[发明专利]用于超密集WDM系统的时钟恢复方法

说明书

技术领域

本文档涉及光通信系统。具体地，本文档涉及高效率的波分复用(WDM)光通信系统。

背景技术

减小WDM系统的信道间隔是充分利用光放大器带宽(目前放大器系统中的带宽约4THz)的有效途径。100G系统通常使用28G波特的符号速率(PDM-QPSK，偏振复用系统-四相相移键控)和50GHz的信道间隔。减小信道间隔至接近符号速率(即减小信道间隔至接近28GHz)对于在所限制的传输距离减小的范围内(仅减少约10-20％)增加系统容量(增加约50％)是有效的。这些密集的信道间隔配置的一个关键挑战是在接收机中恢复发射机时钟。特别是在发射的数据符号序列相对长(如商业运营中的情况)时，因为发射机和接收机处的时钟之间的失配会随时间增加。

WO02/31984A2描述了一种用于执行多阶幅度调制的方法。US2004/101311A1描述了一种用于内在异步的光通信系统中的同步信号的分布的方法。US4972408描述了将传输链路的低数据速率数字信道与高数据速率数字信道组合或者将传输链路的低数据速率数字信道从高数据速率数字信道分离的方法。

WO2010/119576A1描述了一种用于检测从串行数据流生成的并行光信号之间的偏移的方法。

发明内容

本文档解决使用窄WDM信道例如信道宽度或者带宽D接近WDM信道上传输的数据符号速率的WDM信道时的时钟恢复(也称为定时恢复)的技术问题。

根据本发明的一方面，描述了一种光发射机。该光发射机适于在光波分复用(WDM)传输信道上向对应的光接收机传输光信号。该WDM传输信道具有预定的带宽。该带宽能够例如在具有预定的粒度(如12.5GHz)的预定的网格上被修改。该光发射机包括符号生成单元，适于将输入数据转换符号速率B的数据符号序列；B是大于0的实数。符号速率B可以在WDM传输信道的带宽范围内。特别地，WDM传输信道带宽可以小于或等于符号速率B。

数据符号包括相应的相位和幅度。数据符号的相位可以对应于M进制相移键控(M-PSK)调制方案的星座点的相位；M是整数，M>1。例如，数据符号的相位可以对应于M＝4的正交相移键控(QPSK)调制方案的星座点的相位。数据符号的幅度恒定在第一幅度。

另外，光发射机可以包括数字-光转换器，适于将从数据符号序列导出的序列转换成光信号以传输至光接收机。从数据符号序列导出的序列可以例如与数据符号序列实质相同。备选地，从数据符号序列导出的序列可以对应于数据符号序列的经过滤波(如脉冲成形滤波)的版本。

光发射机适于在光信号内提供音调频率的时钟音，其中音调频率是B/N，N是实数，N>2。时钟音可以与数据符号序列同步。换句话说，音调频率可以与符号速率有固定的关系。例如，N是常数。在将从数据符号序列导出的序列调制到光信号之前，可以将时钟音插入数据符号序列。如上所示，WDM传输信道可以具有带宽D。可以选择小于二分之一信道带宽D的音调频率(即整数N)，即B/N<D/2。

通过提供包括幅度调制单元并适于生成数据符号序列的符号生成单元来实现将时钟音插入数据符号序列中，其中数据符号的幅度恒定在第一幅度，除了在数据符号序列中的每第N个数据符号的幅度具有不同于第一幅度的第二幅度，N是整数。备选地，符号生成单元可以适于生成数据符号序列，其中数据符号的幅度恒定在第一幅度。另外，光发射机可以包括适于调制(如修改)从数据符号序列导出的序列中每第N个数据符号的幅度的幅度调制单元，从而创建调制的数据符号序列。在此种情形中，数字-光转换器可以适于将从已调制的数据符号序列导出的序列转换成光信号。

可以相对于第一幅度增加数据符号序列中或从数据符号序列导出的序列中的每第N个数据符号的幅度。第一幅度和调制的(如增加的)幅度之间的比值是可调的，从而调整调制深度和时钟音的幅度，并且从而改善光接收机处的时钟恢复。

数字-光转换器通常包括数字-模拟转换器。数字到模拟转换器可以适于将从调制的数据符号序列导出的序列转换为模拟电信号。另外,数字到光转换器可以包括适于用模拟电信号调制光载波信号的光调制器；从而产生光信号。

光发射机可以适于生成包括第一偏振分量和第二偏振分量的偏分复用(PDM)光信号。在此种情形中，时钟音可以被插入到PDM光信号的偏振分量的一个或两者中。例如，可以用从第一已调制数据符号序列导出的序列调制第一偏振分量，和/或用从第二已调制数据符号序列导出的序列调制第二偏振分量。