[發明專利]針對在50 GBPS和更大值的PAMN光收發器中使用的模擬電子光纖色散和帶寬預補償（EDPC）的裝置和方法

在審

• 申請號: 201980061350.X
• 申請日: 2019-08-02
• 公開（公告）號: CN112771792A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 溫斯頓·I·衛;雷格哈芬卓拉·V·朱路里;康斯坦丁·珍納迪耶維雀·庫斯明
• 申請（專利權）人: 新飛通光電公司
• 主分類號: H04B10/2525
• 分類號: H04B10/2525;H04B10/40
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 紀雯

本發明提出了具有成本效益的高數據速率光學數據收發器，其包括電子模擬橫向濾波器，同時為傳輸的光信號提供帶寬補償和前向減損補償中的一個或多個。這些設備可以包括模擬橫向濾波器電路，被配置為調節來自PAM處理器的模擬調制器信號。該調節可以涉及近似希爾伯特變換、色散預補償或其兩者。

技術領域

本發明的技術領域涉及光學數據收發器，尤其是在高吞吐量的中短距離光纖型光通信鏈路中(例如在接入網絡、數據中心、數據中心互連和園區網絡中)每波長提供大于或等于50千兆比特/秒(“Gbps”) 的光纖型光收發器模塊。

背景技術

傳統光纖型光通信鏈路直接將二進制數據作為二進制傳送，例如發送“電源開啟”突發以表示二進制“1”，或發送“電源關閉”突發以表示二進制“0”。各種替代方式均以各種方式引用這種類型的編碼，并且在大多數情況下，考慮某些自由措施，可以被統一描述為開關鍵控(“OOK”)。“比特”以1/T比特每秒或“bps”的比特率傳送。對于當代的高速光纖型光學鏈路，比特率通常表示為“千兆”(10⁹)每秒或“Gbps”，相應地，T(比特周期)將以皮秒或“ps”表示。例如，具有100ps比特周期的10Gbps鏈路幾乎無處不在。遵循為通信和控制理論開發的術語，從發射器到接收器或反方向的物理通信鏈路和介質通常被稱為通信“設備”。

隨著其他技術的進步以及對傳送更多數據的需求的增加，出現了巨大的挑戰，因為可用的通信設備無法可靠地支持針對每光學波長明顯大于10Gbps的數據速率的OOK。已經出現了利用具有高性能數字信號處理(DSP)控制的相干光技術的復雜光學鏈路系統，以提供 100Gbps/波長和更高的比特率，其相較于現有的通信設備適用于高端應用并具有高昂成本。但是，有許多有價值的應用要求高于10Gbps 但沒有此類“高端應用”的要求，但是嘗試將相干系統用于此類需求較少的應用并不會緩解與相干技術相關聯的“高昂成本”。因此，有必要建立一種更具成本效益的方法，以在使用未達到高端要求的通信設備的重要應用中提供增大的數據容量。這種情況很常見，例如，在需要進行許多獨立的互連并且光纖設備的長度在中等范圍內(例如從小到幾百米至約40-80km(有時簡稱為“短途運輸”))的情況下。在許多有價值的應用場合(例如接入網絡、數據中心、數據中心互連和園區網絡)中會遇到這種情況。

特別成功的一種關鍵方法是從OOK轉換為多級信令，在每個周期T傳輸多于1比特的二進制數據。在這種情況下，每個周期T的光傳輸是更密集值化的“符號”，而不僅僅是比特。在那種情況下，物理傳輸速率的術語從“每秒比特數”變為符號率，通常稱為波特(“Bd”)率。例如，25*10⁹符號每秒(約)被稱為“25GBd”，其具有對應的符號周期T＝40ps。通常也用有效比特率來指代這樣的鏈路，因此25GBd的系統可以支持例如50Gbps(每個符號2比特) 或100Gbps(每個符號4比特)，但是在任何情況下，符號周期T保持40ps。

相干系統將這種密集符號方法應用到實際的極端情況，例如通過使用64GBd和12比特每符號闡述了在單個波長上600Gbps(其中一部分數據被虹吸以提高質量)。本文描述的方法采用不太極端但通常更具成本效益的方法。也許最基本和廣泛追求的改進是將OOK替換為4級脈沖幅度調制(PAM4)，以便每個符號提供2比特。可以很容易地應用相同的原理來考慮PAM8(3比特每符號)，PAM16(4比特每符號)或任何相應的正交幅度調制(QAMn)，但是PAM4已有很多支持技術，因此應用特別令人關注。

發明內容