[发明专利]具有可调整的线性滤波器的光信号均衡器

说明书

技术领域

本发明总地涉及通信系统中的信号传输。更具体地，本发明涉及减轻高频通信系统中的分散效应的系统和方法。

背景技术

在数据传输领域中，一种有效地传送数据的方法是通过使用光纤。数字数据使用光发射二极管或激光器通过光纤线缆来传播。为了在光纤线缆上发送数据，典型地将数据从由计算机生成的电子数据转换成可以传播到光纤线缆上的光数据。此转换通常使用激光器或光发射二极管来进行。当生成光(或处于“高功率”)时表示逻辑“1”。无光(或光处于“低功率”)表示逻辑“0”。因此，具有表示逻辑“1”和“0”比特的陡增过渡和下降过渡的光信号传输到光纤线缆上。

当前安装的许多光纤线缆是多模的，意思是信号沿着光纤线缆通过不同路径行进。例如，信号的一部分可以顺着光纤线缆直接行进，而信号的其它部分沿着光纤线缆“弹回”或来回反射。另外，对于来回反射的信号的部分，每个部分可以采用不同路径，导致信号的这些部分以其通过光纤线缆行进的不同速度。因此，单个信号可能采用若干路径，随着该信号沿着光纤线缆行进而导致该信号的分散。信号的分散随着该信号行进距离的增加或随着信号传输频率的增加而更加显著。随着信号分散，相邻比特的部分可能分散到彼此之中。例如，“1”或高功率比特的部分可能扩展到先前由“0”或低功率比特占据的信号的时间中。类似的，“0”或低功率比特中的无功率可能在先前由“1”比特占据的信号的时间中多次引起相邻“1”或高功率比特的功率的减少。此现象通常称作符号间干扰。这些效应常常使用诸如图2所示的图的开眼图来图示和研究。随着分散发生，高和低阈值被模糊。阈值之间发生的模糊越多，则开眼图上的眼越“闭合”。眼越闭合，则越难以解释数据比特。

由于分散，一些嵌入电子信号的数据比特可能被错误地解释。尽管预期了可能发生数据比特的一些错误解释，但是大多数通信标准规定了可能发生的错误解释的最大数目。这通常规定为最大误比特率(BER)。例如，10吉比特以太网系统中的最大BER为10^-12。如果分散引起比这更多的错误，则必须减轻分散效应。

尽管分散可以通过安装单模光纤来减轻，但实施此方案是昂贵的。替换可能在一个给定地点安装的大量光纤线缆可能是昂贵和费时的。

可替换地，可以在单个光纤之上传输若干不同的波长。每个波长以较低的比特率承载信号以减少错误。这样，可以保持信号的总比特率同时使错误最小化。然而，此方案将需要多个激光器以生成不同的波长，多个光电二极管以接收不同的波长，以及昂贵的多路复用设备以组合和分离不同的波长。

类似的问题存在于电子(诸如基于铜或其它导体的)传输线中。例如，在印刷电路板上形成的小的7-10英寸传输线可能在以每秒10吉比特传播的电子信号中引起足够的分散以有效地使得电子信号不可读。

发明内容

本发明的一个实施例包括一种减轻高频通信通道中的分散效应的方法。该方法接收信号。信号通过可调整的线性滤波器。可调整的线性滤波器具有许多系数。可调整的线性滤波器的输出是电信号。计算包括电信号的第二和第四矩(moment)的品质因数。可调整的线性滤波器的系数基于至少品质因数的值来调整。

在本发明的另一实施例中，公开了一种用于减轻高频通信电路中的分散效应的信号调节器。该信号调节器包括具有许多可调整的系数的可调整的线性滤波器。配置可调整的线性滤波器使得其接收信号并基于可调整的系数的值来产生电信号。耦合到可调整的线性滤波器的电路配置成通过计算电信号的第二和第四矩来计算品质因数。连接到电路并连接到可调整的线性滤波器的微处理器配置成基于品质因数的值来提供可调整的系数。本发明的实施例通过计算对应于信号质量的品质因数以及通过调整线性滤波器以使品质因数最优化来减轻高频通信系统中的分散效应。

本发明的这些和其它优点和特征根据下面的描述和附图将变得更完全明显，或可以通过如下文所阐明的本发明的实践而习知。

附图说明

为了获得本发明的上述和其它优点和特征的方式，将参考在附图中图示的本发明的特定实施例来给出对上面简要描述的本发明的更具体的描述。应理解这些附图只描绘了本发明的典型实施例，且因此并不应认为是限制其范围，本发明将通过使用附图利用附加的特征和细节来描述和解释，其中：

图1图示了光纤通信路径，其中可以实践本发明的实施例；

图2图示了指示信号质量的测量的眼图；

图3图示了对实践本发明的特定方面有用的信号调节器；

图4图示了针对用于本发明的一个实施例的经验测试的输入信号的输入眼图；

图5图示了在利用可调整的线性滤波器的一个实施例来均衡之后的图4的信号；以及