本申請要求于2014年7月25日提交的、名稱為“光通信網(wǎng)絡中非線性發(fā)送器的損傷補償”的美國非臨時專利申請?zhí)?4/341,373的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用再現(xiàn)并入本申請。

背景技術(shù)：

光通信網(wǎng)絡在全球通信中發(fā)揮重要功能。由于具備多方面優(yōu)勢，其已日益替代銅線通信。光通信網(wǎng)絡可包括由光纖或自由空間所連接的多種節(jié)點。隨著用戶需要更高的數(shù)據(jù)速率，更精確地發(fā)送和接收光數(shù)據(jù)正變得日益重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一個實施例中，本公開包括一種光收發(fā)器，其包括：發(fā)送器，配置用于發(fā)送第一信號；以及接收器，與所述發(fā)送器耦合并配置用于：接收第一補償，其中所述第一補償基于對所述第一信號的模式依賴分析，以及向所述發(fā)送器提供所述第一補償；其中所述發(fā)送器進一步配置用于：基于所述第一補償來補償?shù)诙盘枺孕纬傻谝唤?jīng)補償?shù)男盘?，以及發(fā)送所述第一經(jīng)補償?shù)男盘枴?/p>

在另一個實施例中，本公開包括一種光發(fā)送器，其包括：包括補償器的數(shù)字信號處理器(DSP)，與所述DSP耦合的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，與所述DAC耦合的射頻放大器(RFA)，以及與所述RFA耦合的電光轉(zhuǎn)換器(EOC)。

在又一個實施例中，本公開包括一種光接收器，其包括：光電轉(zhuǎn)換器(OEC)，與所述OEC耦合的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，以及與所述ADC耦合且包括校準器的數(shù)字信號處理器(DSP)。

在又一個實施例中，本公開包括一種方法，其包括：發(fā)送第一光信號，接收第一補償，其中所述第一補償基于對所述第一光信號的模式依賴分析，基于所述第一補償來補償?shù)诙庑盘栆孕纬傻谝唤?jīng)補償?shù)墓庑盘枺约鞍l(fā)送所述第一經(jīng)補償?shù)墓庑盘枴?/p>

借助附圖、權(quán)利要求連同下文詳述將更加清晰地理解這些及其他特性。

附圖說明

為了更全面地理解本公開，現(xiàn)結(jié)合附圖和詳細說明并參考以下簡述，其中相同的參考標記代表相同的部件。

圖1為網(wǎng)絡設備的示意圖。

圖2為根據(jù)本公開一實施例的光學網(wǎng)絡的示意圖。

圖3為根據(jù)本公開一實施例的光調(diào)制器的示意圖。

圖4為根據(jù)本公開另一實施例的光學網(wǎng)絡的示意圖。

圖5為根據(jù)本公開一實施例的圖4中光學網(wǎng)絡中的校準器的示意圖。

圖6為根據(jù)本公開一實施例的模式依賴的查找表(PD-LUT)的示例。

圖7為根據(jù)本公開一實施例的圖4中光學網(wǎng)絡中的補償器的示意圖。

圖8為根據(jù)本公開一實施例的說明迭代校準和補償方案的消息序列圖。

圖9為用于圖4中光學網(wǎng)絡的建模的比特誤碼率(BER)的圖表。

圖10為用于圖4中光學網(wǎng)絡的建模的BER的另一圖表。

圖11為用于圖4中光學網(wǎng)絡的實驗性符號星座圖的圖表。

圖12為用于圖4中光學網(wǎng)絡的實驗性符號星座圖的另一圖表。

圖13為用于圖4中光學網(wǎng)絡的實驗性光信噪比(OSNR)對BER的圖表。

圖14為用于圖4中光學網(wǎng)絡的實驗性模式長度對BER的圖表。

圖15為根據(jù)本公開一實施例的發(fā)送器損傷補償?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。

具體實施方式

首先應理解，雖然下文提供一個或多個實施例的說明性實現(xiàn)方式，但是所公開的系統(tǒng)和/或方法可使用任何數(shù)量的不論其當前是否已知或是否存在的技術(shù)來實現(xiàn)。本公開決不應限于下述說明性的實現(xiàn)方式、附圖和技術(shù)，包括其中說明并描述的典范設計和實現(xiàn)方式，而是可以在所附權(quán)利要求范圍連同其等同發(fā)明的全部范圍內(nèi)進行修改。

圖1示出了網(wǎng)絡設備100的示意圖。網(wǎng)絡設備100可適用于執(zhí)行所公開的實施例。網(wǎng)絡設備100可包括：用于接收數(shù)據(jù)的進入端口110和接收單元(Rx)120；用以處理數(shù)據(jù)的處理器、邏輯單元或中央處理單元(CPU)130；用于發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送單元(Tx)140和外出端口150；以及用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器160。網(wǎng)絡設備100也可包括：光電(OE)組件和電光(EO)組件，其耦合于進入端口110、接收單元120、發(fā)送單元140和外出端口150，用于光或電信號的輸出和進入。

