)據(jù)流,所述采樣率標稱為第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便將第二模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述處理器包括第一數(shù)字濾波器,其配置成數(shù)字過濾第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率輸出第一過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于所述采樣率并且小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。所述處理器包括第二數(shù)字濾波器,其配置成以所述有效采樣率數(shù)字過濾第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便輸出第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于所述采樣率并且小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。所述處理器包括下游硬件單元,其包括至少一個部件,所述部件配置成以與有效采樣率大致相似的速率處理第一和第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便恢復由所述光子模塊接收的光信號中的數(shù)據(jù)。在某些實施方式中,對于所述處理器而言,所述采樣率至少為符號率的兩倍。在某些實施方式中,對于所述處理器而言,所述采樣率至少為符號率的兩倍時,所述有效采樣率小于符號率的兩倍,并且大于符號率。在某些實施方式中,對于所述處理器而言,基本類似于有效采樣率的所述速率等于有效采樣率。在某些實施方式中,處理器為調(diào)制器-解調(diào)器(調(diào)制解調(diào)器)。在某些實施方式中,處理器為數(shù)字信號處理器。在某些實施方式中,所接收的光信號的一部分包括第一部分。在所述處理器的一個或多個實施方式中,所述處理器進一步包括第三ADC,其配置成接收由光子模塊發(fā)送的第三模擬電數(shù)據(jù)流,并且以所述采樣率采樣第三模擬電數(shù)據(jù)流,以便將第三模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第三數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述處理器進一步包括第四ADC,其配置成接收由光子模塊發(fā)送的第四模擬電數(shù)據(jù)流,第四模擬電數(shù)據(jù)流與第三模擬電數(shù)據(jù)流一起表示光子模塊所接收的光信號的第二部分,并且以所述采樣率采樣第四模擬電數(shù)據(jù)流,以便將第一模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述處理器進一步包括第三數(shù)字濾波器,其配置成數(shù)字過濾第三數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以所述有效采樣率輸出第三過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述處理器進一步包括第四數(shù)字濾波器,其配置成數(shù)字過濾第四數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以所述有效采樣率輸出第四過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流。在某些實施方式中,第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流共同表示具有第一偏振的光信號的光波。在某些實施方式中,第三和第四模擬電數(shù)據(jù)流共同表示具有第二偏振的光信號的光波。在某些實施方式中,第一ADC配置成采樣第一模擬電信號,而不在第一ADC采樣第一模擬電信號之前過濾第一模擬電信號。在某些實施方式中,第二ADC配置成采樣第二模擬電信號,而不在第二ADC采樣第二模擬電信號之前過濾第二模擬電信號。在某些實施方式中,所述處理器進一步包括第三數(shù)字濾波器,其配置成數(shù)字過濾所處理的第一和第二過濾電數(shù)據(jù)流,以便以進一步減小的有效采樣率輸出數(shù)字電數(shù)據(jù)流。在某些實施方式中,所述處理器進一步包括至少一個色散(CD)均衡器,其配置成至少對數(shù)字過濾的第一和第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流補償色散。一個實施方式涉及一種網(wǎng)絡裝置,其包括光子模塊和處理器。所述光子模塊配置成在相干光通信系統(tǒng)中接收光信號,并且發(fā)送第一模擬電數(shù)據(jù)流和第二模擬數(shù)據(jù)流,其共同表示光信號的一部分。所述處理器包括第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),其配置成接收第一模擬電數(shù)據(jù)流,并且以一種采樣率采樣第一模擬電數(shù)據(jù)流,所述采樣率標稱為第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便將第一模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述處理器包括第二ADC,其配置成接收第二模擬電數(shù)據(jù)流,并且以所述采樣率采樣第二模擬電數(shù)據(jù)流,所述采樣率標稱為第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍以上,以便將第二模擬電數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流。所述處理器包括第一數(shù)字濾波器,其配置成過濾第一數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以有效采樣率數(shù)字輸出第一過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于所述采樣率并且小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。所述處理器包括第二數(shù)字濾波器,其配置成數(shù)字過濾第二數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便以所述有效采樣率輸出第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,所述有效采樣率小于所述采樣率并且小于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率的兩倍,并且大于或等于第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流的符號率。所述處理器包括下游硬件單元,其包括至少一個部件,所述部件配置成以與有效采樣率大致相似的速率處理第一和第二過濾數(shù)字電數(shù)據(jù)流,以便恢復由所述光子模塊接收的光信號中的數(shù)據(jù)。在某些實施方式中,光子模塊接收偏振復用的正交相移鍵控(PM-QPSK)調(diào)制的光信號。在某些實施方式中,第一和第二模擬電數(shù)據(jù)流表示具有第一偏振的PM-QPSK調(diào)制的光信號的光波。在某些實施方式中,第一ADC配置成采樣第一模擬電信號,而不在第一ADC采樣第一模擬電信號之前過濾第一模擬電信號。在某些實施方式中,第二ADC配置成采樣第二模擬電信號,而不在第二ADC采樣第二模擬電信號之前過濾第二模擬電信號。在某些實施方式中,所述處理器進一步包括第三數(shù)字濾波器,其配置成數(shù)字過濾所處理的第一和第二過濾電數(shù)據(jù)流,以便以進一步減小的有效采樣率輸出數(shù)字電數(shù)據(jù)流。而且,任何上述實施方式中提出的任何特定的特征可組合成所描述的技術的一個有益的實施方式。即,任何特定的特征通常可用于本發(fā)明的所有實施方式中。已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實施方式。
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