[发明专利]用于多模多电平调制短距光通信系统幅度域及时间域均衡方法

说明书

一种用于多模多电平调制短距光通信系统幅度域及时间域均衡方法，采用850nm的VCSEL调制器将PAM4电信号调制到850nm后通过多模光纤传输，并将接收端解调出的信号反馈给带有幅度域及时间域均衡器的发送端，该均衡器从幅度域及时间域来调整发送端的信号幅度以及时延，从而使得在接收端接收到的信号眼图能够分布均匀且歪斜程度得到补偿以改善通信质量。本发明适用于基于VCSEL的高速PAM4传输系统，采用幅度域及时间域均衡技术来对信号进行处理，通过接收端反馈回来的信息在发送端调整PAM4的电平幅度值。

技术领域

本发明涉及的是一种短距光通信领域的技术，具体是一种可以应用于100-Gbps光脉冲幅度调制(PAM4)为的幅度域及时间域均衡算法。

背景技术

数字信号处理技术(Digital Signal Processing，DSP)为在短距离光互连中有着广泛的应用。随着数据中心和超级计算机的迅猛发展，针对高速的光互连技术研究和工程开发也面临着极大的机遇和挑战。其中在收发端中运用的数字信号处理技术能极大地改善信号质量，优化链路传输特性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于多模多电平调制短距光通信系统幅度域及时间域均衡方法，适用于基于垂直腔面发射激光器(Vertical CavitySurface Emitting Laser,VCSEL)的高速PAM4传输系统，采用幅度域及时间域均衡技术来对信号进行处理，通过接收端反馈回来的信息在发送端调整PAM4的电平幅度值。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明采用850nm的VCSEL调制器将PAM4电信号调制到850nm后通过多模光纤传输，并将接收端解调出的信号反馈给带有幅度域及时间域均衡器的发送端，该均衡器从幅度域及时间域来调整发送端的信号幅度以及时延，从而使得在接收端接收到的信号眼图能够分布均匀且歪斜程度得到补偿以改善通信质量。

所述方法具体包括以下步骤：

步骤1)FIR延时过程，即：对ADC输出的信号进行幅度域的等分，不同幅度的信号通过不同的FIR延时滤波器，等分的幅度信号所通过的FIR延时滤波器具有延时差，该FIR的时间差是通过ADC输出的信号的眼睛歪斜程度进行调整的；

步骤2)噪声强度计算，即：对ADC输出的信号在电脑上进行插值拟合，统计插值之后的PAM4信号的四个电平的噪声大小，即表征噪声强度；

步骤3)通过计算眼图的噪声的不均匀分布来计算出发送端的PAM4信号幅度电平分布，具体为：H₁:H₂:H₃＝(N₁+N₂):(N₂+N₃):(N₃+N₄)，其中H1、H2和H3为发送端的眼高值，N1、N2、N3、N4为不同电平上的噪声大小的值。

本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：VCSEL调制器以及分别与之相连的载波发生端和PAM4信号发生端、设置于VCSEL调制器输出端的用于传输调制信号的多模光纤以及带有光电探测器的信号接收端。

技术效果

与现有技术相比，本发明通过在发送端应用幅度域及时间域均衡算法，使得VCSEL在不同温度情况下都能够保证传输质量，并能够在传输一定距离的多模光纤后降低误码率。本发明在基于VCSEL调制的多模光纤传输系统算法研究中有很大的进步。

附图说明

图1为本发明的时间域及时间域均衡结构原理图；

图中：(a)为时间域均衡的结构原理图、(b)为幅度域均衡的结构原理图；

图2为本发明的幅度域及时间域均衡流程图；