處理器130可由硬件和軟件實現(xiàn)。處理器130可實現(xiàn)為一個或多個CPU芯片、核(例如，多核處理器)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)和數(shù)字信號處理器(DSP)。處理器130可與進入端口110、接收單元120、發(fā)送單元140、外出端口150和存儲器160進行通信。

存儲器160可包括一個或多個磁盤、磁帶驅(qū)動器和固態(tài)驅(qū)動器；可用作溢出數(shù)據(jù)存儲設備；當程序被選出執(zhí)行時，其可用于存儲該程序；并可用于存儲程序執(zhí)行過程中讀取的指令和數(shù)據(jù)。存儲器160可以是易失的和非易失的，且可以是只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器(TCAM)和靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)。

圖2示出了光學網(wǎng)絡200的示意圖。網(wǎng)絡200可包括第一收發(fā)器205和第二收發(fā)器250，二者通過介質(zhì)245彼此通信。光學網(wǎng)絡200的組件可以以所示的方式或其他任何合適的方式布置。一些組件可包括例如可并行運行的多輸入和多輸出；然而，所述組件可簡化以更易理解。

例如，第一收發(fā)器205可位于光學網(wǎng)絡中的任何節(jié)點中，第二收發(fā)器250可位于光學網(wǎng)絡中任何其他節(jié)點中。或者，TX 210和RX 255可以是光纖環(huán)回(loop-back)配置里單個收發(fā)器的一部分。此外，第一收發(fā)器205和第二收發(fā)器250可以位于任何光通信網(wǎng)絡中，包括廣域網(wǎng)絡、城域網(wǎng)絡、無源光網(wǎng)絡(PON)或另一種使用高階調(diào)制的光學網(wǎng)絡。

第一收發(fā)器205可以是任何適用于發(fā)送和接收光信號的收發(fā)器。第一收發(fā)器205可包括發(fā)送器(TX)210和接收器(RX)240，二者通過耦合器235彼此耦合。TX 210可包括模塊，所述模塊包括數(shù)字信號處理器(DSP)215、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)220、射頻放大器(RFA)225以及電光轉(zhuǎn)換器(EOC)230。第一收發(fā)器205的組件可以以所示的方式或其他任何合適的方式布置。

介質(zhì)245可以是任何適用于為第一收發(fā)器205和第二收發(fā)器250之間提供通信的介質(zhì)。例如，介質(zhì)245可以是光纖電纜。在那種情況下，介質(zhì)245可包括一個或多個光纖，其每一個均包括核心和覆層，且介質(zhì)245可包含于管子里以保護免受環(huán)境影響。

第二收發(fā)器250可以是任何適用于發(fā)送和接收光信號的收發(fā)器。第二收發(fā)器250可包括RX 255和TX 280，二者通過耦合器275彼此耦合。RX 255可包括多種模塊，所述模塊包括DSP 260、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)265以及光電轉(zhuǎn)換器(OEC)270。第二收發(fā)器250的組件可以以所示的方式或其他任何合適的方式布置。為使第一收發(fā)器205和第二收發(fā)器250彼此通信，第一收發(fā)器205和第二收發(fā)器250可包括本領域已知的附加組件。

第一收發(fā)器205可能需要向第二收發(fā)器250發(fā)送信號。為了在同相(I)和正交相位(Q)光調(diào)制器上生成高階調(diào)制信號，首先，DSP 215可形成多級I和Q數(shù)字電信號并預處理所述數(shù)字電信號。其次，DAC 220可將數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號。DAC 220可具備有限分辨率和頻率響應。再次，RFA 225可放大所述模擬電信號。RFA 225可具備有限帶寬。第四，可包括有馬赫-曾德調(diào)制器的EOC 230可將模擬電信號轉(zhuǎn)換成光信號。第五，第一收發(fā)器205可通過耦合器235和介質(zhì)245將光信號發(fā)送到第二收發(fā)器250。

第二收發(fā)器250可首先通過耦合器275并在介質(zhì)245上接收所述光信號。其次，OEC 270可將光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號。再次，ADC 265可將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號。第四，DSP 260可適當處理數(shù)字電信號。

圖3示出了光調(diào)制器300的示意圖。調(diào)制器300可以是偏振復用I和Q馬赫-曾德調(diào)制器，且可以用在EOC 230中。調(diào)制器300可包括：偏振分束器(PBS)310、第一馬赫-曾德調(diào)制器陣列320、第二馬赫-曾德調(diào)制器陣列330和偏振光束耦合器(PBC)340。調(diào)制器300的組件可以以所示的方式或其他任何合適的方式布置。

