光學數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ㄒ约耙环N光學數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]為了傳送數(shù)據(jù)，作為一種如今流行的解決方案是依賴于光學數(shù)據(jù)傳輸。為了傳送數(shù)據(jù)比特，可以利用光學傳輸信號來傳送一個或多個符號，其中數(shù)據(jù)符號表示數(shù)據(jù)比特的隹A
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[0003]備選地被稱作數(shù)據(jù)符號的符號通過依據(jù)將由該符號所表示的數(shù)據(jù)比特的集合而對光學載波信號的相位和/或振幅進行調(diào)制而被傳送。光學載波信號的調(diào)制依據(jù)相應調(diào)制格式的星座方案(constellat1n scheme)來執(zhí)行。
[0004]—種依賴于相位調(diào)制的調(diào)制格式的流行候選形式是二進制相移鍵控(BPSK)。在BPSK中，對光學載波信號的相位進行調(diào)制，而使得其取兩個離散相位值中的一個相位值。因此，在BPSK中，一個符號表示一個數(shù)據(jù)比特。
[0005]另一種執(zhí)行相位調(diào)制的調(diào)制格式的流行候選形式是正交相移鍵控(QPSK)，其備選地可以被稱作四正交幅度調(diào)制(4QAM)。在QPSK中，對光學載波信號的相位進行調(diào)制，而使得其取四個離散相位值中的一個相位值。因此，在QPSK中，一個符號表示兩個所要傳送的數(shù)據(jù)比特。
[0006]另一種調(diào)制格式的流行候選形式是8QAM，其中光學載波信號的相位和振幅依據(jù)將被數(shù)據(jù)符號所表示的數(shù)據(jù)比特的集合進行調(diào)制。對光學載波信號的相位和振幅進行調(diào)制，而使得它們?nèi)∠鄬男亲桨傅陌藗€離散值之一。因此，在8QAM中，一個符號表示三個數(shù)據(jù)比特。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]提出了一種光學數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?。在該所提出的方法中，通過根據(jù)數(shù)據(jù)比特以及依據(jù)兩種或更多的星座方案對光學信號進行調(diào)制而以數(shù)據(jù)符號的形式對數(shù)據(jù)比特進行傳送。
[0008]數(shù)據(jù)比特通過生成第一數(shù)據(jù)符號進行傳送，該第一數(shù)據(jù)符號表示包含偶數(shù)數(shù)量的數(shù)據(jù)比特的相應數(shù)據(jù)比特集合。該第一數(shù)據(jù)符號通過依據(jù)第一星座方案對光學信號進行調(diào)制而生成。
[0009]此外，數(shù)據(jù)比特通過生成第二數(shù)據(jù)符號進行傳送，該第二數(shù)據(jù)符號表示具有奇數(shù)數(shù)量的數(shù)據(jù)比特的相應數(shù)據(jù)比特集合。該第二數(shù)據(jù)符號通過依據(jù)第二星座方案對光學信號進行調(diào)制而生成。
[0010]優(yōu)選地，該光學信號是光學載波信號。
[0011]該第一數(shù)據(jù)符號和第二數(shù)據(jù)符號以預定符號速率生成，其中該第一數(shù)據(jù)符號和第二數(shù)據(jù)符號在時間上進行交織。
[0012]為了掌握所提出的方法的優(yōu)勢而對以下多個方面加以考慮。
[0013]當使用其中數(shù)據(jù)符號表示具體數(shù)量的數(shù)據(jù)比特的具體調(diào)制格式傳送數(shù)據(jù)比特并且以具體符號速率執(zhí)行傳輸時，該數(shù)據(jù)傳輸以所產(chǎn)生的相應數(shù)據(jù)速率所執(zhí)行。如果期望提高傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率但是同時保持相同的符號速率，必須要以有所提高的數(shù)據(jù)速率來執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸，從而使用具有星座點數(shù)量有所增加的相應星座方案的調(diào)制格式。由于星座點的數(shù)量有所增加，所以數(shù)據(jù)符號也表示數(shù)量有所增加的數(shù)據(jù)比特。
