[发明专利]通过非线性器件处理数字信号的方法和使用该方法的设备

说明书

本发明涉及通过非线性器件处理数字信号的方法。数字信号进行从第一电平到第二电平的第一跃迁。所述方法包括预加重数字信号的步骤；和由非线性器件处理预加重的数字信号的步骤。预加重数字信号的步骤包括：当第一电平低于第二电平时，通过在第一跃迁之前对第一电平施加负尖峰来预加重数字信号；和/或当第一电平高于第二电平时，通过在所述第一跃迁之前对第一电平施加正尖峰来预加重数字信号。本发明还涉及使用上述方法的设备。

技术领域

本发明涉及用于改进被高速传输通过非线性电气和/或光学器件的信号的品质的方法。本发明还涉及使用这一方法的设备。

背景技术

由于在近来开发出的具有例如25Gbps的数据传输速率的通信系统中的高速率数据，信号完整性已经成为主要关注点。

信号品质降级的原因之一是信号通过带宽受限通道的传输，即在该通道中，传输在某一频率(截止频率)之上明显降低。将信号传送通过这种通道导致高频成分的衰减。对于传输信号的这种过滤影响到达接收器的脉冲的形状。不仅脉冲在其码元周期内的形状被改变，而且其还扩大到随后的码元周期。当信号传输通过这种通道时，各个体码元的扩展脉冲将干扰随后的码元。

带宽限制能够起因于有源部件或介质的物理性质；例如，在25Gbps的比特率下，在电气链路中使用的铜电缆可具有截止频率，在该截止频率之上，实际上无传输信号会被传送。因此，为提供用于高速数据传输应用(例如，25Gbps的比特率)的足够带宽，光链路是倡议的。但是，数据经过光链路的传输涉及电数字信号到光信号的变换。

激光二极管，诸如垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface EmittingLaser，VCSEL)惯常地用于电信号到光信号的转变。但是，激光二极管是非线性器件，因此激光二极管影响其输出脉冲的形状。具体的，脉冲失真能够导致码间干扰。

图1示出了用于将电数字信号转变为光信号且将光信号输出到光纤的常规发送器的示意图。常规的发送器100包括预加重(pre-emphasis)驱动器101(使信号预失真)和与所述预加重驱动器101相连的激光二极管102。预加重驱动器101适合于在其输入端接收电信号，预加重接受的信号，并且输出预失真的电脉冲。激光二极管102适合于在其输入端接收来自预加重驱动器101的这种电脉冲，将接收的电脉冲转变为光信号，并且将光信号输出到光纤(图1未示出)。

常规发送器100的由预加重驱动器101执行的脉冲整形借助于图2来说明。曲线201表示输入到预加重驱动器101的数字(二进制)信号的脉冲的形状。该脉冲进行从低电平(“0”-电平)到高电平(“1”-电平)的第一正跃迁，在脉冲长度期间在高电平处保持大致恒定，之后进行从高电平到低电平的第二负跃迁。为清楚起见，“1”-电平定义为高电平，“0”-电平定义为低电平，正跃迁定义为从低电平到高电平的跃迁，并且负跃迁定义为从信号的高电平到低电平的跃迁。曲线202表示在矩形脉冲201被应用到预加重电路101的输入端时预加重电路101输出的信号的形状。该曲线展现紧邻地在从“0”-电平到“1”-电平的跃迁(正跃迁)之后的正尖峰(overshoot)和紧邻地在从“1”-电平到“0”-电平的跃迁(负跃迁)之后的负尖峰(undershoot)。具体的，曲线202进行从“0”-电平到“1”-电平的跃迁，过冲“1”-电平，弛豫到“1”-电平，进行从“1”-电平到“0”-电平的跃迁，下冲“0”-电平，然后弛豫到“0”-电平。

因此，常规发送器100的预加重驱动器101适合于在从一个二进制信号电平到另一二进制信号电平的跃迁期间和/或之后马上使电数字信号加重/达到尖峰。