PBS 310可將激光分離為X偏振分量和Y偏振分量。第一馬赫-曾德調(diào)制器陣列320可將X偏振分量分離為第一分量和第二分量，且把第一分量調(diào)制成X_I分量，第二分量調(diào)制成X_Q分量。與X_I分量相比，所述X_Q分量可以是電壓偏置的以具有π/2的光學相移。第一馬赫-曾德調(diào)制器陣列320之后可多路復用所述X_I分量和X_Q分量以形成調(diào)制的X分量。第二馬赫-曾德調(diào)制器陣列330可把Y偏振分量分離為第一分量和第二分量，且把第一分量調(diào)制成Y_I分量，第二分量調(diào)制成Y_Q分量。與X_I分量相比，所述X_Q分量可以是電壓偏置的以具有π/2的光學相移。第二馬赫-曾德調(diào)制器陣列320之后可多路復用所述Y₁分量和Y_Q分量以形成調(diào)制的Y分量。最后，PBC 340可耦合或多路復用所述調(diào)制的X分量和Y分量以形成偏振復用信號。

高階調(diào)制是實現(xiàn)在例如網(wǎng)絡200等光網(wǎng)絡中頻譜高效兆兆位(Tb)傳輸?shù)木哂星熬暗募夹g(shù)。高階調(diào)制信號可由例如光調(diào)制器300等調(diào)制器生成。通過調(diào)制X偏振分量和Y偏振分量，光調(diào)制器300可使光譜效率翻倍。

使用已存在的方法來預處理第一收發(fā)器205中的DSP 215中的數(shù)字電信號，由于第一收發(fā)器205中的TX 210的電光組件的非線性響應，所述信號可能大幅度偏離期望值。那些偏離，或損傷(impairment)，可造成諸如第二收發(fā)器250中的RX 255等相干接收器中較差的BER。較差的BER可縮短傳輸距離，其可增加信號再生的需求，從而導致更高的基礎設施成本。

所述損傷包括兩部分，即不依賴數(shù)據(jù)模式(pattern)的靜態(tài)部分和依賴數(shù)據(jù)模式的動態(tài)部分。依賴數(shù)據(jù)模式的動態(tài)部分可由記憶效應引起。隨著應用近奈奎斯特脈沖整形濾波器，例如滾降系數(shù)小于0.2的根升余弦RRC濾波器，由于濾波引起的碼間串擾(ISI)，電平偏差基本上變成模式依賴的了。

DSP技術(shù)可以至少部分均等化或補償所述損傷。在第一收發(fā)器205的TX 210，頻域均衡器(FDEQ)和有限脈沖響應預均衡器(FIR)可補償諸如射頻(RF)帶寬限制或I-Q延遲等線性損傷。在第二收發(fā)器250中的RX 255，F(xiàn)DEQ可補償光纖色散并執(zhí)行包括帶寬補償在內(nèi)的頻率濾波優(yōu)化。時域均衡器(TDEQ)和載波恢復(CR)模塊可恢復被發(fā)送的X偏振和Y偏振并補償ISI、偏振模色散和載波相位恢復。但是那些DSP技術(shù)可能不會補償非線性、模式依賴的損傷。

補償非線性的模式依賴的損傷的在先方法包括：Joel L.Dawson的“功率放大器線性化技術(shù)：概述”，2001年2月4日(“Dawson”)；Shawn P.Stapleton的“功率放大器的數(shù)字預失真介紹”，2001年6月(“Stapleton”)；Jian Hong Ke等的“使用查找表修正和光脈沖整形的三載波1Tbit/s雙線偏振16-QAM超級通道”，光學快報，第22卷，第1號，2014年1月13日(“Ke 1”)；和Jian Hong Ke等的“使用雙線偏振16-QAM、查找表修正和光脈沖整形的400Gbit/s單載波和1Tbit/s的三載波超級通道信號”，光學快報，第22卷，第1號，2013年12月20日(“Ke 2”)，其均通過引用并入本申請。Ke 1和Ke 2的第一種方法在發(fā)送器使用數(shù)字采樣信號以生成PD-LUT。所述采樣信號之后基于PD-LUT進行調(diào)整以生成均等化的或補償?shù)尿?qū)動振幅。首先，所述方法可能要求附加硬件，包括位于發(fā)送器處的RF分離器和ADC，以獲取采樣驅(qū)動信號。其次，所述方法可造成驅(qū)動功率損耗。再次，所述方法可能不正確地補償有意的預失真，例如，脈沖整形、帶寬預補償、色散預補償，其可用于在信號取樣點之后補償傳輸損傷。Ke 1和Ke 2的第二種方法生成所述PD-LUT并在接收器DSP處補償信號。兩種方法都描述了單迭代校準和補償。