[0014]將具有相對應的具體數(shù)量的星座點的一種具體調(diào)制格式的傳輸能力與具有另一種數(shù)量有所增加的星座點的另一種具體調(diào)制格式的傳輸能力進行比較，該其它調(diào)制格式的星座點彼此之間的距離關(guān)于該一種具體調(diào)制格式的星座點的距離有所減小。因此，該其它調(diào)制格式對于噪聲偽像或影響光學傳輸信號的其它偽像更為敏感。
[0015]因此，當嘗試在接收側(cè)實現(xiàn)相同的比特誤差率時，與該一種具體調(diào)制格式相比，星座點數(shù)量有所增加的該其它調(diào)制格式的使用將僅能夠在有所減小的光學傳輸范圍內(nèi)正常工作，這是因為傳輸偽像隨著光學傳輸距離的增大而增加。這種效果也被稱作范圍縮減。
[0016]例如，當嘗試經(jīng)由如以上所描述的光學載波信號傳送符號形式的數(shù)據(jù)時，具體比特誤差率所應當覆蓋的必要傳輸距離可能比利用具體的第一調(diào)制格式一例如，4QAM—所能夠覆蓋的最大可能距離更短。與此同時，該傳輸距離可能比第二調(diào)制格式一例如，8QAM—所能夠覆蓋的最大傳輸距離更長。其結(jié)果將是，雖然所要覆蓋的傳輸距離比該第一調(diào)制格式所能夠覆蓋的第二傳輸距離更短，但是使用例如4QAM的第一調(diào)制格式。使用例如8QAM的第二調(diào)制格式傳送數(shù)據(jù)并不可行，這是因為相對應的星座方案中的星座點對于傳輸偽像有所提高的敏感度將會導致超出所允許的最大比特誤差率的比特誤差率。
[0017]換句話說，當依賴于其中僅使用具有相應星座方案的一種調(diào)制格式來傳送所有數(shù)據(jù)符號的數(shù)據(jù)傳輸時，僅有的可能性是在具有具體粒度的第一調(diào)制格式和第二調(diào)制格式之間進行切換。在其中第一調(diào)制格式是4QAM而第二調(diào)制格式為8QAM的給定實例中，該粒度由從4QAM中的2比特增加為8QAM中的3比特而給出，這等于50%的數(shù)據(jù)增長或因子1.5。
[0018]這里所描述的方法與針對光學數(shù)據(jù)傳輸中的所有數(shù)據(jù)符號使用相同調(diào)制格式的原則有所偏離。相反，第一數(shù)據(jù)符號依據(jù)第一調(diào)制格式的第一星座方案生成并且第二數(shù)據(jù)符號依據(jù)第二調(diào)制格式的第二星座方案生成，其中該第一調(diào)制格式不同于第二調(diào)制格式，并且其中所產(chǎn)生的第一數(shù)據(jù)符號和第二數(shù)據(jù)符號進行交織。第一數(shù)據(jù)符號表示偶數(shù)數(shù)量的數(shù)據(jù)比特并且第二數(shù)據(jù)符號表示奇數(shù)數(shù)量的數(shù)據(jù)比特。
[0019]所實現(xiàn)的優(yōu)勢在于用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制格式的這種混合允許數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌６扔兴黾印Ｔ敿毜?，針對以上所給出的示例，具有第一星座方案的第一調(diào)制格式可以是4QAM，其中第一數(shù)據(jù)符號表示兩個數(shù)據(jù)比特。具有第二星座方案的第二調(diào)制格式8QAM產(chǎn)生了表示三個數(shù)據(jù)比特的第二數(shù)據(jù)符號。因此，與僅使用其中數(shù)據(jù)符號表示兩個數(shù)據(jù)比特的4QAM的調(diào)制格式進行數(shù)據(jù)傳輸相比，數(shù)據(jù)速率通過因子1.25而有所提高。
[0020]所提出的方法不僅具有利用更為精細的粒度使得數(shù)據(jù)速率有所提高的優(yōu)勢，而且所提出的數(shù)據(jù)傳輸平均而言并不像使用具有星座方案中下一較高數(shù)量的星座點的下一較高調(diào)制格式傳送數(shù)據(jù)時那樣敏感于傳輸偽像。在給定示例中，這里所提出的利用兩種不同調(diào)制格式4QAM和8QAM的可替換數(shù)據(jù)符號所進行的數(shù)據(jù)傳輸并不像完全使用8QAM調(diào)制格式的數(shù)據(jù)傳輸那樣敏感于傳輸偽像，上述傳輸偽像例如交叉相位調(diào)制或其它偽像。因此，所提出的方法所實現(xiàn)的可覆蓋傳輸距離與通過采用下一較高調(diào)制格式所能夠覆蓋的傳輸距離相比更大，但是仍然小于初始調(diào)制格式一該示例中的4QAM—所能夠覆蓋的傳輸距離，但是數(shù)據(jù)速率有所提高。
