[发明专利]用于光通信的方法和装置

说明书

本申请涉及用于光通信的方法和装置。一种方法包括经由脉冲幅度调制(PAM)调制数字信号并将奈奎斯特整形应用于数字信号以生成经滤波的数字信号。该方法还包括将经滤波的数字信号转换为模拟信号，并经由密集波分复用(DWDM)方案在光通信信道中发射模拟信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年4月30日提交的题为“Methods and Apparatus for OpticalCommunications Via Pulse Amplitude Modulation(PAM)in Dense Wavelength-Division Multiplexing(DWDM)Systems”的美国专利申请62/840,619的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

一个或多个实施例涉及经由脉冲幅度调制(PAM)的光通信的装置和方法。

背景技术

依赖于数字域中稳定的载波相位估计，相干光通信可以采用诸如M元相移键控和正交幅度调制(QAM)之类的各种频谱有效的调制格式。在检测之后也保留相干光通信中的信号的相位信息，从而允许经由数字信号处理(DSP)均衡线性传输损害。结果，相干光通信可以实现高容量并且被认为是用于现代数据中心网络的有前途的技术。然而，相干光通信也存在若干缺点，包括高成本、高功耗和实现复杂性。

相反，脉冲幅度调制(PAM)不涉及相干检测，并且因此具有低成本、低功耗和相对简单的实现。然而，要充分发掘PAM在数据中心网络中的潜力，仍有一些挑战需要克服。例如，现有M-PAM(M＝2、4、8等)的粗熵粒度通常不足以满足动态带宽需求。此外，均匀M-QAM/PAM格式与香农极限之间也存在大容量差距。另外，强度调制/直接检测(IM/DD)方案的低频谱效率会限制现代密集波分复用(DWDM)数据中心网络的吞吐量。

发明内容

本文描述的一些实施例一般涉及经由脉冲幅度调制(PAM)的光通信，并且具体地涉及用于在密集波分复用(DWDM)系统中经由PAM和奈奎斯特整形的光通信的方法和装置。在一些实施例中，一种方法包括经由脉冲幅度调制(PAM)来调制数字信号并对数字信号应用奈奎斯特整形以生成经滤波的数字信号。该方法还包括将经滤波的数字信号转换为模拟信号，并经由密集波分复用(DWDM)方案在光通信信道中发射该模拟信号。

在一些实施例中，一种装置包括调制器，该调制器被配置为经由脉冲幅度调制(PAM)将二进制数据编码为数字信号。该装置还包括数字滤波器，该数字滤波器可操作地耦合到调制器并且被配置为将奈奎斯特整形应用于数字信号。数模转换器(DAC)可操作地耦合到调制器和滤波器。DAC被配置为将数字信号转换为模拟信号，并使用密集波分复用(DWDM)方案将模拟信号发送到光通信信道。

在一些实施例中，一种系统包括收发器和监视器。收发器被配置为经由密集波分复用(DWDM)方案将模拟信号发射到光通信信道。收发器包括调制器，其被配置为经由N元脉冲幅度调制(PAM)将二进制数据编码成数字信号，N是等于或大于4的整数。分布匹配器(DM)可操作地耦合到调制器并被配置为将概率整形应用于数字信号。滤波器可操作地耦合到调制器和DM。滤波器被配置为在DM之后将奈奎斯特整形应用于数字信号。收发器还包括可操作地耦合到调制器、滤波器和DM的数模转换器(DAC)。DAC被配置为将数字信号转换为模拟信号。收发器还包括可操作地耦合到调制器、滤波器和DM的控制器。监视器可操作地耦合到光通信信道和收发器。监视器被配置为在模拟信号的发射期间测量光通信信道的光信噪比(OSNR)。控制器被配置为：基于光通信信道的OSNR，使DM改变数字信号中每个符号的比特数目，或者使滤波器改变奈奎斯特整形的ROF。

附图说明

附图主要是出于说明目的，并不旨在限制本文描述的主题的范围。附图不一定按比例绘制；在一些情形中，可以在附图中夸大或放大地示出本文公开的主题的各个方面，以便于理解不同的特征。在附图中，相同的附图标记通常指代相同的特征(例如，功能相似和/或结构相似的元素)。