本文所公開的是改進的發(fā)送器損傷補償?shù)膶嵤├Ｋ鰮p傷可能是非線性、模式依賴的損傷。所公開的實施例可提供通過基于接收器處接收的數(shù)據(jù)的模式依賴分析生成補償(可為PD-LUT)而進行的校準，進而基于所述PD-LUT在發(fā)送器處進行的模式依賴的電平均衡(PD-LEQ)，或補償?？纱嬖诙嘀氐屎脱a償，每一重相繼的迭代都提供改進的補償。所公開的實施例可適用于任何光通信網(wǎng)絡，包括PON、廣域網(wǎng)絡、城域網(wǎng)絡或另一種使用高階調(diào)制的光學網(wǎng)絡。所公開的實施例可提供至少三點好處。第一點，通過基于接收器而非發(fā)送器處所接收的數(shù)據(jù)的模式依賴分析來生成PD-LUT，所述發(fā)送器可不需要任何附加硬件，其可減小發(fā)送器尺寸和成本。第二點，對有意的預失真，諸如帶寬預補償、脈沖整形和色散補償?shù)姆瞧谕a償可更少或沒有。第三點，通過在DSP之后的接收器中校準，包括在TDEQ之后，然后在發(fā)送器中補償，所述損傷可被更加精確地補償，因為數(shù)據(jù)序列無差錯并且數(shù)據(jù)模式可在發(fā)送器處精確判定。第四點，校準和補償?shù)亩嘀氐蛇M一步改進補償，從而進一步減少接收器處的BER。

圖4示出了根據(jù)本公開一實施例的光學網(wǎng)絡400的示意圖。可以看到，網(wǎng)絡400可與網(wǎng)絡200相同，且以同樣的方式運行，僅有很少例外。第一，第二收發(fā)器250中的DSP 260可包括附加模塊，即校準器410。第二，RX 255可與TX 280在第二收發(fā)器250中通信以例如提供PD-LUT。第三，第一收發(fā)器205中的DSP 215可包括附加模塊，即補償器420。TX 210可在補償器420之前不包括任何附加信號處理模塊。第四，TX 210可與RX 240在第一收發(fā)器205中通信以例如接收PD-LUT。光學網(wǎng)絡400的組件可以以所示的方式或其他任何合適的方式布置。

校準器410可生成PD-LUT，RX 255可將PD-LUT提供給TX 280。TX 280可通過耦合器275和介質(zhì)245將所述PD-LUT發(fā)送給第一收發(fā)器205。RX 240可通過介質(zhì)245和耦合器235接收所述PD-LUT。RX 240可將PD-LUT提供給TX 210，補償器420可基于所述PD-LUT在TX 210里補償信號。校準器410和補償器420的操作在下文中進行充分說明。

圖5示出了根據(jù)本公開一實施例的圖4中光學網(wǎng)絡400中的校準器410的示意圖。校準器410可包括模塊，所述模塊包括多輸入多輸出(MIMO)TDEQ和CR模塊510；截剪器520；模式匹配器530；平均數(shù)計算器540；調(diào)整計算器550；和PD-LUT生成器560。校準器410的組件可以以所示的方式或其他任何合適的方式布置。一些組件可包括例如可并行運行的多輸入和多輸出；然而，所述組件可簡化以更易理解。

校準器410可輸出4個PD-LUT，每個分別用于X_I分量、X_Q分量、Y_I分量和Y_Q分量中的一個。所述X_I分量可對應信號的X偏振和I分量，X_Q分量可對應信號的X偏振和Q分量，Y_I分量可對應信號的Y偏振和I分量，Y_Q分量可對應信號的Y偏振和Q分量。下文會進一步關(guān)于信號中的任意分量來說明校準器410。

MIMO TEDQ和CR模塊510可從RX 255的DSP 260接收輸入。所述來自DSP 260的輸入可由已知的并已應用于例如DSP260的上游模塊的數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)來產(chǎn)生。MIMO TDEQ和CR模塊510的MIMO部分可解復用所述來自DSP 260的輸入的X和Y分量。MIMO TDEQ和CR模塊510的TDEQ部分可均等化信號的線性失真。MIMO TDEQ和CR模塊510的CR部分可恢復調(diào)制的相位。例如，所述信號可能已經(jīng)用正交幅度調(diào)制(QAM)進行了調(diào)制。MIMO TDEQ和CR模塊510的輸出可以是包括X_I分量、X_Q分量、Y_I分量和Y_Q分量的軟信號。軟信號可指實際接收到的信號。換言之，所述軟信號可由噪聲和失真引起，并因此可能不與調(diào)制方案的離散電平對應。

截剪器520可將所述軟信號與調(diào)制方案的離散電平進行比對。截剪器520然后可基于所述比對，將軟信號轉(zhuǎn)換成硬信號。硬信號可指具有與調(diào)制方案的離散電平相對應的符號的信號。