[0021]因此，所提出的傳輸方法允許針對具體傳輸距離上的傳輸而提高數(shù)據(jù)速率，上述具體傳輸距離無法被采用更高調(diào)制格式的數(shù)據(jù)傳輸所覆蓋。與此同時，所提出的方法與采用例如4QAM的初始調(diào)制格式的傳輸相比實現(xiàn)了更高的數(shù)據(jù)速率。因此，所提出的傳輸方法允許以更為精細的數(shù)據(jù)速率粒度以及更為精細的可覆蓋傳輸距離的粒度進行光學數(shù)據(jù)傳輸。
【附圖說明】
[0022]圖1示出了根據(jù)實施例的所提出的光學數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。
[0023]圖2示出了第一數(shù)據(jù)符號和第二數(shù)據(jù)符號。
[0024]圖3示出了不同調(diào)制格式的星座方案。
[0025]圖4示出了根據(jù)另外實施例的所提出的光學數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。
[0026]圖5示出了數(shù)據(jù)符號在時間中以及在以不同方式進行偏振的光學信號的不同偏振平面中的交織。
[0027]圖6示出了所提出接收器的架構(gòu)。
[0028]圖7示出了針對不同星座方案可實現(xiàn)的比特誤差率。
[0029]圖8示出了不同傳輸方法所產(chǎn)生的Q2因子。
[0030]圖9示出了在以不同方式進行偏振的光學信號上所采用的不同調(diào)制格式的不同星座方案的結(jié)果。
【具體實施方式】
[0031]圖1示出了所提出的光學傳輸設(shè)備OTD。該設(shè)備OTD包含編碼單元EU，其接收信息比特IB并且將該信息比特IB編碼為數(shù)據(jù)比特DB的串。該數(shù)據(jù)比特DB由串行化器SER劃分為數(shù)據(jù)比特的集合并且隨后被提供到數(shù)據(jù)至符號映射單元MAP。在一個時間實例，串行化器SER提供包含偶數(shù)數(shù)量的數(shù)據(jù)比特的數(shù)據(jù)比特集合。在下一個連續(xù)的時間實例，串行化器SER提供包含奇數(shù)數(shù)量的數(shù)據(jù)比特的數(shù)據(jù)比特集合。優(yōu)選地，第一集合包含N個數(shù)據(jù)比特，其中N為偶數(shù)，并且下一個連續(xù)集合包含N+1個數(shù)據(jù)比特。
[0032]從一個時間實例到下一個時間實例，由串行化器SER所提供的相應數(shù)據(jù)比特集合在偶數(shù)數(shù)量的數(shù)據(jù)比特和奇數(shù)數(shù)量的數(shù)據(jù)比特之間進行交替。映射單元MAP將所提供的數(shù)據(jù)比特集合映射到相應調(diào)制格式的相應符號上。在第一時間實例，映射單元MAP生成第一數(shù)據(jù)符號，其表示包含偶數(shù)數(shù)量的數(shù)據(jù)比特的第一集合。在下一個時間實例，映射單元MAP生成表示具有奇數(shù)數(shù)量的數(shù)據(jù)比特的第二集合的第二數(shù)據(jù)符號。映射單元MAP通過生成相應的正交相位信號分量QX和同相信號分量IX而生成數(shù)據(jù)符號。優(yōu)選地為數(shù)字值的信號分量QX和IX隨后被數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC轉(zhuǎn)換為相應的電分量QXE和IXE。調(diào)制單元MOD使用信號分量QXE和IXE對光學信號生成單元OSG所提供的光學載波信號OCS進行調(diào)制。因此，設(shè)備OTD通過依據(jù)第一星座方案對光學信號OCS進行調(diào)制而生成第一數(shù)據(jù)符號，而設(shè)備OTD通過依據(jù)第二星座方案對光學信號OCS進行調(diào)制而生成第二數(shù)據(jù)符號。所產(chǎn)生的調(diào)制光學信號OS隨后被提供至光學接口 0IF。
[0033]現(xiàn)在參考圖2詳細描述第一數(shù)據(jù)符號和第二數(shù)據(jù)符號的生成。
[0034]圖2圖示了如關(guān)于圖1描述的設(shè)備所生成的數(shù)據(jù)符號SI，...，S8的序列SER1。數(shù)據(jù)符號SI，...，S8在相應的時間實例tl，..