模式匹配器530可基于任意方案將硬信號與映射電平進行比對。所述任意方案可具有與調(diào)制方案同樣多的電平數(shù)量，但使用不同的電平。模式匹配器530然后可基于所述比對，將硬信號轉(zhuǎn)換成匹配信號。模式匹配器530也可計算模式索引，計算方法為：將信號的第一序列中的第一符號乘以匹配電平數(shù)的符號號碼次冪，將信號的第一序列中的第二符號乘以匹配電平數(shù)的符號號碼次冪，并對每個符號都進行該操作，然后將這些數(shù)加在一起。

平均數(shù)計算器540可計算所述軟信號的每個序列的中心符號的平均值。調(diào)整計算器550可從所述硬信號的中心符號中減掉所述平均值而獲得所述調(diào)整。與模式索引對應的每個序列的中心符號都是相同的。

最后，PD-LUT生成器560可基于所述模式索引和所述調(diào)整來生成PD-LUT。所述PD-LUT還包括：具有其各自調(diào)整的附加模式索引。PD-LUT生成器560可類似地為從DSP 260輸入的信號中每個X_I分量、X_Q分量、Y_I分量和Y_Q分量生成PD-LUT。RX 255可將所述PD-LUT提供給TX 280，TX 280可通過耦合器275和介質(zhì)245將所述PD-LUT發(fā)送給第一收發(fā)器205。

例如，校準器410可從DSP 260接收具有序列的信號，所述序列包括五個連續(xù)符號(即模式長度為5)，且該信號使用16-QAM調(diào)制，其可產(chǎn)生四個離散電平(例如，-3，-1，1，和3)。因此唯一模式的數(shù)目可以是4⁵，或1024。因此模式索引的范圍可以是0-1023或1-1024。在執(zhí)行其功能之后，MIMO TDEQ和CR模塊510然后可輸出如下的軟信號：

(-3.1，-2.8，-1.2，1.2，3.2) (1)

(-3.2，-2.9，-1.1，1.4，2.9)

(-2.9，-2.7，-0.8，1.1，3.1)

截剪器520可比較軟信號(1)和四個離散電平，即-3，-1，1和3。例如，第一序列的第一符號里的-3.1可相比其余任何離散電平更接近-3，第一序列的第二符號里的-2.8可相比其余任何離散電平更接近-3，第一序列的第三符號里的-1.2可相比其余任何離散電平更接近-1，第一序列的第四符號里的1.2可相比其余任何離散電平更接近1，而第一序列的第五符號里的3.2可相比其余任何離散電平更接近3。截剪器520可類似地比較剩余的序列以獲得下列硬信號：

(-3，-3，-1，1，3) (2)

(-3，-3，-1，1，3)

(-3，-3，-1，1，3)

模式匹配器530可基于四個映射電平(例如，0，1，2和3)將硬信號(2)匹配為匹配信號。因此硬信號(2)可以成為下列匹配信號：

(0，0，1，2，3) (3)

(0，0，1，2，3)

(0，0，1，2，3)

模式匹配器530也可計算匹配信號(3)的模式索引，計算方法為，將信號的第一序列中的第一符號乘以匹配電平數(shù)(即4)的符號號碼(即0)次冪，將信號的第一序列中的第二符號乘以匹配電平數(shù)(即4)的符號號碼(即1)次冪，并對每個符號都進行該操作，然后將這些數(shù)加在一起如下：

(0x4⁰)+(0x4¹)+(1x4²)+(2x4³)+(3x4⁴)＝912 (4)

平均數(shù)計算器540然后可計算軟信號(1)的每個序列的中心(即第三)符號的平均值，如下：

調(diào)整計算器550可從硬信號(2)的中心符號中減掉所述平均值(5)而獲得所述調(diào)整，如下：

(-1)-(-1.03)＝0.03 (6)

最后，PD-LUT生成器560可基于模式索引(4)，即912，和調(diào)整(6)，即0.03來生成PD-LUT。

圖6示出了根據(jù)本公開一實施例的PD-LUT 600的示例。PD-LUT 600可以是例如由PD-LUT生成器560生成的PD-LUT。如圖所示，PD-LUT 600可包括：模式索引(4)，912和調(diào)整(6)，0.03。PD-LUT 600還包括：例如，模式索引896和976及其對應的調(diào)整，0.06和0.04。最后，PD-LUT 600還可包括附加模式索引及其各自的調(diào)整，如省略號所示。如上所述，可以存在多達1024個唯一模式索引。

圖7示出了根據(jù)本公開一實施例的圖4中光學網(wǎng)絡400中的補償器420的示意圖。補償器420可包括模塊，所述模塊包括模式匹配器710和調(diào)節(jié)器720。補償器420的組件可以以所示的方式或其他任何合適的方式布置。一些組件可包括例如可并行運行的多輸入和多輸出；然而，所述組件可簡化以更易理解。補償器420可輸出X_I分量、X_Q分量、Y_I分量和Y_Q分量。下文會進一步關(guān)于信號中的任意分量來說明補償器420。

模式匹配器710可從TX 210的DSP 215接收輸入。所述來自DSP 215的輸入可由已知的并已應用于例如DSP 260的上游模塊的DSP技術(shù)來產(chǎn)生。所述上游模塊可包括與截剪器520類似的截剪器，以使所述來自DSP 215的輸入是硬信號。模式匹配器710可基于任意方案將硬信號與映射電平進行比對。所述任意方案可具有與調(diào)制方案同樣多的電平數(shù)量，但使用不同的電平。模式匹配器710然后可基于所述比對，將硬信號轉(zhuǎn)換成匹配信號。模式匹配器710也可計算模式索引，計算方法為：將信號的第一序列中的第一符號乘以匹配電平數(shù)的符號號碼次冪，將信號的第一序列中的第二符號乘以匹配電平數(shù)的符號號碼次冪，并對每個符號都進行該操作，然后將這些數(shù)加在一起。

調(diào)節(jié)器720可從第一收發(fā)器205中的RX 240輸入PD-LUT，例如PD-LUT 600，該PD-LUT可由RX 240從第二收發(fā)器250中的TX 280接收到。然后調(diào)節(jié)器720可在PD-LUT中查找由模式匹配器710算出的模式索引，進而確定PD-LUT中與該模式索引相對應的調(diào)整。調(diào)節(jié)器720然后可根據(jù)所述調(diào)整來對硬信號的每個序列的中心符號進行調(diào)整。

眾所周知，計算信號序列的中心符號的調(diào)整，再對中心符號補償，可減少損傷。然而，如果序列具有偶數(shù)個符號，那么可以補償中心的兩個符號。同樣地，除了中心符號之外的符號可以在其他應用中補償。

例如，模式匹配器710可輸入下列硬信號：

(-3，-3，-1，1，3) (7)

模式匹配器710可基于這四個映射電平0，1，2和3將硬信號(7)匹配為匹配信號，以獲得下列匹配信號：

(0，0，1，2，3) (8)

與關(guān)于模式匹配器530說明的方式相同，模式匹配器710也可計算匹配信號(8)的模式索引如下：

(0x4⁰)+(0x4¹)+(1x4²)+(2x4³)+(3x4⁴)＝912 (9)

然后調(diào)節(jié)器720可在PD-LUT 600中查找模式索引(9)并確定與該模式索引相對應的調(diào)整。如上所述和圖6所示，0.03是與模式索引912相對應的調(diào)整。因此，調(diào)節(jié)器720可將硬信號(7)的中心符號調(diào)整0.3以獲取如下調(diào)整信號：

(-3，-3，-0.97，1，3) (10)

最后，調(diào)節(jié)器720可將調(diào)整信號(10)提供給DSP 215。例如，調(diào)節(jié)器720可將調(diào)整信號(10)提供給DSP 215的下游模塊。所述下游模塊可應用已知的DSP技術(shù)。

圖8示出了根據(jù)本公開一實施例的說明迭代校準和補償方案800的消息序列圖。光學網(wǎng)絡400可執(zhí)行方案800。具體地，第一收發(fā)器205和第二收發(fā)器250可執(zhí)行方案800，不過在任何合適的發(fā)送器和接收器之間可應用同樣的原理。

在步驟805，第一收發(fā)器205可將第一信號發(fā)送至第二收發(fā)器250。在步驟810，第二收發(fā)器250可執(zhí)行第一校準，例如在校準器410，產(chǎn)生例如PD-LUT600的PD-LUT。校準器410可基于所述第一信號執(zhí)行第一校準。在步驟815，第二收發(fā)器250可將PD-LUT 600發(fā)送至第一收發(fā)器205。在步驟820，第一收發(fā)器205可在例如補償器420中執(zhí)行第一補償。例如，補償器420可通過將PD-LUT600中的調(diào)整應用到那些傳輸中以補償隨后的傳輸。步驟805至820可包括第一迭代校準和補償。

然而，所述第一迭代可能不能完全補償?shù)谝皇瞻l(fā)器205所發(fā)送的信號。因而方案800可包括附加迭代校準和補償。因此，在步驟825，第一收發(fā)器205可將第二信號發(fā)送至第二收發(fā)器250。所述第二信號可基于PD-LUT 600被補償。在步驟830，校準器410可執(zhí)行第二校準以產(chǎn)生PD-LUTΔ₂。所述PD-LUTΔ₂可提供PD-LUT 600中的調(diào)整要加的調(diào)整，以形成新的PD-LUT₂。例如，對于模式索引912，所述PD-LUTΔ₂可提供0.005的調(diào)整并加到PD-LUT600中的調(diào)整0.03上，以形成具有關(guān)于模式索引912的新的調(diào)整0.035的PD-LUT₂。除了校準器可基于所述第二信號這么做之外，校準器410可用與第一校準同樣的方式運行第二校準。在步驟835，第二收發(fā)器250可將PD-LUT₂傳輸至第一收發(fā)器205。在步驟840，補償器420可執(zhí)行第二補償。例如，補償器420可通過將PD-LUT₂中的調(diào)整應用到那些傳輸中以補償隨后的傳輸。步驟825至840可包括第二迭代校準和補償。

方案800可包括類似的附加迭代校準和補償，直到步驟845到860的第i次迭代。I可以是任何正整數(shù)。每個相繼的迭代可提供更好的補償粒度。第一收發(fā)器205、第二收發(fā)器250或另一個組件可請求第一次或后續(xù)迭代。

圖9示出了用于圖4中光學網(wǎng)絡的建模的BER的圖表900。如圖所示，x軸代表作為常量的校準和補償?shù)?，而y軸代表作為常量或任意單位的BER。RFA 225的非線性可用Rapp模型來建模，其在技術(shù)領域廣為人知并在很多來源中描述，包括John Liebetreu等人的“推薦的系統(tǒng)損傷模型”，IEEE 802.16寬帶無線接入工作組，2000年3月8日，其通過引用并入。圖900示出了模式長度為5且用于不同飽和電壓的BER，其用V_S表示并在Rapp中描述。V_S可以與RFA 225的非線性成反比例。實線可表示線性RFA 225。

可以看出，對于每次相繼的迭代BER可減少，但約三次迭代后改進可開始趨于平穩(wěn)。0.75伏(V)的V_S產(chǎn)生相對較低的BER，而更低的V_S值產(chǎn)生相對較高的BER。所述逐次迭代可能不能完全補償非線性，特別是對于更低的V_S值。所述不能補償可能是由于本例所用的相對較短的模式長度5，其可能不會完全補償模式影響。

圖10示出了用于圖4中光學網(wǎng)絡的建模的BER的另一圖表1000。如圖所示，x軸代表作為常量的校準和補償?shù)?，而y軸代表作為常量的或任意單位的BER?？稍僖淮斡玫剿鯮app模型。然而，與圖表900相比，圖表1000顯示了對于0.5V V_S的BER、300皮秒(ps)/納米(nm)的DSP 215的預補償色散、-300ps/nm的DSP 260的后補償色散和不同模式長度(用PL表示)的BER。實線可再一次表示線性RFA 225。

可以看出，更高的模式長度產(chǎn)生更低的BER，尤其是在逐次迭代之后。然而，約三次迭代后BER改進可再一次開始趨于平穩(wěn)。模式長度9可近乎完全補償由于預補償色散和RFA 225非線性而引起的模式影響。

圖11示出了用于圖4中光學網(wǎng)絡400的實驗性符號星座圖的圖表1100。圖12示出了用于圖4中光學網(wǎng)絡的實驗性符號星座圖的圖表1200。圖表1100示出了應用所公開的校準和補償之前，圖1200示出了在應用所公開的校準和補償之后。如圖所示，對于圖表1100和1200，x軸與y軸都代表常量或任意單位。圖表1100和1200基于下述內(nèi)容得以實驗性獲得：

偏振多路復用16-QAM(PM-160QAM)傳輸；

36吉波特(Gbaud)傳輸；

偏振多路復用I和Q(PM-IQ)調(diào)制器；

以高達65Gbaud的采樣率從8位、4通道、高速DAC電生成的用于調(diào)制器的驅(qū)動信號；

2¹⁵-1偽隨機位序列(PRBS)；

滾降系數(shù)為0.1的奈奎斯特RRC脈沖整形；

用偏振的、多樣化的、相干的探測器進行的信號探測；

使用50Gbaud泰克實時數(shù)字采樣示波器(DSO)以20千兆赫(GHz)電帶寬進行的信號記錄；以及

使用包括FDEQ、TDEQ和CR模塊的離線DSP代碼包進行的信號處理。

可以看出，圖表1100中的符號在16個圓圈中分組，但所述圓圈并未整齊界定。然而，在圖表1200中，所述16個圓圈更加整齊地界定，且緊湊、等距相隔。換言之，符號跟PM-16QAM網(wǎng)格更加緊密結(jié)合。圖11中的實驗性BER是1.67e^-4，而圖12中的實驗性BER是6.3e^-5，因而示出了BER的實質(zhì)改進。

圖13示出了用于圖4中光學網(wǎng)絡的實驗性OSNR對BER的圖表1300。如圖所示，x軸代表以分貝(dB)表示的OSNR，而y軸代表作為常量或任意單位的BER。圖表1300基于2V的V_G，其中V_G是與RFA 225相關(guān)的電壓。圖表1300示出了在應用所公開的校準和補償之前和應用所公開的校準和補償之后的OSNR對BER。可以看出，所公開的校準和補償可顯著降低BER，尤其當OSNR上升時。

圖14示出了用于圖4中用于光學網(wǎng)絡400的實驗性模式長度對BER的圖表1400。如圖所示，x軸代表常量或任意單位的模式長度，而y軸代表常量或任意單位的BER。圖表1400基于單次迭代校準和補償。可以看出，所述BER可隨著模式長度的增大而顯著地減小，盡管改進可在模式長度為四至五左右的時候開始趨于平穩(wěn)。所述BER可在模式長度增大至超過七的時候開始減小。

圖15示出了根據(jù)本公開一實施例的發(fā)送器損傷補償?shù)姆椒?500的流程圖。方法1500可在第一收發(fā)器205，例如在TX210中執(zhí)行。在步驟1510，可發(fā)送第一光信號。在步驟1520，可接收第一補償。例如，TX 210可從第二收發(fā)器250，例如從RX 255接收PD-LUT 600。所述第一補償可以基于對所述第一光信號的模式依賴分析。在步驟1530，可基于第一補償來補償?shù)诙庑盘栆孕纬傻谝唤?jīng)補償?shù)墓庑盘?。例如，補償器420可基于PD-LUT 600來補償?shù)诙庑盘?。在步驟1540，可發(fā)送所述第一經(jīng)補償?shù)墓庑盘枴?/p>

至少公開了一個實施例，由本領域技術(shù)人員所做的對實施例和/或?qū)嵤├奶卣鞯淖兓?、組合和/或修改均在本公開的范圍內(nèi)。通過組合、整合和/或省略實施例的特征而得到的替代性實施例也在本公開的范圍內(nèi)。數(shù)值范圍或限制條件均明文陳述之處，所述明確范圍或限制條件可理解為包括落入所明文規(guī)定的范圍或限制條件內(nèi)的類似大小的迭代范圍或限制條件(比如，從約1到約10包括2、3、4等；大于0.10包括0.11、0.12、0.13等)。例如，不論何時公開具有更低限制R₁和更高限制R_u的數(shù)值范圍，也就明確公開了任何落入所述范圍的數(shù)值。特別地，所述范圍內(nèi)的下述數(shù)值都明確公開：R＝R₁+k*(R_u-R₁)，其中k是從1％到100％的具有1％增量的變量，即，k是1％、2％、3％、4％、5％、...50％、51％、52％、...95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，也明確公開了任何由在上文中所界定的兩個R值所界定的數(shù)值范圍。除非另行表述，使用術(shù)語“約”意味著后續(xù)數(shù)字+/-10％。對于權(quán)利要求中任何一個元素使用術(shù)語“可選地”意味著所述元素是必需的，或者可替代地，所述元素非必需，這兩種替代方案都在所述權(quán)利要求范圍之內(nèi)。廣義術(shù)語諸如“包含”、“包括”和“具有”可理解為對狹義術(shù)語諸如“組成元素為”，“主要組成為”，及“大體包括”提供支持。因此，保護范圍不限于上文所陳述，而是限于后文的權(quán)利要求，其范圍包括所述權(quán)利要求主題的所有等同內(nèi)容。每一條權(quán)利要求都以說明書中更進一步的公開而并入，且所述權(quán)利要求是本公開的實施例。在所述公開中對引用的討論不代表承認其為現(xiàn)有技術(shù)，尤其對出版日期在本申請的優(yōu)先權(quán)日之后的任何申請。本公開引用的全部專利、專利申請和出版物的公開內(nèi)容通過引用并入本申請，以為本公開提供典型性、程序性或其他補充性細節(jié)。

雖然已在本公開中提供若干實施例，應理解所公開的系統(tǒng)和方法在不違背本實施例的精神和范圍的情況下可在其他許多特定形式中得以具體體現(xiàn)。本示例可視為說明性的而而非限制性的，且不旨在限制于其中所給出的細節(jié)。例如，各種元素或組件可在另一個系統(tǒng)中進行組合或整合，或者特定的特性可省略或不實施。

此外，在各種實施例中以分立或單獨的方式進行描述和說明的技術(shù)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和方法，在不違背本公開范圍的情況下可與其他系統(tǒng)、模塊、技術(shù)或方法進行組合或整合。所示或討論的耦合或直接耦合或彼此通信的其他項目可通過無論是電氣、機械或其他形式的一些接口、設備或中間組件間接耦合或通信。其他改變、替代和修改的示例可由本領域技術(shù)人員確定，且可在不違背本文所公開的精神和范圍的情況下進行所述改變，替代和修改。